第6章材料表面技術(shù)

1、材料表面技術(shù)材料表面技術(shù) 材料表面技術(shù)是上個世紀材料表面技術(shù)是上個世紀8080年代以來世年代以來世界十項關(guān)鍵技術(shù)之一。也是一門廣博精深界十項關(guān)鍵技術(shù)之一。也是一門廣博精深（內(nèi)涵深、外延廣、滲透力強、影響面寬）（內(nèi)涵深、外延廣、滲透力強、影響面寬）和具有極高使用價值的通用性工程技術(shù)。和具有極高使用價值的通用性工程技術(shù)。 v表面工程迅速發(fā)展的原因表面工程迅速發(fā)展的原因1、表面工程的屬性是其迅速發(fā)展的原因2、現(xiàn)代工業(yè)的需求是表面工程迅速發(fā)展的動力3、資源和環(huán)境保護的緊迫性是促進表面工程迅速發(fā)展的時代要求4、現(xiàn)代科技成果為表面工程的迅速發(fā)展提供了技術(shù)支持材料表面技術(shù)材料表面技術(shù)表面工程技術(shù)的分類表面工

2、程技術(shù)的分類v國家自然科學(xué)基金會將表面技術(shù)分為：國家自然科學(xué)基金會將表面技術(shù)分為：v按作用原理可分為：按作用原理可分為：（1 1）表面涂鍍層技術(shù)）表面涂鍍層技術(shù)（2 2）表面改性技術(shù)）表面改性技術(shù)（3 3）表面處理技術(shù)）表面處理技術(shù)（1 1）原子沉積）原子沉積（2 2）顆粒沉積）顆粒沉積（3 3）整體覆蓋）整體覆蓋（4 4）表面改性）表面改性（1 1）表面涂鍍層技術(shù)）表面涂鍍層技術(shù)（2 2）表面改性技術(shù)）表面改性技術(shù)（3 3）表面處理技術(shù)）表面處理技術(shù)電鍍、化學(xué)鍍、電刷鍍、電鍍、化學(xué)鍍、電刷鍍、涂裝、涂覆、堆焊、涂裝、涂覆、堆焊、熱噴熱噴涂涂、物理、物理氣相沉積氣相沉積、化學(xué)、化學(xué)氣相沉積、離

3、子鍍、離子氣相沉積、離子鍍、離子束合成薄膜技術(shù)等束合成薄膜技術(shù)等化學(xué)熱處理、離子注入、化學(xué)熱處理、離子注入、等離子擴滲處理等等離子擴滲處理等表面熱處理、激光表面處理、表面熱處理、激光表面處理、電子束表面處理、噴丸強化、電子束表面處理、噴丸強化、磷化處理、氧化處理等磷化處理、氧化處理等熱噴涂熱噴涂熱噴涂熱噴涂是利用專用設(shè)備把固體材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，是利用專用設(shè)備把固體材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，并加速噴射到基體表面上，從而形成一種特制薄層以提高并加速噴射到基體表面上，從而形成一種特制薄層以提高基體的表面性能?；w的表面性能。 1 1、熱源：、熱源：火焰、電弧、等離子熱源、爆炸熱源和激光熱

4、源等。2 2、熱噴涂的材料：、熱噴涂的材料：金屬、合金、陶瓷、塑料、尼龍等。3 3、基體：、基體：金屬、陶瓷、玻璃、石膏、木材、布、紙等固體材料。4 4、工藝過程：、工藝過程：加熱熔化、熔滴霧化、粒子飛行、撞擊基體、冷卻凝固形成涂層熱噴涂熱噴涂熱噴涂的優(yōu)點熱噴涂的優(yōu)點（1 1）基體溫度低，不變形、不弱化。）基體溫度低，不變形、不弱化。（2 2）噴涂尺寸不受限制。）噴涂尺寸不受限制。（3 3）噴涂厚度可以控制。）噴涂厚度可以控制。（4 4）效率高。（與電鍍相比較）效率高。（與電鍍相比較）（5 5）可賦予普通材料以特殊的表面性能。）可賦予普通材料以特殊的表面性能。存在問題存在問題（1 1）結(jié)合力低

