第九章-钢铁的热处理工艺课件

第九章

钢的热处理工艺

退火正火淬火回火其他类型热处理加热速度冷却速度加热温度保温时间处理次数处理次序……第九章钢的热处理工艺退火加热速度1第一节钢的退火与正火

机械零件的一般加工工艺为：

毛坯（铸、锻）→预备热处理→机加工→最终热处理。退火与正火主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。第一节钢的退火与正火机械零件的一般加工工艺为：2一、钢的退火概念：将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。目的:消除应力;降低硬度;细化晶粒;均匀成分;为最终热处理作好组织准备。一、钢的退火概念：将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓3

种类退火重结晶退火低温退火完全退火扩散退火球化退火再结晶退火去应力退火普通退火等温退火普通球化退火等温球化退火种类退火重结晶低温完全退火扩散退火球化退火再结晶退火去应力41．完全退火加热至Ac3+20-30℃保温炉冷（P+F）●应用范围：亚共析钢和合金钢的铸件、锻件、热轧型材和焊接结构；也可作为一些不重要件的最终热处理●目的：①细化晶粒→提高力学性能②降低硬度→改善切削性能③消除内应力亚共析钢●工艺：1．完全退火加热至Ac3+20-30℃保温炉冷（P+F）52．球化退火片状Fe3C或网状Fe3CⅡ球化加热至Ac1+20-30℃保温过共析钢炉冷（F+球状Cm）●目的：①使Cm球化→HRC↓，韧性↑→改善切削性②为淬火作准备●工艺：2．球化退火片状Fe3C或网状Fe3CⅡ球化加热至Ac1+26第九章-钢铁的热处理工艺课件7第九章-钢铁的热处理工艺课件83、等温退火●工艺：A化后快冷至Ar1以下等温转变为P，再空冷。等温退火与普通退火的比较●目的：缩短退火时间。3、等温退火等温退火与普通退火的比较94．扩散退火（均匀化退火）●工艺：1100-1300℃，10-15h,P+F或P+Fe3CII●目的：消除偏析●后果：粗大晶粒（再应用完全退火消除）

6．再结晶退火T再+150-250℃；消除加工硬化

5．去应力退火500-650℃炉冷；消除应力4．扩散退火（均匀化退火）6．再结晶退火5．去应力退火10第九章-钢铁的热处理工艺课件11二、钢的正火概念:把零件加温到临界温度以上30～50℃,在空气中冷却目的:消除应力;调整硬度;细化晶粒;均匀成分;为最终热处理作好组织准备。二、钢的正火概念:把零件加温到临界温度以上30～50℃,12亚共析钢AC3+30-50℃保温共析钢AC1+30-50℃过共析钢Accm+30-50℃空冷亚共析钢F+S共析钢S过共析钢S+Fe3CⅡ钢件加热至●

