關節軸承(chéng)零件(jiàn)工作(zuò)表面(miàn)和心(xīn)部在狀态、結構和性能(néng)要(yào)求方(fāng)面是有較(jiào)大的差别(bié)的(de),而整體(tǐ)熱(rè)處(chù)理(lǐ)往(wǎng)往使(shǐ)二着(zhe)不能兼顧(gù),材料的(de)潛(qián)力也得不到充分發(fā)揮。應用(yòng)材(cái)料表(biǎo)面(miàn)強化技術不(bú)僅可(kě)以較好地(dì)解決(jué)表面和心(xīn)部在結(jié)構(gòu)和要求方(fāng)面(miàn)的差異(yì),而且還(hái)可(kě)以進(jìn)一步使表面獲得某些特(tè)殊的(de)工作(zuò)性(xìng)能,以滿(mǎn)足在(zài)特定條件下(xià)工(gōng)作的(de)關節(jiē)軸承對工(gōng)作表面性能的要求(qiú)。這在現代(dài)化科(kē)學技術發展中(zhōng)是非(fēi)常有(yǒu)意義的。
傳統(tǒng)的表面(miàn)強化方(fāng)法(fǎ)，工藝上屬于熱處理(lǐ)的範(fàn)疇。而近代發(fā)展起來的激(jī)光、電子束、離(lí)子束等(děng)表面強化方法(fǎ)，不僅将一些高新技術應(yīng)用(yòng)于材(cái)料(liào)的表(biǎo)面強化，而(ér)且(qiě)在(zài)工藝上已經超(chāo)出了(le)傳統的熱(rè)處理範疇(chóu)，形成了新的技術領(lǐng)域。因此(cǐ)現(xiàn)在(zài)的(de)表面(miàn)強化(huà)技術(shù)可以從(cóng)不(bú)同的(de)角度形成多種(zhǒng)分類方法(fǎ)，按表(biǎo)層強化(huà)技術的(de)物理化學(xué)過程(chéng)進行(háng)分(fèn)類，大緻(zhì)可分為五(wǔ)大類(lèi)：表面變形強化(huà)、表面熱(rè)處理強化、化學熱(rè)處理(lǐ)強化、表(biǎo)面冶金(jīn)強化(huà)、表面薄膜(mó)強化。
1.表面(miàn)變形(xíng)強化
通過機械(xiè)的方法使金屬(shǔ)表面層發(fā)生塑(sù)性變形，從而形成高(gāo)硬度和高(gāo)強度的硬化(huà)層(céng)，這種(zhǒng)表面強化(huà)方法稱為(wéi)表面(miàn)變形強化，也稱(chēng)為加(jiā)工硬(yìng)化。包(bāo)括噴(pēn)丸、噴(pēn)砂(shā)、冷(lěng)擠壓、滾壓(yā)、冷碾和沖擊(jī)、爆炸沖(chòng)擊強化等。這些(xiē)方法的(de)特點是(shì)：強化(huà)層位錯密(mì)度增(zēng)高，亞晶結(jié)構細(xì)化(huà)，從(cóng)而使其硬(yìng)度和強度(dù)提(tí)高，表面(miàn)粗糙(cāo)度值(zhí)減小(xiǎo)，能顯(xiǎn)著提高零件的表面疲(pí)勞強度(dù)和降低疲(pí)勞缺(quē)口的敏感性。這(zhè)種強化方(fāng)法工(gōng)藝簡單(dān)、效(xiào)果顯(xiǎn)著，硬化層(céng)和基(jī)體之(zhī)間不存在明顯的界限，結(jié)構連貫，不易在(zài)使用(yòng)中脫(tuō)落。其(qí)多數方(fāng)法已在軸承工業(yè)中得(dé)到(dào)應用(yòng)：滾動體(tǐ)的表面(miàn)撞擊強化就是這(zhè)類方法的應(yīng)用，精密(mì)碾壓(yā)已成(chéng)為新(xīn)的套圈加(jiā)工和強化(huà)方(fāng)法(fǎ)。
2.表面熱處理強化
利(lì)用固(gù)态相變，通過快(kuài)速加(jiā)熱的(de)方法(fǎ)對零(líng)件的(de)表面層進行淬(cuì)火處理稱(chēng)為表(biǎo)面熱(rè)處理(lǐ)，俗稱(chēng)表面淬火。包括(kuò)火焰加熱(rè)淬火(huǒ)、高(中(zhōng))頻感應加(jiā)熱淬(cuì)火、激(jī)光加熱或電(diàn)子束加熱淬火等。這些(xiē)方法的特點是(shì)：表面局部(bù)加熱(rè)淬火，工(gōng)件變形(xíng)小；加熱(rè)速度快，生産(chǎn)效率高；加(jiā)熱時間短，表面(miàn)氧化(huà)脫碳(tàn)很輕(qīng)微。該方法(fǎ)特别是對(duì)提(tí)高承受(shòu)一定沖擊載荷(hé)的大型和特大(dà)型軸(zhóu)承零件的(de)耐磨(mó)性和(hé)疲勞(láo)強度效果顯著(zhe)。