5、。）結(jié)合力低。（2 2）孔隙率高。）孔隙率高。（3 3）均勻性較差。）均勻性較差。v物理氣相沉積（PVD） 是利用蒸發(fā)或濺射等物理形式，把材料從靶源移走，然后通過真空或半真空空間使這些攜帶能量的蒸發(fā)粒子沉積到基體或零件的表面，以形成膜層。v 物理氣相沉積法主要有真空蒸鍍、陰極濺射和離子鍍。v PVD法已廣泛用于機械、航空、電子、輕工和光學(xué)等工業(yè)部門中制備耐磨、耐蝕、耐熱、導(dǎo)電、磁性、光學(xué)、裝飾、潤滑、壓電和超導(dǎo)等各種鍍層。隨著PVD設(shè)備的不斷完善、大型化和連續(xù)化，它的應(yīng)用范圍和可鍍工件尺寸不斷擴大，已成為國內(nèi)外近20年來爭相發(fā)展和采用的先進技術(shù)之一。 氣相沉積氣相沉積真空蒸鍍?nèi)鐖D所示，在10-

6、3Pa或更高真空度的反應(yīng)室中，將鍍層材料加熱成蒸發(fā)原子，使其在真空條件下撞擊工件表面而形成沉積層。 氣相沉積氣相沉積真空蒸鍍鍍膜特點：鍍膜特點：（1 1）鍍膜由氣相沉積，均勻性好；）鍍膜由氣相沉積，均勻性好；（2 2）在真空條件下形成，純凈性好；）在真空條件下形成，純凈性好；（3 3）成膜過程簡單，工藝可精確控制。）成膜過程簡單，工藝可精確控制。應(yīng)用：應(yīng)用：真空蒸鍍主要用于光學(xué)透鏡的反射膜及裝飾用的金膜、銀膜。真空蒸鍍主要用于光學(xué)透鏡的反射膜及裝飾用的金膜、銀膜。氣相沉積氣相沉積陰極濺射陰極濺射是利用高速正離子轟擊某一靶材是利用高速正離子轟擊某一靶材（陰極），使靶材表面原子以一定能量（陰極），

7、使靶材表面原子以一定能量逸出，然后在工件表面沉積的過程。逸出，然后在工件表面沉積的過程。 陰極濺射與真空蒸鍍相比有如下特點：陰極濺射與真空蒸鍍相比有如下特點：（1 1）薄膜的結(jié)合力高；）薄膜的結(jié)合力高；（2 2）容易相成高熔點物質(zhì)的膜；）容易相成高熔點物質(zhì)的膜；（3 3）可以在較大面積上得到均勻的薄膜；）可以在較大面積上得到均勻的薄膜；（4 4）容易控制膜的組成；）容易控制膜的組成；（5 5）可以長時間地連續(xù)運轉(zhuǎn)；）可以長時間地連續(xù)運轉(zhuǎn)；（6 6）有良好的再現(xiàn)性；）有良好的再現(xiàn)性；（7 7）幾乎可以制造一切物質(zhì)的薄膜。）幾乎可以制造一切物質(zhì)的薄膜。氣相沉積氣相沉積離子鍍離子鍍借助于一種惰性氣體

8、的輝光放借助于一種惰性氣體的輝光放電使欲鍍金屬或合金蒸發(fā)離子化，電使欲鍍金屬或合金蒸發(fā)離子化，在帶負電荷的基體（工件）上形成在帶負電荷的基體（工件）上形成鍍膜。鍍膜。 離子鍍膜特點：離子鍍膜特點：（1 1）離子鍍膜附著力強；）離子鍍膜附著力強；（2 2）均勻性好；）均勻性好；（3 3）取材廣泛且能相互搭配；）取材廣泛且能相互搭配；（4 4）整個工藝過程無污染。）整個工藝過程無污染。 氣相沉積氣相沉積物理氣相沉積特點：沉積溫度低于600沉積速度快適用于鋼鐵材料和陶瓷、玻璃、塑料等非金屬材料v 化學(xué)氣相淀積CVD(Chemical Vapor Deposition) 指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)

