冶金机械设备现代维修技术

四川机电职业技术学院,四川机电职业技术学院,四川机电职业技术学院,学习情境二：,冶金机械设备现代维修技术,模块八：,其它修复技术简介,一、表面形变强化（或称表面机械强化）,表面形变强化原理是,，通过机械手段（滚压、内挤压和喷丸等）在金属表面产生压缩变形，使表面形成形变硬化层（此形变硬化层的深度可达,0.5,1.5mm,），从而使表面层硬度、强度提高，有利于提高零件抗疲劳强度和使用寿命。表面形变强化工艺方法简单、成本低廉、强化效果显著，在机械设备维修领域中常用，其名目也十分繁多，常用的强化方法主要有滚压、内挤压和喷丸等，现对其介绍如下：,滚压强化是指利用经过淬硬和精细抛光过的、可自由旋转的滚柱或滚珠，对零件表面进行挤压，以提高加工表面质量的一种机械强化加工方法。,滚压强化工艺是一种无切削加工工艺,，表面滚压可以显著地提高零件的疲劳强度，并且降低缺口敏感性，提高零件承载能力。滚压加工可减小表面粗糙度值,2,3,级，提高硬度,10%,40%,，表面层耐疲劳强度一般提高,30%,50%,，耐磨性提高,1.5,3,倍，可以修正和提高形状误差和表面粗糙度，而且滚压过程操作方便，效率高、净洁无污染，其具有应用范围宽，滚压后的零件使用寿命长等特点，适用于对粗糙度和硬度均有一定要求的零件表面。,1,、滚压强化,滚轮滚压加工可加工圆柱形或锥形的外表面和内表面曲线旋转体的外表面、平面、端面、凹槽、台阶轴的过渡圆角，特别适用于形状简单的大型轴类、套筒类零件内、外旋转表面的加工、滚压螺钉、螺栓等零件的螺纹以及滚压小模数齿轮和滚花等，尤其是尺寸突然变化的结构应力集中处,，如火车轴的轴径等，通过表面滚压处理后，其表面质量有了显著提高，很好的提高了经济效益。,实例：轴类零件滚压,滚柱滚压是最简单最常用的冷压强化方法。单滚柱滚压压力大且不平衡，这就要求工艺系统有足够的刚度；多滚柱滚压可对称布置滚柱以滚压内孔可外圆，减小了工艺系统的变形；这种方法也可滚压成形表面或锥面。,滚珠滚压接触面积小，压强大，滚压力均匀，用于对刚度差的工件进行滚压，亦可做成多滚珠滚压。,离心转子滚压是利用离心力进行滚压的方法。滚球或滚柱的重量、转子直径及转速决定了滚压力的大小，一般成正比关系。,实例：油缸内孔滚压,挤压加工是利用截面形状与工件孔形相同的挤压工具（胀头），在两者间有一定过盈量的前提下，推孔或拉孔而使表面强化的工艺措施。,内挤压强化原理是：利用棒、衬套、模具等特殊的挤压工具，对零件孔或周边连续、缓慢、均匀地挤压，形成塑性变形成的硬化层。塑性变形层内组织结构发生变化，引起形变强化，并产生残余压应力，降低了孔壁粗糙度，对提高材料疲劳强度和应力腐蚀能力很有效。,2、内挤压强化,内挤压效率较高，效果较好，方法简单，使用于高强度钢，合金结构钢、铝合金、钛合金以及高温合金等零件，主要被挤压孔的形状是圆孔、椭圆孔、长圆孔、台阶孔埋头窝孔和开口孔等。可采用单环可多环挤刀，后者与拉刀相似，挤后工件孔质量提高。,2、内挤压强化,载重汽车挺柱体的冷挤压,喷丸强化是用压缩空气或离心力等将珠丸高速、连续喷出，撞击金属工件表面，使之产生屈服，形成,冷硬层和残余压应力,。,形成压缩应力层的目的是,预防工件疲劳破坏，把易产生疲劳破坏裂纹部位的拉应力转为压应力，从而有效地控制裂纹扩展。通过喷丸可以明显改变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分，从而提高零件的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀性能，延长零件使用寿命。,喷丸强化主要用于强化形状比较复杂的零件，如齿轮、连杆、曲轴、链条等，也可用于一般零件，如板弹簧、螺旋弹簧、履带销、焊缝、轴、叶片等。,3、喷丸强化,。,大型转台式抛喷丸清理机,钢管内壁,抛喷丸,。