工艺：亚共析钢AC3+30-50℃保温共析钢AC1+30-50℃过13●应用：（1）预先热处理a.细化组织→为淬火、调质作准备b.使过共析钢中Fe3CII↓→使其不形成连续网 状，为球化作准备（2）作普通结构钢零件的最终热处理冷却较快，组织细化，提高力学性能→强度， 韧性，硬度↑（3）改善切削加工性能●应用：14热处理与硬度关系合适切削加工硬度热处理与硬度关系合适切削加工硬度15退火、正火的选择1．切削加工低、中碳钢→正火中高碳钢，合金工具钢→完全退火，球化退火2．作为最终热处理→正火3．为最终热处理提供良好的组织状态工具钢→正火+球化退火结构钢→正火返修件→退火退火、正火的选择1．切削加工2．作为最终热处理→正火3．为最16第二节钢的淬火与回火一、钢的淬火概念:把零件加温到AC1或AC3相变温度以上一定温度,保温一段时间,然后快速冷却。目的:为了获得马氏体组织（或下贝氏体组织）,提高钢的硬度和耐磨性。第二节钢的淬火与回火一、钢的淬火17（一）淬火应力1、热应力工件加热或冷却时由于内外温差导致热胀冷缩不一致而产生的内应力为热应力。圆柱体试样淬火中应力变化热应力与冷却速度，淬火温度，截面尺寸，材料热导率及线膨胀系数等有关。（一）淬火应力1、热应力182、组织应力工件在冷却过程中，由于内外温差造成组织转变不同时，引起内外比体积的不同变化而产生的内应力为组织应力。组织应力与钢件尺寸、在M转变温度范围的冷速、钢的导热性及淬透性等有关。2、组织应力193、淬火应力的影响因素碳和合金元素的含量碳——M比体积；Ms合金元素——导热性；A稳定性工件尺寸淬火介质和冷却方法3、淬火应力的影响因素204、淬火应力的影响淬火变形（>σ0.2）热应力——心部受压组织应力——心部受拉淬火裂纹（>σb）淬透——沿轴的纵向裂纹未淬透——横向/弧形裂纹4、淬火应力的影响淬火变形（>σ0.2）21★淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学性能↓，淬火应力↑→变形，开裂↑（二）淬火工艺（1）碳素钢:亚共析钢：Ac3＋30~50℃ 共析钢和过共析钢：Ac1＋30~50℃1、淬火温度的选定（2）合金钢：≥（Ac3/Ac1）＋50~100℃★淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学性能↓，淬火应力↑→变形2245钢和65MnV钢淬火组织（

0.5%C时为M；

0.5%C时为M+A’）65MnV钢(0.65%C)淬火组织45钢(含0.45%C)淬火组织45钢和65MnV钢淬火组织65MnV钢(0.65%C)淬2335钢（含0.35%C）亚温淬火组织（F+M）35钢（含0.35%C）亚温淬火组织（F+M）24共析钢淬火组织（M+A’）共析钢淬火组织（M+A’）25过共析钢（T12）淬火组织:M+Fe3C颗粒+A’ (预备组织为P球)过共析钢（T12）淬火组织:M+Fe3C颗粒+A’ 262、淬火介质理想的淬火冷却方法是：650℃以上，慢，减小热应力650～400℃，快，避免C曲线400℃以下，慢，减轻相变应力水：650~550℃及300~200℃冷却能力都较大油：300~200℃及650~550℃冷却能力都较小盐浴：冷却能力高于水2、淬火介质理想的淬火冷却方法是：水：650~550℃及327盐浴炉盐浴炉283、淬火方法3、淬火方法29（1）单液淬火①工艺：将加热到奥氏体化的工件放入一种淬火介质中连续冷却至室温。（如水淬、油淬）②特点：优点：操作简单，易实现机械化、自动化；缺点：应力大（水淬），或淬不透（油淬）（1）单液淬火30（2）双液淬火①工艺：将奥氏体化后的工件先在一种冷却能力较强的介质中冷却至Ms以上（避免P转变），然后转入另一种冷却能力较弱的介质中发生马氏体转变。②特点：优点：结合两种介质优点获得较理想的冷却条件；缺点：不易掌握在第一种介质中的停留时间。（2）双液淬火31（3）马氏体分级淬火①工艺：将工件在Ms点附近的盐浴或碱浴中淬火，待工件内外温度均匀后，再取出，缓冷淬火。②特点：优点：大大减少了内应力，减小变形和开裂；缺点：只适用截面尺寸比较小（直径或厚度＜10mm的工件）（3）马氏体分级淬火32（4）贝氏体等温淬火①工艺：钢加热奥氏体化后，随之快冷到贝氏体转变区间（260~350℃），等温保持，使过冷奥氏体转变为下贝氏体的淬火方法。②特点：↓淬火热应力和组织应力→↓↓变形和开裂倾向。（4）贝氏体等温淬火33（5）冷处理①工艺：把淬火冷却到室温的钢继续冷却到零度以下（如-70~-80℃），而后进行低温回火。②特点：适用于Mf温度位于0℃以下的高碳钢和合金钢。（精密量具、滚动轴承）③目的：使过冷奥氏体向马氏体的转变更加完全，减少残余奥氏体的数量，提高钢的硬度和耐磨性，并使尺寸稳定。（5）冷处理34（三）钢的淬透性1、淬透性的概念（2）表示：规定冷却条件下淬火件表面至半马氏体区的距离。