9、劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過程。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。 氣相沉積氣相沉積氣相沉積氣相沉積優(yōu)點：常用的化學(xué)涂層材料有具有p很高的硬度（20004000HV）p較低的摩擦系數(shù)p優(yōu)異的耐磨性p良好的抗黏著能力和耐腐蝕能力化學(xué)氣相沉積特點：缺點：化學(xué)氣相沉積溫度高，工件容易變形，處理過程中會產(chǎn)生有毒氣體，必須注意通風及防污染處理。材料表面技術(shù)材料表面技術(shù)v表面技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：表面技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域： 表面技術(shù)的應(yīng)用所包含的內(nèi)容十分廣泛，可以用于耐蝕、耐磨、修復(fù)、強化、裝飾等。也可以是在光、電、磁、聲、熱、化學(xué)、生物等方面

10、的應(yīng)用。表面技術(shù)所涉及的基體材料不僅有金屬材料，也包括無機非金屬材料、有機高分子材料及復(fù)合材料。表面技術(shù)的種類很多，把這些技術(shù)恰當?shù)貞?yīng)用于構(gòu)件、零部件和元器件，可以獲得巨大的效益。 在航空航天方面的應(yīng)用在航空航天方面的應(yīng)用 在防護上常用涂鍍技術(shù)，熱浸鍍技術(shù)，物理和化學(xué)氣相沉積技術(shù)（PVD，CVD）來提高飛機、運載火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、導(dǎo)彈在各種飛行惡劣環(huán)境下對材料性能產(chǎn)生的影響進行防護。在航空航天方面的應(yīng)用在航空航天方面的應(yīng)用在航空航天方面的應(yīng)用在航空航天方面的應(yīng)用 如第四代的飛機，在停飛和飛行過程中，可能遇到50的空氣摩擦升溫至200，因而在飛機蒙皮的表面涂上高聚物涂料免受環(huán)境介質(zhì)侵蝕，減少

11、阻力。 飛機的蒙皮、雷達罩、飛機的蒙皮、雷達罩、發(fā)動機的尾噴管、座艙都采發(fā)動機的尾噴管、座艙都采用隱身涂層，雷達罩和尾噴用隱身涂層，雷達罩和尾噴管采用管采用SnOSnO2 2和和InIn2 2O O3 3等摻雜半等摻雜半導(dǎo)體材料作填料和適當?shù)妮d導(dǎo)體材料作填料和適當?shù)妮d流子濃度及遷移率以及等離流子濃度及遷移率以及等離子體頻率，使其具有兼容雷子體頻率，使其具有兼容雷達和紅外隱身。美國的達和紅外隱身。美國的TF39TF39發(fā)動機軸承，離子注入鉻發(fā)動機軸承，離子注入鉻磷，可解決點蝕、磨蝕，提磷，可解決點蝕、磨蝕，提高發(fā)動機軸承的使用壽命。高發(fā)動機軸承的使用壽命。 在航空航天方面的應(yīng)用在航空航天方面的應(yīng)

12、用 近年來，航空表面工程技術(shù)已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展，涌近年來，航空表面工程技術(shù)已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展，涌現(xiàn)出許多表面工程新技術(shù)和新工藝，如激光強化技術(shù)、離子現(xiàn)出許多表面工程新技術(shù)和新工藝，如激光強化技術(shù)、離子注人技術(shù)、飛機蒙皮有機涂層技術(shù)、薄膜減阻技術(shù)等已經(jīng)投注人技術(shù)、飛機蒙皮有機涂層技術(shù)、薄膜減阻技術(shù)等已經(jīng)投人應(yīng)用或正在研究之中。這些表面技術(shù)將在航空領(lǐng)域中顯示人應(yīng)用或正在研究之中。這些表面技術(shù)將在航空領(lǐng)域中顯示出更廣闊的應(yīng)用前景。出更廣闊的應(yīng)用前景。在航空航天方面的應(yīng)用在航空航天方面的應(yīng)用 1886 1886年卡爾年卡爾. .奔馳在德國的斯圖加特制造生產(chǎn)奔馳在德國的斯圖加特制造生產(chǎn)出世界上第一輛