,图：管道内壁喷丸,图：喷丸用玻璃微珠,图：常用,的,的冷压强,化,化工艺方,法,法,a,）单滚柱,或,或多滚柱,滚,滚压,b,）单滚珠,或,或多滚珠,滚,滚压,c,）钢珠挤,压,压和涨孔,d,）喷丸强,化,化,1、表面,热,热处理强,化,化,二、表面,热,热处理强,化,化和表面,化,化学热处,理,理强化,表,面,面,热,热,处,处,理,理,是,是,通,通,过,过,对,对,零,零,件,件,的,的,表,表,层,层,进,进,行,行,加,加,热,热,、,、,冷,冷,却,却,，,，,表,表,层,层,发,发,生,生,相,相,变,变,，,，,从,从,而,而,改,改,变,变,表,表,层,层,组,组,织,织,和,和,性,性,能,能,，,，,而,而,不,不,改,改,变,变,其,其,表,表,层,层,成,成,份,份,的,的,热,热,处,处,理,理,工,工,艺,艺,，,，,也,称,称,作,作,表,表,面,面,淬,淬,火,火,技,技,术,术,。,表,表,面,面,热,热,处,处,理,理,是,是,一,一,种,种,发,发,展,展,较,较,早,早,、,、,应,应,用,用,较,较,广,广,的,的,表,表,面,面,工,工,程,程,技,技,术,术,。,。,随,随,着,着,科,科,学,学,技,技,术,术,的,的,进,进,步,步,，,，,尤,尤,其,其,是,是,新,新,型,型,热,热,源,源,的,的,出,出,现,现,，,，,使,使,表,表,面,面,热,热,处,处,理,理,技,技,术,术,日,日,益,益,完,完,善,善,。,。,表,面,面,淬,淬,火,火,的,的,原,原,理,理,是,是,：,：,用,用,电,电,磁,磁,感,感,应,应,、,、,火,火,焰,焰,、,、,激,激,光,光,等,等,加,加,热,热,方,方,法,法,对,对,零,零,件,件,表,表,面,面,迅,迅,速,速,加,加,热,热,，,，,使,使,表,表,面,面,材,材,料,料,快,快,速,速,加,加,热,热,到,到,相,相,变,变,临,临,界,界,点,点,以,以,上,上,而,而,转,转,变,变,为,为,细,细,小,小,的,的,奥,奥,氏,氏,体,体,组,组,织,织,，,，,心,心,部,部,材,材,料,料,仍,仍,保,保,持,持,在,在,相,相,变,变,临,临,界,界,点,点,以,以,下,下,，,，,保,保,持,持,原,原,有,有,组,组,织,织,，,，,其,其,后,后,用,用,水,水,或,或,油,油,、,、,或,或,依,依,靠,靠,母,母,材,材,快,快,速,速,冷,冷,却,却,达,达,到,到,淬,淬,火,火,目,目,的,的,，,，,获,获,得,得,微,微,细,细,的,的,马,马,氏,氏,体,体,组,组,织,织,，,，,从,从,而,而,提,提,高,高,了,了,零,零,件,件,的,的,表,表,面,面,硬,硬,度,度,和,和,耐,耐,磨,磨,性,性,。,。,而,而,零,零,件,件,心,心,部,部,因,因,未,未,发,发,生,生,相,相,变,变,，,，,仍,仍,保,保,持,持,其,其,强,强,度,度,高,高,、,、,韧,韧,性,性,好,好,的,的,性,性,能,能,特,特,点,点,。,。,这,这,种,种,表,表,面,面,处,处,理,理,方,方,法,法,常,常,用,用,于,于,齿,齿,轮,轮,、,、,轴,轴,类,类,的,的,表,表,面,面,强,强,化,化,。,。,按,照,照,加,加,热,热,方,方,式,式,，,，,传,传,统,统,表,表,面,面,热,热,处,处,理,理,可,可,分,分,为,为,感,感,应,应,加,加,热,热,、,、,火,火,焰,焰,加,加,热,热,、,、,电,电,接,接,触,触,加,加,热,热,、,、,浴,浴,炉,炉,（,（,高,高,温,温,盐,盐,溶,溶,炉,炉,）,）,加,加,热,热,等,等,表,表,面,面,淬,淬,火,火,工,工,艺,艺,。,。