淬火过程中表面与心部冷速不同对组织性能的影响

（1）定义：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力。（三）钢的淬透性1、淬透性的概念（2）表示：规定冷却条件下淬35（3）概念比较：①与淬硬性

淬硬性表示钢在淬火后获得硬度的能力；用淬火马氏体的硬度表示。C%↑→淬硬性↑②与淬透层深度淬透性不随工件形状、尺寸和介质冷却能力而变化。（3）概念比较：362、淬透性的试验方法：

末端淬火法用不同钢种制成相同形状和尺寸的工件，在规定的淬火条件下淬透层的深度大小来表示。2、淬透性的试验方法：37第九章-钢铁的热处理工艺课件38第九章-钢铁的热处理工艺课件39第九章-钢铁的热处理工艺课件40（5）影响因素： 钢的淬透性是由临界冷却速度Vk决定影响因素淬透性变化C%亚共析钢C%↑→淬透性↑过共析钢C%↑→淬透性↓合金元素除Co%以外，C曲线右移，↑淬透性奥氏体化条件T↑，t↑→淬透性↑Vk减小，奥氏体稳定（C曲线右移），钢的淬透性越好（5）影响因素：影响因素淬透性变化C%亚共析钢C41（6）淬透性的应用预测零件淬火后的硬度分布。（预测50mm直径40MnB钢轴淬火后断面的硬度分布.）（6）淬透性的应用预测零件淬火后的硬度分布。（预测50mm直42利用淬透性曲线进行选材。（求厚60mm汽车转向节淬火后表面硬度超过HRC50，1/4半径处为HRC45）利用淬透性曲线进行选材。（求厚60mm汽车转向节淬火后表面硬43利用淬透性可控制淬硬层深度。对于截面承载均匀的重要件,要全部淬透。如螺栓、连杆、模具等。对于承受弯曲、扭转的零件可不必淬透(淬硬层深度一般为半径的1/2~1/3)，如轴类、齿轮等。注意尺寸效应。利用淬透性可控制淬硬层深度。44二、钢的回火回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。目的：减少或消除淬火内应力,防止变形或开裂；获得所需要的力学性能；稳定尺寸二、钢的回火回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却45回火类型回火温度/℃组织性能应用低温回火150-250M’保持高硬度，降低脆性及残余应力处理各种高碳工、模具钢，滚动轴承以及表面淬火、渗碳件中温回火350-500T’硬度下降，高的弹性极限和屈服强度，同时具有一定的韧性处理各类弹簧元件高温回火500-650S’强度、硬度、塑性、韧性、良好综合力学性能各种重要的机器结构件，特别是承受交变载荷的中碳钢、重要零件回火类型回火温度/℃组织性能应用低46回火保温时间温度均匀且组织转变充分，并减少内应力一般1～2h回火后冷却一般空冷重要件缓冷/高温回脆件快冷回火保温时间47三、淬火加热缺陷及防止过热：淬火加热时温度过高或时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷过烧：淬火加热温度太高，使奥氏体晶界出现局部熔化或者发生氧化的现象。三、淬火加热缺陷及防止过热：淬火加热时温度过高或时间过长造成48氧化：造成工件尺寸减小，表面光洁度降低，并严重影响淬火冷却速度，进而使淬火工件出现软点或硬度不足的缺陷脱碳：降低淬火后的钢的表面硬度、耐磨性，并显著降低其疲劳强度氧化：造成工件尺寸减小，表面光洁度降低，并严重影响淬火冷却速49第三节其他类型热处理表面淬火化学热处理深冷处理第三节其他类型热处理表面淬火50一、钢的表面淬火表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。火焰加热感应加热一、钢的表面淬火表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情51表面淬火目的：使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限;心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。即表硬里韧。适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。表面淬火目的：52表面淬火用材料：0.4-0.5%C的中碳钢。含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。含碳量过高，心部韧性下降；铸铁提高其表面耐磨性。机床导轨表面淬火齿轮表面淬火用材料：机床导轨表面淬火齿轮53表面淬火后的回火采用低温回火，温度不高于200℃。回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。感应淬火机床表面淬火后的回火感应淬火机床54表面淬火+低温回火后的组织表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。感应加热表面淬火表面淬火+低温回火后的组织感应加热表面淬火55感应加热表面淬火示意图表面淬火常用加热方法感应加热:利用交变电流在工件表面感应巨大涡流，使工件表面迅速加热的方法。感应加热表面淬火示意图表面淬火常用加热方法56感应加热分为：①高频感应加热频率为250-300KHz，淬硬层深度0.5-2mm②中频感应加热频率为2500-8000Hz，淬硬层深度2-10mm ③工频感应加热