13、汽車。當時使用油漆作防銹和美出世界上第一輛汽車。當時使用油漆作防銹和美化裝飾，近代汽車工業(yè)充分利用了各種表面熱處化裝飾，近代汽車工業(yè)充分利用了各種表面熱處理技術(shù)，物理氣相沉積技術(shù)，電鍍技術(shù)熱浸鍍鋁，理技術(shù)，物理氣相沉積技術(shù)，電鍍技術(shù)熱浸鍍鋁，鍍鋅技術(shù)，噴涂技術(shù)，涂裝技術(shù)等技術(shù)，使汽車鍍鋅技術(shù)，噴涂技術(shù)，涂裝技術(shù)等技術(shù)，使汽車成為現(xiàn)代技術(shù)與藝術(shù)之結(jié)合。成為現(xiàn)代技術(shù)與藝術(shù)之結(jié)合。 奧迪系列寶馬系列 人們對汽車的基本性能人們對汽車的基本性能( (駕駛性、安全性及對環(huán)境的保護性駕駛性、安全性及對環(huán)境的保護性等等) )不斷的改進作了大量的工作。由于機械、電子和光學(xué)等各種不斷的改進作了大量的工作。由于機械

14、、電子和光學(xué)等各種技術(shù)的綜合應(yīng)用，導(dǎo)致了目前所制造的汽車更為安全和舒適。技術(shù)的綜合應(yīng)用，導(dǎo)致了目前所制造的汽車更為安全和舒適。在這些技木之中，表面和薄膜技術(shù)是主要涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。在這些技木之中，表面和薄膜技術(shù)是主要涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。 在車身涂裝上，設(shè)計選用電泳底漆、中間涂層、面漆三涂在車身涂裝上，設(shè)計選用電泳底漆、中間涂層、面漆三涂層體系，不僅使車身具有防腐蝕功能，更具有亮麗、閃光色彩。層體系，不僅使車身具有防腐蝕功能，更具有亮麗、閃光色彩。汽車上一些鋼構(gòu)件采用單一的鈍化處理，在散熱器主片，吊耳汽車上一些鋼構(gòu)件采用單一的鈍化處理，在散熱器主片，吊耳總承，制動軟軸支架等幾十中零部件中應(yīng)用。總承，制

15、動軟軸支架等幾十中零部件中應(yīng)用。 以神龍汽車公司的車身涂裝線為例，涂裝工以神龍汽車公司的車身涂裝線為例，涂裝工藝采用三涂層體系藝采用三涂層體系(3C3B)(3C3B)，即電泳底漆涂層、中，即電泳底漆涂層、中間涂層、面漆涂層、涂層總厚度為間涂層、面漆涂層、涂層總厚度為110110130m130m，涂裝廠房為三層，一層為輔助設(shè)備層，二層為工涂裝廠房為三層，一層為輔助設(shè)備層，二層為工藝層，三層為空調(diào)機組層，廠房是全封閉式，通藝層，三層為空調(diào)機組層，廠房是全封閉式，通過空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)工藝層內(nèi)的溫度和濕度，并始終過空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)工藝層內(nèi)的溫度和濕度，并始終保持室內(nèi)環(huán)境的微正壓，保持室內(nèi)清潔度，各工保持室內(nèi)環(huán)

16、境的微正壓，保持室內(nèi)清潔度，各工序間自動控制，流水作業(yè)，確保涂裝高質(zhì)量。序間自動控制，流水作業(yè)，確保涂裝高質(zhì)量。 在先進制造業(yè)中的應(yīng)用在先進制造業(yè)中的應(yīng)用 現(xiàn)代意義上的制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信現(xiàn)代意義上的制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的最新成果追求息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的最新成果追求高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、清潔，并具有快速適應(yīng)市場變高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、清潔，并具有快速適應(yīng)市場變化的能力。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展主要以集成電路技術(shù)化的能力?，F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展主要以集成電路技術(shù)為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實現(xiàn)電子系統(tǒng)功