,图,：,：,大,大,型,型,齿,齿,轮,轮,表,表,面,面,淬,淬,火,火,图,：,：,导,导,轨,轨,表,表,面,面,淬,淬,火,火,图,：,：,钢,钢,轨,轨,表,表,面,面,淬,淬,火,火,2,、,、,表,表,面,面,化,化,学,学,热,热,处,处,理,理,强,强,化,化,化,学,学,热,热,处,处,理,理,：,：,指,指,金,金,属,属,或,或,合,合,金,金,工,工,件,件,置,置,于,于,一,一,定,定,温,温,度,度,的,的,活,活,性,性,介,介,质,质,中,中,保,保,温,温,，,，,使,使,一,一,种,种,或,或,几,几,种,种,元,元,素,素,渗,渗,入,入,它,它,的,的,表,表,层,层,，,，,以,以,改,改,变,变,其,其,化,化,学,学,成,成,分,分,，,，,组,组,织,织,和,和,性,性,能,能,的,的,热,热,处,处,理,理,工,工,艺,艺,。,。,化,学,学,热,热,处,处,理,理,与,与,一,一,般,般,热,热,处,处,理,理,的,的,区,区,别,别,在,在,于,于,：,它,它,通,通,过,过,改,改,变,变,钢,钢,表,表,面,面,的,的,化,化,学,学,成,成,分,分,和,和,组,组,织,织,，,，,达,达,到,到,改,改,善,善,表,表,面,面,性,性,质,质,的,的,目,目,的,的,，,，,使,使,得,得,用,用,单,单,一,一,材,材,料,料,制,制,作,作,的,的,零,零,件,件,，,，,在,在,表,表,面,面,和,和,心,心,部,部,具,具,有,有,显,显,著,著,不,不,同,同,的,的,两,两,种,种,性,性,能,能,。,。,它,它,在,在,工,工,业,业,中,中,得,得,到,到,越,越,来,来,越,越,广,广,泛,泛,的,的,应,应,用,用,。,。,化,学,学,热,热,处,处,理,理,是,是,古,古,老,老,的,的,工,工,艺,艺,之,之,一,一,，,，,在,在,中,中,国,国,可,可,上,上,溯,溯,到,到,西,西,汉,汉,时,时,期,期,。,。,已,已,出,出,土,土,的,的,西,西,汉,汉,中,中,山,山,靖,靖,王,王,刘,刘,胜,胜,的,的,佩,佩,剑,剑,，,，,表,表,面,面,含,含,碳,碳,量,量,达,达,O.6,0.7%,，,而,而,心,心,部,部,为,为,O.15,O.4%,，,具,具,有,有,明,明,显,显,的,的,渗,渗,碳,碳,特,特,征,征,。,。,明,明,代,代,宋,宋,应,应,星,星,撰,撰,天,工,工,开,开,物,物,一,书,书,中,中,，,，,就,就,记,记,载,载,有,有,用,用,豆,豆,豉,豉,、,、,动,动,物,物,骨,骨,炭,炭,等,等,作,作,为,为,渗,渗,碳,碳,剂,剂,的,的,软,软,钢,钢,渗,渗,碳,碳,工,工,艺,艺,。,。,明,明,代,代,方,方,以,以,智,智,在,在,物,理,理,小,小,识,识,“,“,淬,刀,刀,”,”,一,一,节,节,中,中,，,，,还,还,记,记,载,载,有,有,“,“,以,以,酱,酱,同,同,硝,硝,涂,涂,錾,錾,口,口,，,，,煅,煅,赤,赤,淬,淬,火,火,”,”,。,。,硝,硝,是,是,含,含,氮,氮,物,物,质,质,，,，,当,当,有,有,一,一,定,定,的,的,渗,渗,氮,氮,作,作,用,用,。,。,这,这,说,说,明,明,渗,渗,碳,碳,、,、,渗,渗,氮,氮,或,或,碳,碳,氮,氮,共,共,渗,渗,等,等,化,化,学,学,热,热,处,处,理,理,工,工,艺,艺,，,，,早,早,在,在,古,古,代,代,就,就,已,已,被,被,劳,劳,动,动,人,人,民,民,所,所,掌,掌,握,握,，,，,并,并,作,作,为,为,一,一,种,种,工,工,艺,艺,广,广,泛,泛,用,用,于,于,兵,兵,器,器,和,和,农,农,具,具,的,的,制,制,作,作,。,。,按,渗,渗,入,入,元,元,素,素,的,的,性,性,质,质,，,，,化,化,学,学,热,热,处,处,理,理,可,可,分,分,为,为,渗,渗,非,非,金,金,属,属,和,和,渗,渗,金,金,属,属,两,两,大,大,类,类,。