频率为50Hz,淬硬层深度10-15mm感应加热分为：57火焰加热:利用乙炔火焰直接加热工件表面的方法。成本低，但质量不易控制。激光热处理:利用高能量密度的激光对工件表面进行加热的方法。效率高，质量好。激光表面热处理火焰加热表面淬火示意图火焰加热表面淬火火焰加热:利用乙炔火焰直接加热工件表面的方法。成本低，但质58二、钢的化学热处理化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层从而改变工件表层化学成分和组织,进而改变其性能的热处理工艺。二、钢的化学热处理化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，59化学热处理也是获得表硬里韧的方法之一。根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。可控气氛渗碳炉渗碳回火炉化学热处理也是获得表硬里韧的方法之一。可控气氛渗碳炉渗碳回火601、化学热处理的基本过程

介质(渗剂)的分解:

分解的同时释放出活性原子。工件表面的吸收:

活性原子向固溶体溶解或与钢中某些元素形成化合物。原子向内部扩散。

1、化学热处理的基本过程介质(渗剂)的分解:分解的同时释612、钢的渗碳

是指向钢的表面渗入碳原子的过程。目的：提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时保持心部良好的韧性。渗碳用钢：为含0.1-0.25%C的低碳钢。碳高则心部韧性降低。经渗碳的机车从动齿轮2、钢的渗碳

是指向钢的表面渗入碳原子的过程。目的：提高工件62气体渗碳法示意图渗碳方法⑴气体渗碳法将工件放入密封炉内，在高温渗碳气氛中渗碳。渗剂为气体(煤气、液化气等)或有机液体(煤油、甲醇等)。优点:质量好,效率高；缺点:渗层成分与深度不易控制。气体渗碳法示意图渗碳方法63⑵固体渗碳法将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。渗剂为木炭。优点：操作简单；缺点：渗速慢，劳动条件差。⑶真空渗碳法将工件放入真空渗碳炉中，抽真空后通入渗碳气体加热渗碳。优点:表面质量好,渗碳速度快。真空渗碳炉⑵固体渗碳法⑶真空渗碳法真空渗碳炉64渗碳温度：为900-950℃。渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：一般为0.5-2mm。低碳钢渗碳缓冷后的组织渗碳层表面含碳量：以0.85-1.05为最好。渗碳缓冷后组织：表层为P+网状Fe3CⅡ;心部为F+P;中间为过渡区。渗碳温度：为900-950℃。低碳钢渗碳缓冷后的组织渗碳层表65渗碳后的热处理淬火+低温回火,回火温度为160-180℃。渗碳后的热处理示意图渗碳后的热处理渗碳后的热处理示意图663、钢的氮化

氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。氮化用钢:为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。(常用钢号为38CrMoAl)氮化温度为500-570℃氮化层厚度不超过0.6-0.7mm。井式气体氮化炉3、钢的氮化氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。井式气体氮67常用氮化方法气体氮化法与气体渗碳法类似，渗剂为氨。离子氮化法是在电场作用下，使电离的氮离子高速冲击作为阴极的工件。与气体氮化相比，氮化时间短，氮化层脆性小。离子氮化炉常用氮化方法离子氮化炉68氮化的特点及应用⑴氮化件表面硬度高（HV1000-2000），耐磨性高。⑵疲劳强度高。由于表面存在压应力。氮化层组织38CrMoAl氮化层硬度氮化的特点及应用氮化层组织38CrMoAl氮化层硬度69⑶工件变形小。氮化温度低，氮化后不需进行热处理。⑷耐蚀性好。表层形成的氮化物化学稳定性高。⑸氮化的缺点工艺复杂，成本高，氮化层薄。⑶工件变形小。70应用：用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如仪表的小轴、轻载齿轮及重要的曲轴等。缝纫机用氮化件经氮化的机车曲轴应用：用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如仪71三、深冷处理深冷处理概述本课题组工作三、深冷处理721、概述深冷处理——一种超低温处理方法。冷处理（SZ）可分为：常规冷处理（CSZ），处理温度约为-100℃以上深冷处理（SSZ），处理温度则为-100℃以下。深冷处理是在-130℃或-160℃以下对材料进行处理的一种技术。1、概述深冷处理——一种超低温处理方法。73深冷处理作为热处理工艺冷却过程的延续，直至二十世纪六十年代由于液氮的广泛应用及绝热材料的发展才使其工艺应用成为可能。范围主要是集中在工具钢、不锈钢、刀具、磨具、高速钢及硬质合金、钴基合金等钢铁材料深冷处理的研究，并取得较满意的结果，显著地提高了工具的使用寿命，创造了相当的经济效益。深冷处理作为热处理工艺冷却过程的延续，直至二十世纪六十年代由74深冷处理的机制金属材料中残余奥氏体向马氏体转化，并且能使马氏体组织及其性能更加稳定；金属材料中马氏体内分布更多、更细、更硬的碳化物硬质点；金属的组织结构变得更均匀、更致密、更细化；深冷处理的机制金属材料中残余奥氏体向马氏体转化，并且能使马75低温冷却的收缩可使材料本身存在的微小缺陷产生塑性流变；复温过程中在空位表面产生残余应力；对钢或合金来说，深冷处理能部分转移了金属原子的动能（斥力），从而使原子结合更紧密，提高了金属性能。低温冷却的收缩可使材料本身存在的微小缺陷产生塑性流变；复温过76深冷处理的作用微观组织中出现了大量的细小碳化物；导致合金元素在基体和碳化物之间的分布不同；耐磨损性能提高；韧性提高。深冷处理的作用微观组织中出现了大量的细小碳化物；77深冷处理的应用涉及行业多，如航空航天工业、兵器工业、汽车工业、船舶制造业、电子工业、机械工业、木材加工行业，等等。处理对象范围极广，不仅有金属材料如碳素结构钢、合金结构钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、铜及其合金、铝及其合金等，而且还有非金属材料，如陶瓷、尼龙、塑料、橡胶制品、食物及药品等。深冷处理的应用涉及行业多，如航空航天工业、兵器工业、汽车工业78包括精密仪器齿轮、发动机油嘴、汽缸套、凸轮轴、曲轴、气阀、活塞、活塞销、涡轮轴、柱塞、精密轴承、铜电极、焊接电极、低温阀门、弹簧、轧钢用轧辊、模具、量具、各类金属切削刀具、切纸及加工用材刀片、石村加工（切割）刀具、琴弦、兵器用铝制反射镜、军用全天候飞机雷达机架、飞行器用推进剂高压容器等。包括精密仪器齿轮、发动机油嘴、汽缸套、凸轮轴、曲轴、气阀、活79深冷处理的工艺深冷方式升降温速度保冷时间深冷工艺顺序深冷次数深冷处理的工艺深冷方式80存在问题对深冷处理温度与保冷时间的选择并未取得共识；深冷处理方式与工艺顺序也与材料本身有关；材料硬度及耐磨性的提高与深冷处理工艺的密切联系未得到一致认可；深冷设备的差异和严重滞后成为其进一步机理探讨与工业化应用的最大障碍。存在问题对深冷处理温度与保冷时间的选择并未取得共识；812、课题组前期工作对象——P20钢P20钢（3Cr2Mo）为美国牌号，属通用型镜面塑料模具钢，近年来被最为广泛地应用于热塑性注塑、伸模、吹塑模等。P20的国产化研究自我国“七五”科技规划开始进行，重点对其冶金工艺、预硬化处理工艺等逐步攻关，已取得了较大的发展，在全国也得到普遍使用。2、课题组前期工作对象——P20钢82P20钢特点该钢种冶金生产工艺简便，成材率高，钢价格便宜，在预硬化硬度为HRC28～35的条件下冲击韧性较高，淬透性好，可以使较大截面的钢材获得均匀的硬度，尤其是其镜面抛光性能明显优于45钢等普通钢和其它低合金钢等。P20钢特点该钢种冶金生产工艺简便，成材率高，钢价格便宜，在83国产化的不足国产P20在使用性能上与进口产品还存在一些的差距，特别是镜面抛光性能总不及国外产品。材料的显微纯洁度和均匀一致的硬度是关键的制约因素。——引入深冷处理技术国产化的不足国产P20在使用性能上与进口产品还存在一些的差距84试验方法与结果深冷处理尤其是多级深冷可进一步提高铸造P20钢的硬度和冲击韧性，主要是由于基体中析出了均匀弥散的微细碳化物，强化了基体。试验方法与结果85

