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關節軸承表面處理強(qiáng)化技術
編輯:    浏覽:4178    發布日期:2021/10/15

關節軸承(chéng)零件工作表面和心部在狀态、結構(gòu)和性能要求方面是有較大的差别的,而整體熱處理往往(wǎng)使二着不能兼顧,材料的潛力也得不到充分發(fā)揮。應用材料表面強化技術不僅可以較好地解決表面和心部在結構和要求方(fāng)面的差異,而且還可以進(jìn)一步使表面獲得某些特殊的工作(zuò)性能,以滿足在(zài)特定條(tiáo)件下工作的(de)關節(jiē)軸承對工作表面性能的(de)要求。這在現代化科學(xué)技術發展中是非(fēi)常有意義的。
傳(chuán)統的表面強化方法,工藝上屬于熱處理(lǐ)的範(fàn)疇。而近代發展起來的激光、電子束、離(lí)子束等(děng)表面強化(huà)方法(fǎ),不(bú)僅将一些高新技術應用于材料的表面(miàn)強化,而且在(zài)工藝上已經超出了傳統的熱處理(lǐ)範疇,形成了新的(de)技術領域。因此現在的表面強化(huà)技術可以從不同的角度形成多種分類方法,按表層(céng)強(qiáng)化技術的物理化學(xué)過程進行分類,大緻(zhì)可分為五大類:表面變形強化、表面熱處(chù)理強化(huà)、化學熱(rè)處理(lǐ)強化、表面冶金強化(huà)、表面薄膜強化(huà)。
1.表面(miàn)變形強化(huà)
通過機械的方法使金屬表面層發生塑性變形,從而形成高(gāo)硬度和高強度的硬化層,這種表面(miàn)強化方法稱為表面變形(xíng)強化,也稱(chēng)為加工硬化。包括噴丸、噴砂、冷擠壓、滾壓(yā)、冷碾和沖擊、爆炸沖擊強化等(děng)。這些方法的特點(diǎn)是:強化層位錯(cuò)密度增高,亞晶結構細化,從而使其硬度和強度提高,表面粗糙度值減小,能顯著提高零件(jiàn)的表面疲勞強度和降低疲(pí)勞缺口的敏感性。這種強(qiáng)化方法工藝簡單、效果顯著,硬化層(céng)和基體之間不(bú)存(cún)在明顯的界限,結(jié)構連貫,不易在使用中脫(tuō)落。其多(duō)數(shù)方法已在軸承工業中得到應用:滾動體的表面撞擊(jī)強化就是這類方法的應用,精密碾壓已成為新的套(tào)圈加工和強化方法。
2.表面熱處理強(qiáng)化
利用固态相變(biàn),通過快速加(jiā)熱的(de)方法對零件的表(biǎo)面層進行淬火處理稱為表面熱處理,俗稱表面(miàn)淬火。包括火焰加(jiā)熱淬火、高(中)頻感(gǎn)應加(jiā)熱淬火、激光加熱或電子束加熱淬(cuì)火等。這些方法的特點是:表面局部(bù)加熱淬火,工件變(biàn)形小;加熱速度快,生産(chǎn)效率高;加熱時間短,表(biǎo)面氧化脫碳很輕微。該方法特别是對提(tí)高承(chéng)受一定(dìng)沖(chòng)擊載(zǎi)荷的大(dà)型和(hé)特大(dà)型軸承零件(jiàn)的耐(nài)磨性和疲勞強度效果(guǒ)顯著。
3.化學熱處理強(qiáng)化
利用某(mǒu)種元素的固态擴散滲入,來改變金屬表面層的化學成分,以實現表面(miàn)強化的方法稱為(wéi)化(huà)學熱處理強化,也稱之為擴散熱處理。包(bāo)括滲硼、滲(shèn)金屬、滲碳及碳氮(dàn)共滲、滲氮及氮碳共滲、滲硫及硫氮(dàn)碳共滲、滲鉻(gè)、滲鋁及鉻鋁矽共滲、石墨化滲層等等,種類繁多、特點(diǎn)各異。滲入元素或溶入(rù)基(jī)體金屬形成固溶體,或與其他金(jīn)屬元素結合形成化合物。總之滲(shèn)入元素即能改變表面(miàn)層的化學成分,又可以得到不(bú)同的(de)相結構。滲碳關節軸承鋼(gāng)零件的(de)處理工(gōng)藝和關節(jiē)軸承套的表面滲氮強化處理均屬這一類強化方(fāng)法。
4.表面冶金強化
利用工件表面層金(jīn)屬的重(zhòng)新融化和凝固,以(yǐ)得到預期的成分或組(zǔ)織的(de)表面強化處(chù)理技術稱為表面冶金強化。包括(kuò)表面自溶性合金或複合粉末塗層、表面融化結晶或非晶态處理(lǐ)、表面合金化(huà)等方法。特點(diǎn)是采用高能量密度的(de)快速加熱,将金屬表面層或(huò)塗覆于金屬表面的合金(jīn)化材料熔化,随後(hòu)靠自己冷卻進行凝(níng)固以得到特殊結構或(huò)特定(dìng)性能的強化層。這種特(tè)殊的結構或許是細化的晶體組織,也或許是過飽和相、亞穩相、甚至是非晶體組織,這取決于表面冶金的工藝參(cān)數和方法。
關節(jiē)軸承行業在微型關(guān)節軸承工作表面做過激光加熱強化研究,效果良好。
5.表面薄膜強化(huà)
應(yīng)用物理的或化學的方法,在金(jīn)屬表(biǎo)面塗覆于基體材(cái)料性能(néng)不同的強化膜層,稱為表面薄膜強化。它包括電鍍(dù)、化學鍍(鍍鉻、鍍鎳、鍍銅、鍍(dù)銀等)以及複合鍍、刷鍍或轉化處理(lǐ)等,也包括近年(nián)來發展(zhǎn)較快的高新技術(shù):如CVD、PVD、P-CVD等氣相沉積薄膜強化(huà)方法和離子注入表面強化技術(也稱原子冶金技術)等等。它們共同的特點是均(jun1)能在工作表面形成特定性能的薄膜,以強化表面的耐磨性、耐疲勞(láo)、耐(nài)腐蝕和自潤滑等性能。例如離子注入技術強(qiáng)化關節(jiē)軸承工作表面,能使關節軸承工作表面的耐磨性、耐蝕性、和抗接觸疲勞(láo)性能都得到顯著提(tí)高,從而使關(guān)節軸(zhóu)承的使用壽(shòu)命得到成(chéng)倍的增長。

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