,前,者,者,包,括,括,渗,渗,碳,碳,、,、,渗,渗,氮,氮,、,、,渗,渗,硼,硼,和,和,多,多,种,种,非,非,金,金,属,属,元,元,素,素,共,共,渗,渗,，,，,如,如,碳,碳,氮,氮,共,共,渗,渗,、,、,氮,氮,碳,碳,共,共,渗,渗,、,、,硫,硫,氮,氮,共,共,渗,渗,、,、,硫,硫,氮,氮,碳,碳,(,硫,氰,氰,),共,渗,渗,等,等,；,；,后,者,者,主,要,要,有,有,渗,渗,铝,铝,、,、,渗,渗,铬,铬,、,、,渗,渗,锌,锌,，,，,钛,钛,、,、,铌,铌,、,、,钽,钽,、,、,钒,钒,、,、,钨,钨,等,等,也,也,是,是,常,常,用,用,的,的,表,表,面,面,合,合,金,金,化,化,元,元,素,素,，,，,二,二,元,元,、,、,多,多,元,元,渗,渗,金,金,属,属,工,工,艺,艺,，,，,如,如,铝,铝,铬,铬,共,共,渗,渗,、,、,钽,钽,铬,铬,共,共,渗,渗,等,等,均,均,已,已,用,用,于,于,生,生,产,产,。,。,此,此,外,外,，,，,金,金,属,属,与,与,非,非,金,金,属,属,元,元,素,素,的,的,二,二,元,元,或,或,多,多,元,元,共,共,渗,渗,工,工,艺,艺,也,也,不,不,断,断,涌,涌,现,现,，,，,例,例,如,如,铝,铝,硅,硅,共,共,渗,渗,、,、,硼,硼,铬,铬,共,共,渗,渗,等,等,。,。,化,学,学,热,热,处,处,理,理,的,的,目,目,的,的,：,：,主,要,要,是,是,提,提,高,高,钢,钢,件,件,表,表,面,面,的,的,硬,硬,度,度,，,，,耐,耐,磨,磨,性,性,，,，,抗,抗,蚀,蚀,性,性,，,，,抗,抗,疲,疲,劳,劳,强,强,度,度,和,和,抗,抗,氧,氧,化,化,性,性,等,等,。,。,每,每,一,一,种,种,化,化,学,学,热,热,处,处,理,理,工,工,艺,艺,都,都,各,各,有,有,其,其,特,特,点,点,，,，,可,可,根,根,据,据,工,工,件,件,的,的,材,材,质,质,和,和,工,工,作,作,条,条,件,件,选,选,择,择,相,相,应,应,的,的,化,化,学,学,热,热,处,处,理,理,工,工,艺,艺,。,。,图,：,：,气,气,体,体,渗,渗,碳,碳,、,、,碳,碳,氮,氮,共,共,渗,渗,炉,炉,三,、,、,电,电,火,火,花,花,强,强,化,化,图,：,：,金,金,属,属,模,模,具,具,缺,缺,陷,陷,电,电,火,火,花,花,修,修,补,补,冷,冷,焊,焊,机,机,电,火,火,花,花,强,强,化,化,是,是,以,以,直,直,接,接,放,放,电,电,的,的,方,方,式,式,向,向,零,零,件,件,表,表,面,面,提,提,供,供,能,能,量,量,，,，,并,并,使,使,之,之,转,转,化,化,为,为,热,热,能,能,和,和,其,其,它,它,形,形,式,式,的,的,能,能,量,量,，,，,以,以,达,达,到,到,改,改,变,变,表,表,层,层,化,化,学,学,成,成,分,分,和,和,金,金,相,相,组,组,织,织,的,的,目,目,的,的,，,，,从,从,而,而,是,是,表,表,面,面,性,性,能,能,提,提,高,高,。,。,1,、,电,电,火,火,花,花,强,强,化,化,原,原,理,理,组,成,成,电,电,火,火,花,花,强,强,化,化,设,设,备,备,的,的,最,最,基,基,本,本,部,部,件,件,是,是,脉,脉,冲,冲,电,电,源,源,和,和,振,振,动,动,器,器,。,。,前,前,者,者,供,供,给,给,瞬,瞬,时,时,放,放,电,电,能,能,量,量,；,；,后,后,者,者,使,使,电,电,极,极,振,振,动,动,并,并,周,周,期,期,地,地,接,接,触,触,工,工,件,件,。