17、能的微電子技術(shù)，是改變?nèi)藗兩a(chǎn)和現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的微電子技術(shù)，是改變?nèi)藗兩a(chǎn)和生活面貌的先導(dǎo)技術(shù)。生活面貌的先導(dǎo)技術(shù)。 激光表面改性技術(shù)激光表面改性技術(shù)v1 1、激光相變硬化又稱激光淬火、激光相變硬化又稱激光淬火 它是通過激光將金屬材料加熱到相變溫度以上，在冷它是通過激光將金屬材料加熱到相變溫度以上，在冷卻過程中產(chǎn)生馬氏體相變從而硬化材料表面，顯著提高材卻過程中產(chǎn)生馬氏體相變從而硬化材料表面，顯著提高材料的耐磨性和疲勞強度。此技術(shù)的優(yōu)越性表現(xiàn)在可以局部料的耐磨性和疲勞強度。此技術(shù)的優(yōu)越性表現(xiàn)在可以局部加熱處理，顯著抑制變形，易于控制晶粒及組織形態(tài)，無加熱處理，顯著抑制變形，易于控制晶粒及組織形態(tài)

18、，無需后續(xù)加工工藝。需后續(xù)加工工藝。 早在早在19751975年，通用汽車公司就已運用此技術(shù)處理鑄鐵年，通用汽車公司就已運用此技術(shù)處理鑄鐵汽車部件提高其耐磨性能。目前在汽車制造及精密機械行汽車部件提高其耐磨性能。目前在汽車制造及精密機械行業(yè)，激光熱處理已有廣泛的應(yīng)用，如菲亞持集團用其處理業(yè)，激光熱處理已有廣泛的應(yīng)用，如菲亞持集團用其處理汽缸體，尼桑公司則用其處理發(fā)動機及其傳動部件。汽缸體，尼桑公司則用其處理發(fā)動機及其傳動部件。 激光發(fā)生器激光工作過程激光表面改性技術(shù)激光表面改性技術(shù)v2 2、表面重熔、表面重熔 運用較高能量密度的激光束使表面熔化并硬化表面，運用較高能量密度的激光束使表面熔化并硬

19、化表面，改善表層組織與結(jié)構(gòu)，韌化晶粒，這種技術(shù)稱表面重熔。改善表層組織與結(jié)構(gòu)，韌化晶粒，這種技術(shù)稱表面重熔。此技術(shù)有兩個控制參量：溫度梯度與凝固速率，它們實際此技術(shù)有兩個控制參量：溫度梯度與凝固速率，它們實際上受激光能量與照射時間所控制。一般熔化區(qū)深度為上受激光能量與照射時間所控制。一般熔化區(qū)深度為0.30.31m1m。工藝處理后，原始粗糙的組織可顯著韌化，樹枝晶。工藝處理后，原始粗糙的組織可顯著韌化，樹枝晶將變?yōu)轳R氏體、亞穩(wěn)相或非晶組織。將變?yōu)轳R氏體、亞穩(wěn)相或非晶組織。 激光表面置熔的最新進展是將其應(yīng)用于凸輪軸的表面激光表面置熔的最新進展是將其應(yīng)用于凸輪軸的表面改性方面。許多發(fā)動機都是應(yīng)用層

20、片狀灰口鑄鐵作為凸輪改性方面。許多發(fā)動機都是應(yīng)用層片狀灰口鑄鐵作為凸輪軸材料。傳統(tǒng)處理技術(shù)如鎢極惰性氣體保護重熔或直接冷軸材料。傳統(tǒng)處理技術(shù)如鎢極惰性氣體保護重熔或直接冷硬鑄造法能獲得耐磨性好的萊氏體表層組織。采用激光重硬鑄造法能獲得耐磨性好的萊氏體表層組織。采用激光重熔技術(shù)同樣可獲得萊氏體組織，且更為方便、經(jīng)濟。熔技術(shù)同樣可獲得萊氏體組織，且更為方便、經(jīng)濟。 南京產(chǎn)激光發(fā)生器南京產(chǎn)激光發(fā)生器激光相變相圖激光相變相圖激光相變相圖激光相變相圖激光表面改性技術(shù)激光表面改性技術(shù)v3 3、激光表面合金化、激光表面合金化 利用高能量激光束使材料表面成分實現(xiàn)預(yù)期變化的一種利用高能量激光束使材料表面成分實現(xiàn)

