【正文】 度可達 104～ 106℃ /s），此時工件基體仍處于冷態(tài)，激光離去后，局部區(qū)域內(nèi)的熱量迅速傳遞到工件其它部位，冷卻速度可達 105℃ /s以上，使該局部區(qū)域在瞬間進行自冷淬火，材料表面發(fā)生相變硬化。 汽車缸套內(nèi)壁進行激光表面淬火 , 內(nèi)壁獲得 ～ 、 ～、表面硬度 644 ～ 825 HV的螺紋狀淬火帶 , 使用壽命比電火花強化缸套提高一倍。 激光表面淬火技術(shù) 也應用于汽車發(fā)動機凸輪軸、曲軸、空調(diào)機閥板、郵票打孔機輥筒等零件的表面強化處理 ，顯著提高了它們的使用壽命。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 激光淬火 的特點： ① 淬硬層組織細化，硬度比常規(guī)淬火提高 1520。 ② 淬硬層深度可精確控制，且工件變形小 。 ③ 對于槽壁、小孔、盲口、深口以及腔筒內(nèi)壁等特殊部位，只要激光能照射到的部位均可進行處理 。 ④ 可進行大型零件局部表面的硬化及形狀復雜零件的硬化處理 。 ⑤ 加熱速度極快，工藝周期短，生產(chǎn)效率高，工藝過程易實現(xiàn)計算機控制，自動化程度高 。 ⑥可實現(xiàn)自冷淬火，不需要油或水等淬火介質(zhì)。 適用于固態(tài)發(fā)生相變的材料，其中以調(diào)質(zhì)碳鋼、鑄鐵激光淬火效果最佳。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) （ 2） 激光表面合金化 激光表面合金化是指在高能激光束作用下，將一種或多種合金元素與 基材表面快速熔凝，使材料表層獲得具有預定的高合金特性的技術(shù)。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 鑄鐵大型軋輥的激光合金化 （ 3） 激光表面熔覆 激光表面熔覆是指利用激光加熱基材表面以形成一個較淺的熔池，同 時送入預定成份的合金粉末一起熔化后迅速凝固、或者是將預先涂敷在基 材表面的涂層與基材一起熔化后迅速凝固，以得到一層新的熔覆層。 采用激光熔覆技術(shù)，在 柴油機鑄鐵閥座的內(nèi)襯（不銹鋼制造）表面熔覆 Co基硬質(zhì)合金涂層 , 在刀具和石油鉆頭表面熔覆 WC層 , 使耐磨性大大提高。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 激光表面熔覆 的特點： （ 1）可以通過混合不同成分的涂層材料進行成分設計，得到均勻致密的冶金結(jié)合涂層 。 （ 2）涂層的稀釋度可以降至最低，從而得到所設計的表面性能 。 （ 3）激光加熱和冷卻速度極快，易獲得涂層組織結(jié)構(gòu)的改善 。 （ 4）局部表面區(qū)域的快速熔覆對基體的熱影響甚微。易實現(xiàn)選區(qū)涂層； （ 5）涂層厚度可控，可完成工件的修復處理，工藝過程易實現(xiàn)自動化。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 不銹鋼輥頸的激光熔覆 大型曲軸的激光熔覆 鋁合金活塞的激光熔覆 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 汽輪機葉片的激光熔覆 汽輪機葉片及轉(zhuǎn)子的激光熔覆 大型軋輥的激光熔覆 電機轉(zhuǎn)子軸頸的激光熔覆修復 （ 4） 激光熔凝 激光束功率密度高達（ 104～ 105 W/cm2)在金屬表面迅速掃描時，激 光束使厚度為 1～ 10 mm的金屬表層快速熔化，表層與基體間形成很大的 溫度梯度。激光移去后，表層的冷卻速度高達 105 ℃ /s，熔化層凝固后形 成極細或超細的晶粒，甚至形成非晶層。 