,。,当,电,电,极,极,棒,棒,（,（,焊,焊,条,条,）,）,在,在,工,工,作,作,表,表,面,面,旋,旋,转,转,，,，,当,当,某,某,些,些,部,部,位,位,间,间,隙,隙,很,很,小,小,时,时,，,，,使,使,主,主,机,机,放,放,电,电,回,回,路,路,形,形,成,成,通,通,路,路,。,。,在,在,他,他,们,们,相,相,互,互,接,接,触,触,的,的,微,微,小,小,区,区,域,域,瞬,瞬,时,时,流,流,过,过,电,电,流,流,，,，,电,电,流,流,密,密,度,度,可,可,达,达,到,到,105,106A/cm2,，,而,而,放,放,电,电,时,时,间,间,仅,仅,10-6,10-5,秒,，,，,由,由,于,于,放,放,电,电,能,能,量,量,在,在,时,时,间,间,上,上,和,和,空,空,间,间,上,上,高,高,度,度,集,集,中,中,，,，,在,在,放,放,电,电,微,微,小,小,的,的,区,区,域,域,内,内,产,产,生,生,了,了,约,约,8000,10000,的,高,高,温,温,，,，,使,使,该,该,区,区,域,域,的,的,局,局,部,部,材,材,料,料,高,高,能,能,离,离,子,子,化,化,。,。,1,、,电,电,火,火,花,花,强,强,化,化,原,原,理,理,电,极,极,棒,棒,（,（,焊,焊,条,条,）,）,在,在,等,等,离,离,子,子,冶,冶,金,金,状,状,态,态,下,下,高,高,速,速,转,转,移,移,到,到,工,工,件,件,表,表,面,面,，,，,并,并,扩,扩,散,散,进,进,入,入,到,到,工,工,件,件,表,表,层,层,，,，,形,形,成,成,冶,冶,金,金,型,型,牢,牢,固,固,结,结,合,合,的,的,沉,沉,积,积,层,层,。,。,主,主,机,机,电,电,源,源,放,放,电,电,周,周,期,期,为,为,10-3,10-1,秒，高频率,的,的放电和电,极,极棒（焊条,）,）在工件表,面,面的高速旋,转,转扫描，可,实,实现大面积,高,高效率的沉,积,积涂层。,简单地说,，,电火花强化,的,的原理，就,是,是直接利用,火,火花放电的,能,能量，使电,极,极材料在工,件,件表面形成,特,特殊性质的,合,合金层,。,当然，除了,形,形成合金层,，,，电火花改,善,善工件表面,性,性能还有另,外,外一些原因,，,，比如火花,放,放电的骤热,骤,骤冷作用具,有,有表面淬火,的,的效果；用,石,石墨电极强,化,化则有表面,渗,渗碳的效果,等,等,。,图：,电,电火,花,花强,化,化过,程,程示,意,意图,其中,：,：,R,：限,流,流电,阻,阻；,C,：储,能,能电,容,容器,2,、电,火,火花,强,强化,过,过程,该过,程,程包,括,括强,化,化前,准,准备,，,，实,施,施强,化,化和,强,强化,后,后处,理,理三,个,个方,面,面：,强化,前,前准,备,备：,首,首先,了,了解,工,工件,的,的性,质,质和,要,要求,，,，以,便,便确,定,定是,否,否采,用,用电,火,火花,强,强化,工,工艺,。,。其,次,次，,确,确定,强,强化,的,的部,位,位，,并,并清,洁,洁强,化,化部,位,位，,最,最后,选,选择,好,好强,化,化设,备,备、,强,强化,规,规准,和,和电,极,极材,料,料。,在,在有,条,条件,的,的情,况,况下,，,，或,强,强化,的,的工,件,件比,较,较特,殊,殊的,时,时，,最,最好,能,能用,同,同样,材,材料,制,制成,的,的试,块,块进,行,行强,化,化试,验,验。,实施,强,强化,，,，是,电,电火,花,花强,化,化的,重,重要,环,环节,，,，包,括,括安,置,置设,备,备、,工,工件,及,及电,极,极；,调,调整,电,电极,与,与工,件,件强,化,化表,面,面的,夹,夹角,；,；选,择,择电,极,极移,动,动方,式,式和,掌,掌握,电,电极,移,移动,速,速度,；,；去,除,除瑕,疵,疵等,。