预处理＋深冷＋常规处理预处理+深冷＋常规淬火＋深冷＋回火

图5深冷处理后铸造P20钢金相组织（500×）

86第九章-钢铁的热处理工艺课件87本章完本章完88三、表面处理新技术近年来，金属材料表面处理新技术得到了迅速发展，开发出许多新的工艺方法。

全方位离子注入与沉积设备三、表面处理新技术近年来，金属材料表面处理新技术得到了迅速发89一、热喷涂技术

将热喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。利用热喷涂技术可改善 材料的耐磨性、耐蚀性、 耐热性及绝缘性等。广泛用于包括航空航天、 原子能、电子等尖端技 术在内的几乎所有领域。等离子热喷涂一、热喷涂技术将热喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，用高压气90涂层的结构热喷涂层是由无数变形粒子相互交错呈波浪式堆叠在一起的层状结构，粒子之间存在着孔隙和氧化物夹杂缺陷。喷涂层与基体之间以及喷涂层中颗粒之间主要是通过镶嵌、咬合、填塞等机械形式连接的，其次是微区冶金结合及化学键结合。热喷涂层组织

涂层的结构热喷涂层组织91热喷涂方法①火焰喷涂:多用氧-乙炔火焰作为热源。②电弧喷涂:

丝状喷涂材料作为自耗电极、电弧作为热源的喷涂方法③等离子喷涂:是一种利用等离子弧作为热源进行喷涂的方法。火焰热喷涂电弧热喷涂等离子喷涂热喷涂方法火焰热喷涂电弧热喷涂等离子喷涂92热喷涂的特点及应用 ⑴工艺灵活：热喷涂的对象小到Φ10mm的内孔,大到铁塔、桥梁,可整体喷涂，也可局部喷涂 ⑵基体及喷涂材料广泛：基体可以是金属和非金属，涂层材料可以是金属、合金及塑料、陶瓷等 ⑶涂层可控:

从几十m到几mm ⑷生产效率高 ⑸工件变形小：基体材料温度不超过250℃(冷工艺)涡轮叶片的热障涂层(热喷涂层)热喷涂的特点及应用涡轮叶片的热障涂层(热喷涂层)93由于涂层材料的种类很多，所获得的涂层性能差异很大，可应用于各种材料的表面保护、强化及修复并满足特殊功能的需要。热喷涂由于涂层材料的种类很多，所获得的涂层性能差异很大，可应用于各94二、气相沉积技术