主要適用于鑄鐵材料及不能發(fā)生固態(tài)相變的材料。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 激光熔凝產(chǎn)品 167。 高能束表面技術(shù)簡介 一、激光束表面技術(shù) 167。 高能束表面技術(shù)簡介 二、離子注入技術(shù) 激光熔凝 的應用范圍 ： （ 1）提高耐磨性能：氮離子注入的鈦合金人造骨，磨損可降低三個數(shù)量級，使用壽命提高 100倍 ；硬質(zhì)合金制造的拉絲模具、工具鋼制造的塑料擠壓模具、切紙刀和橡膠切刀、鉆頭、沖頭等，通過離子注入都可以使使用壽命提高幾倍到十幾倍。 （ 2）提高耐蝕性能：在鋼表面離子注入一層鉻，可以得到與鉻合金相當?shù)哪臀g性能。 （ 3）提高抗氧化性能：對一些金屬，如鈦、鋯、鉻、鎳和銅等，離子注入釔、銫、鋁等抗氧化元素可以使其表面氧化速率降低十倍之多。 電子束表面改性 的特點 : （ 1）快速加熱淬火可以得到超微細組織，提高材料的強韌性 。 （ 2）處理過程在 真空中進行 ，減少了氧化等影響，可以獲得純凈的表面強化 層 。 （ 3）能進行 快速表面合金化 ，在極短時間內(nèi)取得熱處理幾小時甚至幾十小時 的滲層效果 。 （ 4）電子束的能量利用率較高，可以對材料進行局部處理，是一種節(jié)能型的 表面強化手段 。 （ 5） 表面淬火是自行冷卻 ，無需冷卻介質(zhì)和設備 。 （ 6）能對復雜零件的表面進行處理，用途廣泛 。 （ 7）電子束功率參數(shù)可控，因此，可以控制材料表面改性的位置、深度和性 能指標。 167。 高能束表面技術(shù)簡介 三、電子束表面技術(shù) 304不銹鋼電加熱器 耐熱防腐層制備 及技術(shù) 立項意義 電加熱器主要用材為 304不銹鋼，在較低溫度下耐熱、耐腐蝕性能很好；但在更高的溫度下（大于 500℃ ）高溫氧化嚴重，會在晶界析出碳化鉻，引起晶間腐蝕，致使產(chǎn)品報廢。為提高其高溫抗氧化性，通常要增加鋼中 Cr含量，從而不得不增加奧氏體穩(wěn)定化元素 Ni的含量 貴?。?！ 電鍍 Ni＋高溫擴散復合處理 左邊 是 304不銹鋼經(jīng) 高溫擴散處理 后表面已發(fā)黑， 右邊 是 304不銹鋼管經(jīng) 電鍍 Ni＋高溫擴散復合處理 后表面光亮，說明 Ni擴散層有極好的抗高溫氧化性能。 304不銹鋼電加熱器耐熱防腐層制備及技術(shù) 氧化增重曲線 304不銹鋼電加熱器耐熱防腐層制備及技術(shù) 奧氏體不銹鋼耐熱防腐電加熱器產(chǎn)品 關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新點 ：將結(jié)合力薄弱的電鍍 Ni層轉(zhuǎn)化為具有高結(jié)合力且 Ni濃度梯度分布合理、能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的 Ni擴散層。 304不銹鋼電加熱器耐熱防腐層制備及技術(shù) 例：奧氏體不銹鋼電加熱器生產(chǎn)流程 下料（管材） → 電鍍① → 裝電阻絲 → 填粉② → 高溫處理③ → 縮管 → 加工 → 退火④ → 彎管成型 分析： ① 電鍍 ：鍍 Ni，因 304不銹鋼在較低溫度時耐熱、耐腐蝕性 好，在大于 500℃ 時高溫氧化嚴重，故鍍 Ni； ② 填粉：絕緣導熱粉，起絕緣、導熱作用； ③ 高溫處理 ：一是基體固溶處理，得到單一均勻 A，快冷后 避免了晶界析出碳化物，提高了耐蝕性能；二是高溫下 Ni 擴散，鍍層增厚，鍍層與基體有明顯鋸齒狀結(jié)合，且 Ni濃 度梯度分布合理，提高抗高溫氧化性能。外觀光亮美觀。 ④ 退火：去應力退火 ，去除冷加工后的內(nèi)應力，防止產(chǎn)生應 力腐蝕。 304不銹鋼電加熱器耐熱防腐層制備及技術(shù)