,。,强化,后,后处,理,理包,括,括表,面,面清,理,理和,表,表面,质,质量,检,检查,等,等。,3,、电,火,火花,在,在机,械,械设,备,备维,修,修中,的,的应,用,用,我国,运,运用,电,电火,花,花运,用,用电,火,火花,强,强化,工,工艺,始,始于,五,五十,年,年代,。,。由,于,于当,时,时在,基,基础,理,理论,和,和应,用,用技,术,术等,方,方面,缺,缺乏,研,研究,，,，加,之,之强,化,化设,备,备本,身,身也,存,存在,某,某些,问,问题,，,，因,此,此未,能,能得,到,到推,广,广。,在,在七,十,十年,代,代，,这,这项,被,被遗,忘,忘的,工,工艺,因,因在,刀,刀具,、,、模,具,具等,上,上的,运,运用,所,所取,得,得的,明,明显,的,的效,果,果，,而,而重,新,新引,起,起重,视,视。,目,目前,，,，已,被,被广,泛,泛应,用,用在,模,模具,强,强化,、,、刀,具,具强,化,化、,机,机械,零,零件,（,（尤,其,其是,易,易摩,擦,擦磨,损,损的,零,零件,）,）强,化,化、,磨,磨损,件,件的,微,微量,修,修补,。,。此,外,外，,通,通过,使,使用,强,强化,机,机上,配,配置,的,的附,件,件和,极,极性,开,开关,，,，还,可,可以,对,对工,件,件进,行,行电,火,火花,加,加工,，,，用,于,于取,出,出折,断,断的,丝,丝锥,或,或钻,头,头，,在,在淬,硬,硬的,工,工件,上,上加,工,工小,孔,孔等,。,。,3,、电,火,火花,在,在机,械,械设,备,备维,修,修中,的,的应,用,用,但是,应,应该,注,注意,电,电火,花,花加,工,工也,存,存在,一,一些,缺,缺点,：,：通,常,常使,用,用的,设,设备,的,的强,化,化厚,度,度仅,0.02,0.05mm,；表,面,面粗,糙,糙度,一,一般,仅,仅为,Ra1.25,5m,；手,工,工操,作,作的,强,强化,速,速度,较,较慢,，,，强,化,化生,产,产率,为,为,0.2,0.3cm2/min,；强,化,化层,的,的均,匀,匀性,、,、连,续,续性,较,较差,。,。因,此,此，,限,限制,了,了强,化,化工,艺,艺在,某,某些,场,场合,的,的运,用,用。,然,然而,，,，如,果,果我,们,们能,充,充分,认,认识,该,该工,艺,艺的,特,特点,，,，并,合,合理,运,运用,，,，作,为,为一,项,项特,殊,殊的,表,表面,处,处理,技,技术,，,，它,将,将具,有,有广,泛,泛的,应,应用,潜,潜力,。,。,图；,电,电火,花,花修,补,补示,意,意图,四、,激,激光,表,表面,处,处理,激光,是,是,20,世纪,以,以来,，,，继,原,原子,能,能、,计,计算,机,机、,半,半导,体,体之,后,后，,人,人类,的,的又,一,一重,大,大发,明,明。,它,它的,原,原理,早,早在,1917,年已,被,被著,名,名的,物,物理,学,学家,爱,爱因,斯,斯坦,发,发现,，,，但,要,要直,到,到,1958,年美,国,国科,学,学家,肖,肖洛,和,和汤,斯,斯发,现,现了,一,一种,神,神奇,的,的现,象,象：,当,当他,们,们将,内,内光,灯,灯泡,所,所发,射,射的,光,光照,在,在一,种,种稀,土,土晶,体,体上,时,时，,晶,晶体,的,的分,子,子会,发,发出,鲜,鲜艳,的,的、,始,始终,会,会聚,在,在一,起,起的,强,强光,。,。根,据,据这,一,一现,象,象，,他,他们,提,提出,了,了,激光,原,原理,。