当前课程知识点：工程材料 > 第2章金属材料组织和性能的控制 > 2.6表面技术 > 表面技术（4）
下面我们学习激光表面改性
所谓激光表面改性
就是将激光束照到工件的表面
以改善材料表面的性能的加工方法
我们先介绍激光表面改性的特点
第一个是高的功率密度
与工件表面发生作用的时间短
适合于局部表面处理
对工件整体热影响小 热变形小
第二 工艺操作灵活 简便 柔性大
第三 结合良好
改性层内部改性层
和基体成冶金结合 不容易剥脱
二 激光表面处理技术
第一种 激光淬火
也就是激光相变硬化
激光束快速扫描工件
工件局部区域表面
极薄一层的温度急剧上升
升温速度可以达到
每秒钟10的4次方到10的6次方℃
基体仍然处于冷态
激光离去后局部表面
迅速被工件基体冷却
冷却速度可达每秒10的5次方℃
瞬间自冷淬火
材料表面发生相变硬化
我们看看激光表面淬火的示意图
激光表面淬火技术
已应用于汽车发动机的凸轮轴
曲轴 空调机阀板 邮票打孔机辊筒
等零部件的表面强化处理
显著提高了它们的使用寿命
激光表面淬火技术还应用于
汽车缸套内壁的表面淬火处理
内壁获得4.1～4.5毫米宽
0.3-0.4毫米深
表层硬度达到644～825HV的
螺纹状淬火带
使用寿命比电火花强化缸套
提高了一倍
2 激光表面熔覆
用激光在基体表面
覆盖一层薄的具有特定性能的
涂覆材料称为
激光表面熔覆
或激光表面熔涂
涂覆材料可以是金属或合金
也可以是化合物
下面我们看看
这是一个激光表面熔覆的
flash示意图
下面我们举一个例子
说明激光表面熔覆的应用
在柴油机铸铁阀座的衬表面
熔覆Co基硬质合金涂层
在刀具和石油钻头表面
熔覆WC层
在凸轮上熔覆钴基自熔合金层
这时工件的耐磨性大幅提高
我们看这是一个
激光表面熔覆的晶向照片
3 激光表面合金化
使用激光束将基材
和所加入的合金化粉末
一起熔化然后迅速冷却凝固
在表面获得新的
合金结构涂层称为
激光表面合金化
采用的粉末有
Ni Cr Mo Si B
合金粉末
在20钢基材上
进行激光表面合金化处理
表面层的硬度可高到1600HV
既保持了好的韧性
又显著提高了表面耐磨性能
4 激光熔凝
利用高功率密度的激光束
在金属表面扫描
金属表层快速熔化
表层与基体间
形成很大的温度梯度
激光移去后表层冷却速度
高达每秒钟10的5次方℃
熔化层凝固后形成极细
或者超细的晶粒甚至非晶层
我们举一个激光熔凝技术的
典型应用例子
应用于拖拉机气缸套的处理
材料为灰铸铁HT200
激光熔凝工艺参数是
激光功率为950瓦
扫描速度为
每秒钟14毫米～每秒钟25毫米
激光熔凝后其硬化带宽度约为3毫米
显微硬度高达740～950个HV
在处理前它的硬度为260个HV
激光熔凝处理后
组织细化 硬度提高
显著提高了缸套的
耐磨性和使用寿命
下面我们对本节进行一下小结
我们介绍了几种表面处理技术
有电镀 电刷镀 热喷涂 气相沉积
激光表面处理
表面处理技术大大提高了
工程材料的耐蚀 耐磨 耐疲劳性能
延长工件的使用寿命
具有重要的经济意义
同学们第二章就学习到这里
再见
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