21、預(yù)期變化的一種高新技術(shù)。激光合金化特別適用于工件最重要部位的處理，高新技術(shù)。激光合金化特別適用于工件最重要部位的處理，如模具的刃口、凸輪軸的局部表面等。此法既改善了影響工如模具的刃口、凸輪軸的局部表面等。此法既改善了影響工件壽命和重要部位的磨損性能與壽命、又可簡化工藝和節(jié)約件壽命和重要部位的磨損性能與壽命、又可簡化工藝和節(jié)約昂貴的合金元素。此工藝已應(yīng)用于工業(yè)，如在含有昂貴的合金元素。此工藝已應(yīng)用于工業(yè)，如在含有N N2 2氣氛中氣氛中激光熔化激光熔化TiTi可以成功制出可以成功制出TiNTiN，用同樣的方法可以制出，用同樣的方法可以制出TiCTiC、TiNCTiNC等。等。 激光表面改性技術(shù)激

22、光表面改性技術(shù)v激光表面合金化激光表面合金化舉例舉例 廣州富通光科技術(shù)有限公司利用高能量密度的激光對模廣州富通光科技術(shù)有限公司利用高能量密度的激光對模具進行表面處理，從而改變模具表層的顯微結(jié)構(gòu)或成分，實具進行表面處理，從而改變模具表層的顯微結(jié)構(gòu)或成分，實現(xiàn)模具表面強現(xiàn)模具表面強( (硬硬) )化或修復(fù)的技術(shù)。研究中開發(fā)了適合于模化或修復(fù)的技術(shù)。研究中開發(fā)了適合于模具表面處理的多種合金材料、預(yù)處理劑和專有熔覆送絲設(shè)備具表面處理的多種合金材料、預(yù)處理劑和專有熔覆送絲設(shè)備技術(shù)，解決了模具鋼材料和激光表面工程技術(shù)的配合工藝，技術(shù)，解決了模具鋼材料和激光表面工程技術(shù)的配合工藝，達到參數(shù)優(yōu)化控制。達到參數(shù)

23、優(yōu)化控制。激光表面改性技術(shù)激光表面改性技術(shù)v主要技術(shù)性能指標主要技術(shù)性能指標 熔覆系統(tǒng)熔覆系統(tǒng)：送絲與激光同步進給送絲與激光同步進給 送絲進度可調(diào)范圍送絲進度可調(diào)范圍：0.10.10.5m/min0.5m/min超細合金粉超細合金粉-Al-Al粉粉400400：粒度粒度1-61-6，耐溫耐溫C C2 2粉粉800800鎳基和鉆基粉鎳基和鉆基粉：粒度粒度200-320200-320目目，耐溫：耐溫：600-700600-700合金絲直徑合金絲直徑：223mm3mm 高溫耐磨高溫耐磨：工作溫度工作溫度600600，HRc50-55HRc50-55 耐沖擊磨損耐沖擊磨損 ：工作溫度工作溫度200-3

24、00200-300，HRc55-60HRc55-60 該項技術(shù)的應(yīng)用，可從根本上解決制約我國模該項技術(shù)的應(yīng)用，可從根本上解決制約我國模具加工的技術(shù)瓶頸具加工的技術(shù)瓶頸模具鋼材料和熱處理問題，從模具鋼材料和熱處理問題，從而變革模具制造工藝、縮短模具開發(fā)與制造周期、而變革模具制造工藝、縮短模具開發(fā)與制造周期、提高模具質(zhì)量和使用壽命、降低模具加工成本，達提高模具質(zhì)量和使用壽命、降低模具加工成本，達到以國產(chǎn)鋼材替代進口鋼材的目的，減少我國模具到以國產(chǎn)鋼材替代進口鋼材的目的，減少我國模具產(chǎn)業(yè)對進口鋼材、進口硬加工中心裝備的依賴，增產(chǎn)業(yè)對進口鋼材、進口硬加工中心裝備的依賴，增強我國模具企業(yè)的國際競爭力。強