,1960,年,5,月,15,日，,美,美国,加,加利,福,福尼,亚,亚州,休,休斯,实,实验,室,室的,科,科学,家,家梅,曼,曼宣,布,布获,得,得了,波,波长,为,为,0.6943,微米,的,的激,光,光，,这,这是,人,人类,有,有史,以,以来,获,获得,的,的第,一,一束,激,激光,，,，梅,曼,曼因,而,而也,成,成为,世,世界,上,上第,一,一个,将,将激,光,光引,入,入实,用,用领,域,域的,科,科学,家,家。,激,激光,是,是在,有,有理,论,论准,备,备和,生,生产,实,实践,迫,迫,切,切需,要,要的,背,背景,下,下应,运,运而,生,生的,，,，它,一,一问,世,世，,就,就获,得,得了,异,异乎,寻,寻常,的,的飞,快,快发,展,展，,激,激光,的,的发,展,展不,仅,仅使,古,古老,的,的光,学,学科,学,学和,光,光学,技,技术,获,获得,了,了新,生,生，,而,而且,导,导致,整,整个,一,一门,新,新兴,产,产业,的,的,出,出现,。,。激,光,光可,使,使人,们,们有,效,效地,利,利用,前,前所,未,未有,的,的先,进,进方,法,法和,手,手段,，,，去,获,获得,空,空前,的,的效,益,益和,成,成果,，,，从,而,而促,进,进了,生,生产,力,力的,发,发展,。,。,（,1,）定,向,向发,光,光。,激,激光,器,器发,射,射的,激,激光,，,，天,生,生就,是,是朝,一,一个,方,方向,射,射出,，,，光,束,束的,发,发散,度,度极,小,小，,大,大约,只,只有,0.001,弧度,，,，接,近,近平,行,行。,1,、激,光,光的,特点,（,2,）亮,度,度极,高,高。,激,激光,亮,亮度,极,极高,的,的主,要,要原,因,因是,定,定向,发,发光,。,。大,量,量光,子,子集,中,中在,一,一个,极,极小,的,的空,间,间范,围,围内,射,射出,，,，能,量,量密,度,度自,然,然极,高,高。,（,3,）、,颜,颜色,极,极纯,。,。,光,光的,颜,颜色,由,由光,的,的波,长,长（,或,或频,率,率）,决,决定,。,。一,定,定的,波,波长,对,对应,一,一定,的,的颜,色,色。,光,光辐,射,射的,波,波长,分,分布,区,区间,越,越窄,，,，单,色,色性,越,越好,激光,表,表面,处,处理,原,原理,通,通过,将,将高,功,功率,密,密度,激,激光,束,束向,工,工件,表,表面,进,进行,照,照射,，,，光,能,能被,工,工件,表,表面,所,所吸,收,收，,并,并转,换,换成,热,热能,，,，由,此,此实,现,现表,面,面处,理,理。,激光,表,表面,处,处理,设,设备,主,主要,包,包括,激,激光,器,器、,功,功率,计,计、,导,导光,聚,聚焦,系,系统,、,、工,作,作台,、,、数,控,控系,统,统和,软,软件,编,编程,系,系统,等,等构,成,成。,2,、激,光,光表,面,面处,理,理技,术,术,激光,表,表面,处,处理,技,技术,主,主要,有,有激,光,光表,面,面强,化,化、,激,激光,表,表面,涂,涂敷,、,、激,光,光表,面,面非,晶,晶态,处,处理,、,、激,光,光表,面,面合,金,金化,、,、激,光,光气,相,相沉,积,积等,。,。,（,1,）激,光,光表,面,面强,化,化,（,2,）激,光,光表,面,面涂,敷,敷,（,3,）激,光,光,表面,非,非晶,态,态处,理,理,（,4,）激,光,光表,面,面合,金,金化,（,5,）激,光,光表,面,面气,相,相沉,积,积,轴磨,损,损的,激,激光,修,修复,轧辊,轴,轴头,的,的激,光,光堆,焊,焊,五、,电,电子,束,束表,面,面处,理,理,电子,束,束在,表,表面,改,改性,方,方面,的,的应,用,用起,始,始于,上,上个,世,世纪,70,年代,。,。电,子,子束,表,表面,处,处理,设,设备,包,包括,高,高压,电,电源,、,、电,子,子枪,、,、低,真,真空,工,工作,室,室、,传,传动,机,机构,、,、高,真,真空,系,系统,和,和电,子,子控,制,制系,统,统等,。,。