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編輯: 浏覽:4178 發布日期[Qi]:2021/10/15
關節軸承零件工作表面和心[Xin]部在狀态、結構[Gou]和性能要求方面(Mian)是有較大的差别的,而整體[Ti]熱處理(Li)往往使[Shi]二着[Zhe]不能兼顧,材料(Liao)的潛[Qian]力(Li)也得不到充分發揮。應用材料表面強化技術不僅可(Ke)以較好地解決(Jue)表面(Mian)和心部在結構和要求方(Fang)面的差異,而且還可[Ke]以進一步使表面獲得某些特殊的工作性能,以滿足在特定(Ding)條件下(Xia)工作的關節軸承[Cheng]對工作表面性(Xing)能的要求。這在(Zai)現代[Dai]化科學技[Ji]術發展中是非[Fei]常有意義的。傳統[Tong]的表(Biao)面強化[Hua]方法[Fa],工藝上屬于[Yu]熱處理的範[Fan]疇。而近代發展(Zhan)起來的激光、電子束、離[Li]子束等(Deng)表面強化方法,不(Bu)僅将一些高[Gao]新技術應用(Yong)于[Yu]材料(Liao)的表面強化,而且在[Zai]工藝上已經超出[Chu]了[Le]傳統的熱處理(Li)範疇,形成了新的(De)技術領域。因此現(Xian)在[Zai]的表面(Mian)強化技術可以從不同的角度形成多種[Zhong]分[Fen]類(Lei)方法,按表層強[Qiang]化技術的物理化學[Xue]過程進行分類[Lei],大緻可分(Fen)為五大類:表面變形強化、表面熱處[Chu]理強化、化(Hua)學熱處理強化、表[Biao]面冶金強化[Hua]、表[Biao]面薄膜強(Qiang)化。
1.表面變形強化
通過機械的方法使金屬表面[Mian]層發生塑性變(Bian)形,從(Cong)而形成高硬度和高強度[Du]的硬化層,這種表面(Mian)強化方法稱(Cheng)為表面變形強化,也稱為加工硬化。包括噴[Pen]丸、噴砂(Sha)、冷擠壓[Ya]、滾壓、冷碾和沖(Chong)擊[Ji]、爆炸沖[Chong]擊強化等。這些方法的特點是:強化(Hua)層位錯密度增高,亞晶結構(Gou)細化,從而使其硬(Ying)度和強度提高,表面粗糙度值[Zhi]減小,能顯(Xian)著提高零件的表面疲勞強度和降低疲勞缺口的敏感性。這[Zhe]種強[Qiang]化方法工藝簡[Jian]單[Dan]、效果顯著,硬化層[Ceng]和基體之[Zhi]間不存在明顯的界限,結構連(Lian)貫,不易[Yi]在使用[Yong]中脫(Tuo)落。其多數[Shu]方法已在軸承[Cheng]工業中得到應[Ying]用:滾動體的表面撞擊強化就[Jiu]是這類方法的應用,精密碾壓已成為新的套[Tao]圈加工和(He)強化方法。
2.表面(Mian)熱處[Chu]理強[Qiang]化
利用固态相變,通過快[Kuai]速加熱的方法對零件的表面層進行淬火處[Chu]理稱為表面熱處(Chu)理,俗稱表面淬火。包括[Kuo]火[Huo]焰加熱淬(Cui)火(Huo)、高(中[Zhong])頻感應加熱淬火、激光加熱或(Huo)電子束加熱淬火等。這些方(Fang)法的特點是:表面局部(Bu)加熱淬火,工件變形(Xing)小;加[Jia]熱速度快[Kuai],生産(Chan)效率高;加熱(Re)時(Shi)間短[Duan],表面氧化(Hua)脫碳很輕微。該(Gai)方法特别是對(Dui)提高承受一定沖擊(Ji)載[Zai]荷的大型和特大(Da)型軸(Zhou)承零件的耐[Nai]磨(Mo)性和[He]疲勞強度效果顯著。
3.化學熱處理強[Qiang]化
利用某[Mou]種元素的固态擴(Kuo)散滲入,來改[Gai]變金屬表面層的化學成分,以實現表面(Mian)強化的方(Fang)法稱為化學[Xue]熱處理強化,也稱之為擴[Kuo]散熱處理。包[Bao]括滲硼、滲金屬(Shu)、滲碳及碳[Tan]氮[Dan]共滲、滲氮(Dan)及氮碳[Tan]共滲、滲硫及硫氮碳共滲、滲鉻、滲鋁(Lü)及鉻鋁矽共滲、石墨化滲層等等,種[Zhong]類繁[Fan]多、特點各異。滲入(Ru)元素或溶入[Ru]基體金屬[Shu]形成固溶體,或與其他金(Jin)屬元素結合形成化合物。總之滲入[Ru]元素[Su]即能改變表[Biao]面層的化學成分(Fen),又可以(Yi)得到不同的相結構。滲碳關節軸承鋼[Gang]零件的(De)處理工藝和[He]關節[Jie]軸承套的表面(Mian)滲氮強化處理均屬(Shu)這(Zhe)一類強化方法。
4.表面冶金強化
利用工件表(Biao)面層金屬的重(Zhong)新融化和凝固,以得到預期的成分或組織[Zhi]的(De)表面強化處理(Li)技(Ji)術稱為表面冶金[Jin]強化。包括表面自(Zi)溶[Rong]性合(He)金或複合粉(Fen)末[Mo]塗層、表面融化結晶或非晶态[Tai]處理、表面合金化(Hua)等方法。特點[Dian]是采用高能量密度的快(Kuai)速加熱,将金屬(Shu)表面層或(Huo)塗覆于金屬表面的合金(Jin)化材料熔化[Hua],随[Sui]後靠自己冷卻進行(Hang)凝固以得到特殊結構或特定(Ding)性能的強[Qiang]化層。這種特(Te)殊的結構或許是[Shi]細化的晶體組織,也或許是過飽(Bao)和相、亞穩相[Xiang]、甚至是[Shi]非晶體[Ti]組織,這取(Qu)決于表面冶金的[De]工藝參數和方法。
關節[Jie]軸承行業在微型關[Guan]節軸承工[Gong]作表面(Mian)做過激光加熱強化研究(Jiu),效果良好。
5.表面薄膜強化(Hua)
應(Ying)用物理的(De)或化學的方法,在金屬表(Biao)面塗覆于(Yu)基體材料性能不同的強化(Hua)膜層,稱為表[Biao]面薄(Bao)膜強化。它包括(Kuo)電鍍(Du)、化學鍍(鍍[Du]鉻、鍍鎳、鍍銅、鍍銀等[Deng])以及複[Fu]合(He)鍍、刷鍍[Du]或轉化處理等,也包括近年來發展較快的高新技術[Shu]:如CVD、PVD、P-CVD等氣相沉積薄(Bao)膜強化方法和離子注[Zhu]入表(Biao)面強化[Hua]技術(也稱原子冶金技術)等等。它們[Men]共同的特點(Dian)是均[Jun]能在工作表面(Mian)形成特定性能(Neng)的薄膜,以強化[Hua]表面的耐[Nai]磨性、耐疲勞、耐腐蝕[Shi]和自潤滑等性能。例(Li)如離子注[Zhu]入技術強化關節軸承工作表[Biao]面,能使關節軸承工(Gong)作表面的耐磨性、耐蝕性、和抗接觸疲(Pi)勞(Lao)性能都得到顯(Xian)著提高,從[Cong]而使關節軸[Zhou]承(Cheng)的使用壽[Shou]命得到成[Cheng]倍的增長。
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