25、我國模具企業(yè)的國際競爭力。電子束加工技術(shù)在現(xiàn)代制造中的應(yīng)用電子束加工技術(shù)在現(xiàn)代制造中的應(yīng)用 Telemark 電子束槍單坩堝電子束槍單坩堝電子束槍1 1、電子束焊接、電子束焊接 v 電子束焊接技術(shù)是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝，電子束焊接技術(shù)是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝，它利用經(jīng)高壓靜電場與電磁場加速與會聚的高能量密度電它利用經(jīng)高壓靜電場與電磁場加速與會聚的高能量密度電子束轟擊焊件表面，將電子的動能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使子束轟擊焊件表面，將電子的動能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽购讣宇^處的金屬熔融，達到焊接的目的。焊件接頭處的金屬熔融，達到焊接的目的。v 電子束焊接有能量高度集中電子束焊接有能

26、量高度集中(106(106109W/cm109W/cm2 2，約為普通電，約為普通電弧的弧的1010100100倍倍) )，所需線性能量低、速度高、熱影響區(qū)小，所需線性能量低、速度高、熱影響區(qū)小、變形小、變形小( (可在精加工后進行焊接可在精加工后進行焊接) )；焊接在真空中進行，；焊接在真空中進行，焊縫純度高，強度高的特點。焊縫純度高，強度高的特點。 v 電子束焊接可適用于幾乎所有的金屬材料，如普通碳鋼、電子束焊接可適用于幾乎所有的金屬材料，如普通碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鋁、難熔金屬及活潑金屬等。不銹鋼、合金鋼、鋁、難熔金屬及活潑金屬等。 1 1、電子束焊接、電子束焊接 v 電子束焊接主要用于

27、焊接汽車工業(yè)中的如下零部件：手電子束焊接主要用于焊接汽車工業(yè)中的如下零部件：手動變速箱中的復(fù)合多聯(lián)齒輪；自動變速箱中的行星齒輪動變速箱中的復(fù)合多聯(lián)齒輪；自動變速箱中的行星齒輪變速器及液力變速器；渦輪增壓器；變速器及液力變速器；渦輪增壓器；ABSABS剎車系統(tǒng)的液壓剎車系統(tǒng)的液壓容器；后橋以及其它零件，如：活門、火花塞、搖桿組容器；后橋以及其它零件，如：活門、火花塞、搖桿組件、配電器等閑。件、配電器等閑。 2 2、電子束蒸發(fā)涂覆、電子束蒸發(fā)涂覆 v 它是采用物理氣相沉積的方法，用高能量密度的電子束作它是采用物理氣相沉積的方法，用高能量密度的電子束作為熱源，在真空中對涂覆材料進行受控加熱，使之蒸發(fā)

28、沉為熱源，在真空中對涂覆材料進行受控加熱，使之蒸發(fā)沉積到各種基體材料上，如鋼帶、塑料、紙、玻璃以及各種積到各種基體材料上，如鋼帶、塑料、紙、玻璃以及各種零件，從而獲得耐蝕、耐磨、耐熱以及特殊光電性能的各零件，從而獲得耐蝕、耐磨、耐熱以及特殊光電性能的各種表面特性。種表面特性。v 電子束鋼帶鍍膜是國際上近電子束鋼帶鍍膜是國際上近2020年開始應(yīng)用的一種鍍膜技術(shù)年開始應(yīng)用的一種鍍膜技術(shù)，它是用電子束鍍膜方法，在普通鋼帶上鍍以鋁、銅、鎳，它是用電子束鍍膜方法，在普通鋼帶上鍍以鋁、銅、鎳以及不銹鋼等金屬及合金材料，用于制造各種汽車壓力油以及不銹鋼等金屬及合金材料，用于制造各種汽車壓力油管、家電邦迪管以及建筑裝飾、美化材料。管、家電邦迪管以及建筑裝飾、美化材料。離子束加工技術(shù)及應(yīng)用離子束加工技術(shù)及應(yīng)用 v1 1、離子注入表面改性、離子注入表面改性 采用離子注入技術(shù)作為金屬表面強化的研究始于采用離子注入技術(shù)作為金屬表面強化的研究始于7070年代年代初。離子注入是根據(jù)被處理材料表面所需要的性能。選擇初。離子注入是根據(jù)被處理材料表面所需要的性能。選擇適當元素的原子，使其在真空電場中離子化，并在