關節(jiē)軸承(chéng)零件工(gōng)作(zuò)表面和心(xīn)部在狀态(tài)、結(jié)構(gòu)和性能要(yào)求方(fāng)面是有(yǒu)較大的(de)差别(bié)的,而(ér)整體(tǐ)熱處理往(wǎng)往使(shǐ)二着(zhe)不能兼(jiān)顧(gù),材料的潛力也(yě)得不到充(chōng)分發(fā)揮。應(yīng)用材(cái)料表面強(qiáng)化技術不(bú)僅可以較(jiào)好地解決表面和心(xīn)部在(zài)結構和要(yào)求方(fāng)面的差異(yì),而(ér)且(qiě)還(hái)可以進(jìn)一步使表面獲(huò)得某些特(tè)殊的工作(zuò)性(xìng)能,以滿足在特(tè)定(dìng)條件(jiàn)下(xià)工(gōng)作的關節(jiē)軸承對工作(zuò)表(biǎo)面性能的(de)要求(qiú)。這在現(xiàn)代化科學技(jì)術(shù)發展中(zhōng)是(shì)非常有意義(yì)的。
傳(chuán)統的表面強化方法(fǎ)，工藝(yì)上屬(shǔ)于熱處理(lǐ)的範疇。而近代(dài)發展起來的激(jī)光、電子束(shù)、離(lí)子(zǐ)束等表面強化(huà)方法，不(bú)僅(jǐn)将一些高(gāo)新技術應(yīng)用于材料(liào)的表面強化(huà)，而且在(zài)工藝上已(yǐ)經超出了(le)傳統的熱(rè)處理範疇(chóu)，形成(chéng)了新(xīn)的技術領(lǐng)域。因(yīn)此現在(zài)的(de)表面強化技術可以從不同的角度形成(chéng)多種(zhǒng)分類(lèi)方法，按表(biǎo)層強化技術的(de)物理化學過程進行分類，大緻(zhì)可分為五大類(lèi)：表面變形強化(huà)、表面熱(rè)處理強化、化(huà)學熱處理(lǐ)強化、表(biǎo)面冶金強化(huà)、表面(miàn)薄膜(mó)強化。
1.表面變形強化(huà)
通(tōng)過機(jī)械(xiè)的方(fāng)法使(shǐ)金屬表面(miàn)層(céng)發生塑(sù)性變形，從而形成高硬度和高(gāo)強度的(de)硬化層(céng)，這種表(biǎo)面(miàn)強化方法稱為表面變形強化，也稱(chēng)為(wéi)加工硬化。包(bāo)括噴丸、噴砂(shā)、冷擠壓、滾壓、冷碾(niǎn)和沖(chòng)擊(jī)、爆(bào)炸沖(chòng)擊強(qiáng)化(huà)等(děng)。這些方法的特點是(shì)：強化層(céng)位(wèi)錯(cuò)密(mì)度增高，亞(yà)晶結(jié)構細化，從而使(shǐ)其硬度和強度提高，表(biǎo)面粗糙(cāo)度值減小，能顯(xiǎn)著提高零(líng)件的表面疲勞(láo)強度(dù)和降(jiàng)低疲勞缺口的(de)敏感性。這(zhè)種強化方(fāng)法工(gōng)藝簡單、效果顯(xiǎn)著，硬(yìng)化層(céng)和基體之間不存在(zài)明顯的界限，結(jié)構連貫，不易在(zài)使用中脫落。其多數(shù)方法已在(zài)軸承工業中得(dé)到應(yīng)用：滾動體(tǐ)的表面撞擊強(qiáng)化就(jiù)是這(zhè)類方(fāng)法的應用，精密(mì)碾壓(yā)已成為新的套圈(quān)加工和強化方法。
2.表面熱處理(lǐ)強(qiáng)化
利用固态相變，通(tōng)過快速(sù)加(jiā)熱的(de)方法(fǎ)對零件的(de)表面層進行(háng)淬(cuì)火處(chù)理稱(chēng)為表(biǎo)面熱處(chù)理(lǐ)，俗稱(chēng)表面(miàn)淬火。包括(kuò)火(huǒ)焰加熱淬火(huǒ)、高(中)頻感應加(jiā)熱淬火、激光加熱或電子束加(jiā)熱淬(cuì)火(huǒ)等。這些方法(fǎ)的特點是(shì)：表面局部(bù)加熱(rè)淬火(huǒ)，工件(jiàn)變形(xíng)小；加熱速(sù)度快(kuài)，生産(chǎn)效率高；加(jiā)熱時間短(duǎn)，表面(miàn)氧化脫(tuō)碳很輕(qīng)微。該(gāi)方法特别(bié)是對提(tí)高承受(shòu)一定(dìng)沖擊(jī)載荷(hé)的大(dà)型和(hé)特大(dà)型軸(zhóu)承零件的耐磨性和疲勞(láo)強度效果顯著(zhe)。