3.化學熱處理強化(huà)
利(lì)用某(mǒu)種元(yuán)素的(de)固态擴散滲入(rù)，來(lái)改(gǎi)變金屬表面層的化(huà)學成分，以實現(xiàn)表(biǎo)面強化的方(fāng)法稱為(wéi)化學熱(rè)處理強化，也稱(chēng)之為(wéi)擴(kuò)散(sàn)熱處理。包(bāo)括滲硼、滲(shèn)金屬(shǔ)、滲碳及碳(tàn)氮共滲(shèn)、滲氮及(jí)氮碳共滲(shèn)、滲硫(liú)及硫氮(dàn)碳共滲(shèn)、滲鉻、滲鋁(lǚ)及鉻(gè)鋁矽共(gòng)滲、石墨(mò)化滲層等等(děng)，種類繁多、特點各(gè)異。滲入元素或(huò)溶入(rù)基體金屬(shǔ)形成固溶體，或(huò)與其(qí)他金屬元(yuán)素結合形成化(huà)合物(wù)。總之(zhī)滲入元素即能(néng)改變表面層(céng)的(de)化學(xué)成分，又可以得(dé)到不同的(de)相結(jié)構。滲碳(tàn)關(guān)節軸(zhóu)承鋼(gāng)零(líng)件的處(chù)理工(gōng)藝(yì)和關節軸承(chéng)套的表面滲氮(dàn)強化(huà)處理(lǐ)均屬這一類強化方法。
4.表(biǎo)面冶金強化
利用工(gōng)件表面(miàn)層(céng)金屬(shǔ)的重新(xīn)融(róng)化和(hé)凝固(gù)，以得(dé)到預期的成(chéng)分或組(zǔ)織的表面(miàn)強化(huà)處理技術稱為(wéi)表面冶金(jīn)強化(huà)。包括(kuò)表面自溶(róng)性合金或複合粉(fěn)末塗(tú)層、表面(miàn)融化結(jié)晶或非(fēi)晶态(tài)處理、表面(miàn)合金化等(děng)方法。特點(diǎn)是(shì)采(cǎi)用高能量密度的快(kuài)速加(jiā)熱，将(jiāng)金屬(shǔ)表面(miàn)層(céng)或塗覆(fù)于金屬(shǔ)表面的(de)合金(jīn)化材料熔(róng)化，随後靠自己(jǐ)冷卻進行(háng)凝固(gù)以得(dé)到特殊結(jié)構或特(tè)定性能(néng)的強(qiáng)化層(céng)。這種(zhǒng)特殊的結構或(huò)許是(shì)細化(huà)的晶體組織，也(yě)或許(xǔ)是過(guò)飽和相、亞穩相、甚(shèn)至(zhì)是非晶體組織，這取(qǔ)決于(yú)表面冶金的工(gōng)藝參數和(hé)方法。
關節(jiē)軸(zhóu)承行業在微型關(guān)節軸承工作表面(miàn)做過激光加(jiā)熱強(qiáng)化研(yán)究(jiū)，效果良(liáng)好。
5.表面薄膜強(qiáng)化
應(yīng)用(yòng)物理的(de)或化學的(de)方(fāng)法(fǎ)，在金屬表面塗(tú)覆于基(jī)體材料性能(néng)不同的強(qiáng)化(huà)膜(mó)層(céng)，稱為表面薄膜強化。它(tā)包括電(diàn)鍍、化學鍍(鍍(dù)鉻、鍍鎳、鍍銅、鍍銀等)以及複合鍍、刷鍍或(huò)轉化處理等，也(yě)包括近年來發(fā)展較快的(de)高新(xīn)技術(shù)：如cvd、pvd、p-cvd等氣相(xiàng)沉積(jī)薄膜強化(huà)方法和離子注(zhù)入表面強化技(jì)術(也稱(chēng)原子冶(yě)金技術)等等。它(tā)們(men)共同的特點(diǎn)是均(jun1)能在(zài)工作(zuò)表面形(xíng)成特定(dìng)性能的薄(báo)膜，以強化表面的耐(nài)磨性、耐疲勞、耐(nài)腐蝕(shí)和自潤(rùn)滑(huá)等性能。例如離(lí)子注入技術強化關(guān)節軸(zhóu)承工(gōng)作(zuò)表(biǎo)面，能使關(guān)節軸承工作表面的耐(nài)磨(mó)性、耐(nài)蝕性(xìng)、和(hé)抗接觸疲勞性(xìng)能都得(dé)到顯著提(tí)高，從而使關(guān)節(jiē)軸承的使用壽命得(dé)到成倍的增長(zhǎng)。