,电子,束,束表,面,面处,理,理的,主,主要,特,特点,有,有：,1,、电,子,子束,聚,聚焦,性,性极,好,好，,可,可达,0.1,，处,理,理面,积,积可,调,调整,到,到极,小,小，,进,进行,精,精密,微,微细,的,的局,部,部表,面,面改,性,性，,又,又因,电,电子,束,束作,用,用时,间,间极,短,短为,10,7s,，故,改,改性,导,导致,的,的变,形,形极,小,小。,2,、电,子,子束,能,能量,密,密度,可,可控,且,且控,制,制范,围,围大,，,，可,适,适应,不,不同,种,种类,的,的相,变,变硬,化,化处,理,理和,辅,辅助,成,成膜,处,处理,。,。由,于,于能,量,量密,度,度大,达,达,109W/cm2,，可,获,获极,高,高的,局,局部,温,温度,，,，能,使,使难,熔,熔的,W,、,Ta,、,Mo,及陶,瓷,瓷形,成,成蒸,汽,汽，,实,实现,蒸,蒸镀,处,处理,。,。,3,、电,子,子束,相,相变,处,处理,是,是以,电,电子,束,束为,热,热源,，,，加,热,热和,冷,冷却,速,速度,非,非常,高,高，,无,无需,对,对材,料,料专,门,门冷,却,却。,电,电子,束,束的,电,电热,转,转换,效,效率,高,高，,可,可达,90,，比激,光,光转换效,率,率,7,10, 要高,得,得多。,4,、电子束,的,的强度、,位,位置、聚,焦,焦及工件,位,位置易控,制,制，因而,，,，可有效,地,地控制处,理,理时的工,艺,艺性能指,标,标，同时,，,，也适于,复,复杂零件,处,处理，及,其,其处理工,作,作的自动,化,化。,5,、电子束,表,表面处理,是,是在真空,中,中进行的,，,，可有效,防,防止因表,面,面氧化而,带,带来的处,理,理质量问,题,题，同时,产,产生的生,产,产污染也,较,较小。,6,、 电子,束,束设备价,格,格较高，,也,也不适于,大,大型零件,的,的处理。,另,另外，高,电,电位差形,成,成的电子,束,束在照射,处,处将产生,X,射线，必,须,须采用预,防,防措施。,但,但相比激,光,光而言，,电,电子束设,备,备一次性,投,投资约为,激,激光的,1/3,，实际使,用,用成本也,只,只有激光,的,的一半。,电子束应,用,用实例,图；车桥,轴,轴头焊接,电子束应,用,用实例,图；模具,表,表面处理,六、模拟,实,实训,机床零件,修,修理,故障现象,：,：机床齿轮,强,强度不足,、,、磨损较,快,快,解决方案,：,：对齿轮进,行,行强化处,理,理。,要,求,求：,（,1,）采用此,前,前所学方,法,法，自行,设,设计相关,工,工作流程,；,；,（,2,）模拟进,行,行齿轮修,理,理。,六、模拟,实,实训,机床零件,修,修理,故障现象,：,：机床主轴,表,表面强度,不,不足、耐,磨,磨性较差,解决方案,：,：对机床主,轴,轴进行表,面,面强化处,理,理。,要,求,求：,（,1,）采用此,前,前所学方,法,法，自行,设,设计相关,工,工作流程,；,；,（,2,）模拟进,行,行主轴修,理,理。,小,结,结,表面形变,强,强化（或,称,称表面机,械,械强化）,。,。,表面热处,理,理强化和,表,表面化学,热,热处理强,化,化。,电火花强,化,化。,激光表面,处,处理。,电子束表,面,面处理。,模拟实训,机床零件,修,修理。,又一实例,：,：激光修,复,复叶片叶,尖,尖,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITHI MEANA VISIONOFGOODONECHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TOSEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESSOFOBSTACLES. BY FAITHI BYFAITH,