金属管材表面研磨强化试验装置的总体和结构设计研究(2)
时间:2017-05-03 18:47 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
所需要表面性能的系统工程。它是以“表面”为研究核心，其最大的优势是能够以多 种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、 抗疲劳、防辐射等性能 。 从 19世纪80 年代表面工程的诞生到现在，经历了三个发展阶段 ： 第一代表面工程是指传统的单一表面工程技术，包括热喷涂、电刷镀、激光熔覆、 PVD（物理气相沉积）技术、CVD（化学气相沉积）技术以及激光束、离子束、电子束 三束表面改性等。 第二代表面工程又称复合表面工程，是指将两种或多种传统的表面技术复合应用， 起到“1+1>2”的协同效果。例如，热喷涂与激光（或电子束）重融的复合，热喷涂 与电刷镀的复合，化学热处理与电镀的复合，多层薄膜技术的复合等。这些技术复合 已成为表面性能的“倍增器”。 第三代表面工程即纳米表面工程，是指纳米材料和纳米技术有机的与传统表面工 程的结合与应用。 1.2 表面纳米化 科学界普遍认为，纳米表面工程技术已成为新的发展方向。由于纳米材料具有独 特的结构和优异的性能，为新一代高性能材料的设计、开发提供了材料和技术基础， 因此纳米技术将会是是 21 世纪经济增长的一台主要的发动机，近几年来，纳米科技 受到了世界各国尤其是发达国家的极大青睐，并引发了越来越激烈的竞争。 表面纳米化优点如下： 1）利用表面纳米化提高金属材料（及零部件）表面的强度、硬度、疲劳、耐磨 性和耐腐蚀性等，并通过表面性能的改善提高材料整体的综合性能和使用寿命； 2）将表面纳米化处理与化学处理结合，降低化学处理的成本，使精密零部件能 够经过变形小或无变形的低温化学处理而获得高性能和多功能； 3）利用表面纳米化与化学处理的复合工艺，在材料的表面获得具有高性能的复 相表层，可望为利用常规工程金属材料取代昂贵材料提供一条新途径； 4）利用材料表面纳米晶组织较高的活性和均匀的微观粗糙度，进行其他表面处 理（如喷涂、电镀和沉积等），可明显的增加表层与基体的结合力，有可能开发出新 型的具有高综合性能的材料。 5）提高了零件的加工精度：尺寸精度变高了；形位精度变高了；无表面波度； 表面光洁度变高了。 6）改善了零件表面的性质：使摩擦系数及磨损减少；使配合性质改善、工作精 度提高；使表面强度得到提高；使耐腐蚀性增强；表面美观；使其他物理性能得到改 善（反光系数、电的物理性能等等） 。 1.3 表面纳米化制备技术 人们提出了多种表面纳米化技术，如喷丸、电镀、喷涂、气相沉积(ＰＶＤ、Ｃ ＶＤ)、激光处理和表面化学处理等，这些技术通过材料表面组织结构的改善极大地 提高了材料的诸多性能，因此已在工业上取得了广泛的应用。随着纳米材料与纳米技 术研究的不断深入，如何将表面改性技术与纳米技术相结合，以开发利用纳米材料的 优异性能，有待于进一步探索。 1）高能喷丸技术 喷丸处理也称预应力喷丸处理，这是一种给金属零件表面喷射金属细小颗粒(直 径 170～630μ ｍ)、玻璃或陶瓷颗粒的加工技术。在喷丸作用下，金属零件表面相当 于进行了一次冷锻。在处理过的表面中部得到一种应力，可以抵抗小裂缝的产生。高 (责任编辑：qin) |