09第十章模具表面强化技术资料.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Page * 其他表面处理技术 二、激光表面处理 激光表面处理的特点有： (2) 能量利用率高，加热极为迅速并靠自激冷冷却。 (1) 能量集中，可对工件表面实行选择性处理。 Page * 其他表面处理技术 二、激光表面处理 激光表面处理的特点有： (4) 利用高能束可以对材料的表面实现相变硬化、微晶化、冲击加热硬化、覆层镀层合金化等多种表面改性处理，可产生用其他表面加热处理淬火强化难以达到的表面成分、组织、性能的改变。 (3) 畸变极小，可大大减少后续加工工时。 Page * 其他表面处理技术 二、激光表面处理 图6-5 激光表面处理装置示意图 Page * 其他表面处理技术 三、离子注入 图6-6 离子注入装置示意图 Page * 其他表面处理技术 三、离子注入 (1) 离子注入是一个非热平衡过程，注入离子的能量很高，可以高出热平衡能量的2～3个数量级。原则上，元素周期表上的任何元素都可注入任何基体材料。 (2) 注入元素的种类、能量、剂量均可选择，用这种方法形成的表面合金，不受扩散和溶解度的经典热力学参数的限制，即可得到用其他方法得不到的新合金。 离子注入技术与气相沉积、等离子喷涂、电子束和激光束热处理等表面处理工艺不同，其主要特点是： Page * 其他表面处理技术 三、离子注入 (3) 离子注入层相对于基体材料没有边缘清晰的界面，因此表面不存在粘附破裂或剥落的问题，与基体结合牢固。 (4) 离子注入控制电参量，故易于精确控制注入离子的密度分布，浓度分布可以通过改变注入能量加以控制。 Page * 其他表面处理技术 三、离子注入 (5) 离子注入一般是在常温真空中进行，加工后的工件表面无形变，无氧化，能保持原有尺寸精度和表面粗糙度，特别适于高精密部件的最后工序。 (6) 可有选择地改变基体材料的表面能量，并在表面内形成压应力。 Page * 其他表面处理技术 四、气相沉积 物理气相沉积(PVD) 化学气相沉积(CVD) 按照过程的本质 Page * 其他表面处理技术 四、气相沉积 (1) 涂层具有很高的硬度(TiC为3?200～4?100HV，TiN为2?450HV)、低的摩擦系数和自润滑性能，所以抗磨损性能良好。 (2) 涂层具有很高的熔点(TiC为3160℃，TiN为2?950℃)，化学稳定性好，具有很好的抗粘着磨损能力，发生冷焊和咬合的倾向很小。 (3) 涂层具有较强的抗腐蚀能力。 (4) 涂层在高温下也具有良好的抗氧化能力。 Page * 其他表面处理技术 四、气相沉积 (一)化学气相沉积 (2) 吸附于工件表面的各种物质发生表面化学反应。 (1) 反应气体向工件表面扩散并被吸附。 (3) 生成物质点聚集成晶核并增大。 Page * 其他表面处理技术 四、气相沉积 (一)化学气相沉积 (5) 沉积层与基体的界面发生元素的互扩散，形成镀层。 (4) 表面化学反应中产生的气体产物脱离工件表面返回气相。 Page * 其他表面处理技术 四、气相沉积 (二)物理气相沉积 物理气相沉积(简称PVD)是将金属、合金或化合物放在真空室中蒸发(或称溅射)，使这些气相原子或分子在一定条件下沉积在工件表面上的工艺。 Page * 其他表面处理技术 四、气相沉积 (二)物理气相沉积 离子镀 真空溅射 真空蒸镀、 Page * 其他表面处理技术 五、电子束表面处理 电子束表面处理技术一般除表面淬火外，还可以进行表面重熔、表面合金化和表面非晶化，提高钢和铸铁的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀性能。 Page * 思考题 1．请解释下列技术术语：表面化学热处理、渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗、电镀、电刷镀、热喷涂、气相沉积、激光表面处理、离子注入、电子束表面处理。 2．模具表面处理的目的是什么？模具表面处理常用的方法有哪些？ 3．碳氮共渗与渗碳相比有哪些特点？常用于什么场合？ 4．渗硼的方法有哪几种？渗硼常适用于哪些模具？使用效果如何？ 5．碳氮共渗与氮碳共渗有什么区别？各用于哪些场合？ Page * 思考题 6．何谓渗金属？渗铬、渗钒性能上有什么特点？常用于哪些模具的表面处理？ 7．电刷镀有何特点？在工艺、性能、应用上与电镀有何区别？ 8．气相沉积有哪些方法？分别用于哪些模具的强化处理？ 9．什么是化学镀？它有何工艺特点？ 10．试比较激光表面处理、电子束表面处理、离子注入表面处理、气相沉积的工艺方法和性能特点？ * * * * * * * * * * * * * * * * 第十章 模具表面强化技术 目的：通过对模具表面进行处理，改变表层化学成分和组织，以提高模具表面的耐磨性、抗粘附性、疲劳抗力和耐蚀性等。 常