【正文】 件導(dǎo)軌、主軸、轉(zhuǎn)軸、軸、桿等而言，運(yùn)用等離子弧表面淬火來獲得連續(xù)的硬化層也頗有前途。所以，近年來，各種各樣的表面技術(shù)的研究與開發(fā)異?；钴S，發(fā)展非常迅速，在科技界成為一個(gè)令人矚目的新興領(lǐng)域。另外該工藝為自冷卻方式，是一種清潔衛(wèi)生的熱處理方法。而且，由于等離子表面淬火速度快，進(jìn)入工件內(nèi)部的熱量少，由此帶來的熱畸變小 (畸變量為高頻淬火的 1/3～1/10)。同時(shí)硬化層內(nèi)殘留有相當(dāng)大的壓應(yīng)力，從而增加了表面的疲勞強(qiáng)度。另外，采用激光硬化處理的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁比氮化處理的效率要快 14倍，且所得到的硬化層比經(jīng)過 10～ 20小時(shí)氮化處理的硬化層還厚，質(zhì)量優(yōu)良，幾乎無變形，耐磨性顯著改善。另外，還可以用來研制新材料和代用材料，制造出在性能上與傳統(tǒng)冶金方法根本不同的表面合金，應(yīng)用在太空，高溫和化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境條件下工作的機(jī)械零件上，如軸承、氣缸、襯套、活塞環(huán)、凸輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等?，F(xiàn)在激光表面處理己作為機(jī)械 零件表面強(qiáng)化的重要手段被廣泛研究和應(yīng)用 。激光器的出現(xiàn)為表面強(qiáng)化處理提供了一種新型能源。因此，某些工件由于它們的幾何形狀而不能有效加熱，如 ： 內(nèi)孔表面等 ； 而且不同形狀或尺寸的工件都需 要各自特殊設(shè)計(jì)的感應(yīng)圈，以使感應(yīng)加熱工藝最優(yōu)化，當(dāng)生產(chǎn)批量不大或工件尺寸很大時(shí)，這些特殊感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)、制造和使用的費(fèi)用也是難以承受的。 感應(yīng)加熱表面淬火，工件是間接的由外加電磁感應(yīng)線圈在工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行加熱，這種技術(shù)也有許多不足之處。主要的缺點(diǎn)有 ： 不易穩(wěn)定地控制質(zhì)量 ； 大部分是手工操作和憑肉眼觀察來掌握溫度。 火焰加熱表面淬火，是一種用乙炔 — 氧火焰 (最高溫度達(dá) 3100℃ )或煤氣 —氧火焰 (最高溫度達(dá) 20xx℃ )將工件表面高速加熱，隨后噴水冷卻的一種淬火方法。 表面淬火技術(shù)作為表面熱處理的一部分，已經(jīng)越來越受 到人們的關(guān)注。 目前應(yīng)用的比較普遍的熱處理技術(shù)有滲碳技術(shù)、真空熱處理技術(shù)、感應(yīng)加熱、化學(xué)熱處理、離子熱處理、激光和電子束熱處理、等離子弧表面淬火技術(shù)等等。表面淬火只改變表層的組織而不改變表層的化學(xué)成分，包括火焰加熱表面淬火、高中頻加熱表面淬火、接觸電加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火、激光電子束加熱表面淬火等。 表面熱處理方法可分為化學(xué)熱處理和表面淬火。表面工程己經(jīng)發(fā)展成為橫跨材料學(xué)、摩擦學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、界面 2 力 學(xué)和表面力學(xué)、材料失效與防護(hù)、金屬熱處理學(xué)、焊接學(xué)、腐蝕與防護(hù)學(xué)、光電子學(xué)等學(xué)科的邊緣性、綜合性、復(fù)合型學(xué)科。目前，我國技術(shù)門類齊全，部分表面技術(shù)的設(shè)備、材料和工藝已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。表面工程具有學(xué)科的綜合性，手段的多樣性，廣泛的功能性，潛在的創(chuàng)新性，環(huán)境的保護(hù)性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和巨大的增效性，因而受到各行各業(yè)的重視。對(duì)這些零件的表面進(jìn)行熱處理是提高使用壽命、節(jié)省材料的有效方法。 據(jù)統(tǒng)計(jì)僅腐蝕一項(xiàng)，全世界每年損失金屬達(dá) 1 億噸以上。目前可使用激光淬火和等離子淬火兩種方法實(shí)現(xiàn)。但上述兩種方法所需要的成本較高，加工困難 。一種方法是在彈殼表面事先開槽引導(dǎo)破片產(chǎn)生。 如何提高 破片飛散速度和破片率是目前需要研究的課題。當(dāng)采用合適的彈體材料時(shí) ， 可以減薄壁厚 ，多裝炸藥 ， 或使彈丸結(jié)構(gòu)更加合理 ， 以使爆炸所產(chǎn)生的破片質(zhì)量輕、數(shù)量多、飛散速度大、殺傷動(dòng)力增加 ， 充分提高彈丸的殺傷威力。炸彈爆破時(shí)彈體的破碎與彈體的結(jié)構(gòu)、裝藥的種類和彈體材料性能等密切相關(guān)。目 錄 1課題研究的背景及意義 .............................................. 1 2表面熱處理 ........................................................ 1 表面熱處理概述 ................................................ 1 等離子淬火技術(shù)與其他淬火技術(shù)的比較 ............................ 2 3等離子體表面淬火技術(shù) .............................................. 5 等離子弧 ...................................................... 5 等離子弧表面淬火技術(shù)簡介 ...................................... 6 國內(nèi)外等離子淬火技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用 ................................ 7 4等離子發(fā)生器 ...................................................... 9 等離子發(fā)生器工作原理 .......................................... 9 等離子發(fā)生器種類及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .................................. 9 5課題研究內(nèi)容 ..................................................... 14 6論文工作計(jì)劃 ..................................................... 14 參 考 文 獻(xiàn) ....................................................... 144 1 1 課題研究的背景及意義 彈箭 一直是 現(xiàn)代戰(zhàn)爭中 不可或缺的 實(shí) 用武器之一 。隨著新技術(shù) ， 新材料，新工藝在彈藥領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，彈藥的結(jié)構(gòu)不斷的改進(jìn)，性能得到了大幅度的提高。近年來 ， 國外榴彈的殺傷威力、破片率都有了很大 提高 ， 特別是提高單發(fā)炮彈的威力 ， 其主要措施是改進(jìn)彈體的材料。我國自 20 世紀(jì) 50 年代至今一直采用鋼作為彈體材料 ， 但存在諸多問題 ， 最主要的是破片率小 [1]。目前，通過研究有以下兩種方法。另一種方法是在彈殼表面貼一層破片或鎢柱。 現(xiàn)有一種新型研究方法，使用表面淬火技術(shù)在彈殼表面加工出淬火網(wǎng)格引導(dǎo)爆炸。 2 表面熱處理 材料的疲勞斷裂、磨損、腐蝕、氧化、燒損、輻照損傷等一般都是從表面開始 的，而它們帶來的破壞和損失是十 分驚人的 [2]。世界能源的 1/3～ 1/2 消耗于摩擦，機(jī)械零件 80%失效原因是磨損。 表面熱處理是表面工程的一部分，表面工程是一門邊緣科學(xué) ，它主要包