3.化學(xué)熱(rè)處理強化
利用(yòng)某(mǒu)種元(yuán)素的固(gù)态擴散滲入，來改(gǎi)變金屬表面層(céng)的化(huà)學成(chéng)分，以實現(xiàn)表面強(qiáng)化的方(fāng)法稱為化(huà)學熱處理(lǐ)強化，也稱(chēng)之為擴散(sàn)熱處理。包(bāo)括(kuò)滲硼、滲(shèn)金屬(shǔ)、滲碳及碳(tàn)氮共(gòng)滲、滲氮及(jí)氮碳共滲(shèn)、滲硫(liú)及硫氮(dàn)碳共滲、滲鉻、滲鋁及鉻(gè)鋁矽共滲、石墨(mò)化滲層等等(děng)，種類繁多、特點各異。滲(shèn)入元素或溶入基體金屬(shǔ)形成固溶(róng)體，或(huò)與其(qí)他金屬元(yuán)素結合形成化合物。總之滲入(rù)元素(sù)即(jí)能(néng)改變表面層的化學(xué)成分，又(yòu)可以得到不同的相結(jié)構。滲碳關節軸承鋼(gāng)零件的處(chù)理工藝和關節(jiē)軸承套的(de)表面(miàn)滲氮強(qiáng)化處理(lǐ)均屬(shǔ)這(zhè)一類強(qiáng)化方法。
4.表(biǎo)面冶金強化
利用工(gōng)件表面層(céng)金屬(shǔ)的重新融(róng)化和(hé)凝固，以得(dé)到預(yù)期的成分或組(zǔ)織的表面強化(huà)處理技術稱為(wéi)表面冶金強化。包括(kuò)表面(miàn)自溶(róng)性合金或複合(hé)粉末塗層、表面(miàn)融化(huà)結晶(jīng)或非(fēi)晶态處理(lǐ)、表面合金(jīn)化(huà)等方法(fǎ)。特點是采用高(gāo)能量密度的快(kuài)速加熱，将金屬(shǔ)表面層或(huò)塗覆(fù)于金屬(shǔ)表面的(de)合金化材(cái)料熔(róng)化(huà)，随後(hòu)靠(kào)自己(jǐ)冷卻進行(háng)凝固以得到特(tè)殊結(jié)構或特定(dìng)性能(néng)的強(qiáng)化層。這種(zhǒng)特(tè)殊的結(jié)構或(huò)許是細化的晶體組織(zhī)，也(yě)或許是過飽(bǎo)和相、亞穩相(xiàng)、甚至是非晶體組織(zhī)，這取(qǔ)決于(yú)表面冶金(jīn)的工藝(yì)參(cān)數和(hé)方法。
關節(jiē)軸承行業(yè)在微(wēi)型關(guān)節軸(zhóu)承工作(zuò)表面做(zuò)過激光加(jiā)熱強化研究，效果良好。
5.表面薄膜強(qiáng)化(huà)
應(yīng)用物理的(de)或化學(xué)的(de)方法(fǎ)，在金屬(shǔ)表面塗(tú)覆于基體(tǐ)材料性能不同的強(qiáng)化膜層，稱為表(biǎo)面薄(báo)膜強(qiáng)化。它(tā)包括電(diàn)鍍、化學鍍(鍍鉻、鍍鎳、鍍(dù)銅、鍍銀(yín)等)以及(jí)複合鍍、刷鍍或(huò)轉化處理(lǐ)等(děng)，也(yě)包括近年來發(fā)展較(jiào)快的(de)高新(xīn)技術(shù)：如cvd、pvd、p-cvd等氣相(xiàng)沉積薄膜強化(huà)方法(fǎ)和(hé)離子注(zhù)入表(biǎo)面強(qiáng)化技(jì)術(也稱(chēng)原子冶(yě)金技(jì)術)等(děng)等。它(tā)們(men)共同(tóng)的特點(diǎn)是均能在工作(zuò)表面(miàn)形(xíng)成特定性能的薄膜，以強化(huà)表面的耐磨(mó)性、耐疲勞、耐腐蝕(shí)和(hé)自(zì)潤滑(huá)等性(xìng)能。例(lì)如離子注(zhù)入技術強(qiáng)化關(guān)節軸(zhóu)承工(gōng)作表(biǎo)面，能使關(guān)節軸承工(gōng)作表(biǎo)面的耐(nài)磨性、耐(nài)蝕性(xìng)、和抗(kàng)接觸(chù)疲勞性能都得(dé)到顯(xiǎn)著(zhe)提高，從(cóng)而使關(guān)節軸承(chéng)的使用壽(shòu)命得到成倍的增長(zhǎng)。