气相沉积技术是指将含有沉积元素的气相物质，通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。根据沉积过程的原理不同，气相沉积技术可分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两大类。物理气相沉积TiAl靶二、气相沉积技术气相沉积技术是指将含有沉积元素的气相物质，951、物理气相沉积（PVD）物理气相沉积是指在真空条件下，用物理的方法，使材料汽化成原子、分子或电离成离子，并通过气相过程，在材料表面沉积一层薄膜的技术。物理沉积技术主要包括真空蒸镀、溅射镀、离子镀三种基本方法。磁控溅射镀膜设备1、物理气相沉积（PVD）使材料汽化成原子、分子或电96真空蒸镀是蒸发成膜材料使其汽化或升华沉积到工件表面形成薄膜的方法。真空蒸镀TiN活塞环真空蒸镀Al膜的塑料制品真空蒸镀是蒸发成膜材料使其汽化或升华沉积到工件表面形成薄膜的97溅射镀是在真空下通过辉光放电来电离氩气，氩离子在电场作用下加速轰击阴极，溅射下来的粒子沉积到工件表面成膜的方法。溅射镀示意图磁控溅射镀膜机磁控溅射镀Al的塑料制品溅射镀是在真空下通过辉光放电来电离氩气，氩离子在电场作用下加98离子镀是在真空下利用气体放电技术，将蒸发的原子部分电离成离子，与同时产生的大量高能中性粒多弧离子镀膜机子一起沉积到工件表面成膜的方法。离子镀是在真空下利用气体放电技术，将蒸发的原子部分电离成离子99物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛；工艺简单、省材料、无污染；获得的膜层膜基附着力强、膜层厚度均匀、致密、针孔少等优点。广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等离子镀产品领域制备耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、超导等薄膜。物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛；工艺简单、省材1002、化学气相沉积(CVD)化学气相沉积是指在一定温度下，混合气体与基体CVD设备表面相互作用而在基体表面形成金属或化合物薄膜的方法。例如，气态的TiCl4与N2和H2在受热钢的表面反应生成TiN，并沉积在钢的表面形成耐磨抗蚀的沉积层。2、化学气相沉积(CVD)CVD设备表面相互作用而在基体表面101由于化学气相沉积膜层具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性及电学、光学等特殊性能，已被广泛用于机械制造、航空航天、交通运输、煤化工等工业领域。经CVD处理的模具经CVD处理的活塞环由于化学气相沉积膜层具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性及电学、102三、三束表面改性技术

三束表面改性技术是指将激光束、电子束和离子束(合称“三束”)等具有高能量密度的能源(一般大于103W/cm2)施加到材料表面，使之发生物理、化学变化，以获得特殊表面性能的技术。激光束加工电子束加工等离子束加工三、三束表面改性技术三束表面改性技术是指将激光束、电子束和103进行快速加热和快速冷却，使表层的结构和成分发生大幅度改变（如形成微晶、纳米晶、非晶、亚稳成分固溶体和化合物等），从而获得所需要的特殊性能。束流技术还具有能量利用率高、工件变形小、生产效率高等特点。由于这些束流具有极高的能量密度，可对材料表面离子束溅射系统进行快速加热和快速冷却，使表层的结构和成分发生大幅度1041、激光束表面改性技术激光束能量密度高(106W/cm2)，可在短时间内将工件表面快速加热或融化,而心部温度基本不变;当激光辐射停止后，由于散热速度快，又会产生“自激冷”。激光表面改性技术主要应用于以下几方面:CO2激光器1、激光束表面改性技术光辐射停止后，由于散热速度快，又会产生105⑴激光表面淬火（激光相变硬化）激光表面淬火件硬度高（比普通淬火高15~20%）、耐磨、耐疲劳，变形极小，表面光亮。已广泛用于发动机缸套、滚动轴承圈、机床导轨、冷作模具等。激光表面淬火件激光表面淬火⑴激光表面淬火（激光相变硬化）激光表面淬火件激光表面淬火106⑵激光表面合金化预先用镀膜或喷涂等技术把所要