4(5) 控制表面质量的工艺途径

主讲教师：机械制造工艺与装备精品在线开放课程第四章-机械加工表面质量(7)MACHINEDSURFACEQUALITY

4.5控制表面质量的工艺途径降低表面粗糙度的加工方法改善表面物理力学性能的加工方法零件表面处理技术《机械制造工艺与装备》

控制表面质量的工艺途径概述提高加工表面质量的加工方法合理采取各种工艺措施，寻求各工艺参数的最佳组合，以降低表面粗糙度着重改善表面的物理力学性能，提高工件的表面质量降低表面粗糙度的加工方法主要在机床上下功夫超精密切削加工小粗糙度磨削加工采用超精加工、研磨、珩磨、抛光等方法作为终工序加工改善表面物理力学性能的加工方法滚压加工利用淬过火的滚压工具对工件表面施加压力，使其产生塑性变形，金属表面晶格产生畸变，硬度增加，并使表面冷硬和产生残余（压）应力，从而提高零件的承载能力和疲劳强度典型滚压加工改善表面物理力学性能的加工方法金刚石压光利用金刚石挤压，压光后Ra可达0.4~0.02μm金刚石压光1-工件2-压光头3-心轴改善表面物理力学性能的加工方法喷丸强化利用大量的珠丸（φ0.4~φ2的铸铁、砂石或钢丸）高速打击已加工表面，使表面产生冷硬层和残余（压）应力，从而提高零件的疲劳强度液体磨料强化利用液体和磨料的混合物高速喷射到已加工表面，以强化工件表面，提高工件的耐磨性、抗蚀性和抗疲劳强度液体磨料喷射加工原理零件表面处理技术表面电火花强化在工具和工件之间接一脉冲电源，使工具和工件之间不断产生火花放电，使零件表面产生物理化学变化，从而强化表面，改善其表面性能零件表面处理技术电火花强化的工艺特点硬化层厚度约为0.01~0.08mm当采用硬质合金作工具材料时，硬度可达1100~1400HV或更高当使用铬锰合金、钨铬钴合金、硬质合金工具硬化45钢时，其耐磨性可提高2~2.5倍用石墨作工具强化45钢，其耐腐蚀性提高90%；用WC、CrMn作工具强化不锈钢，耐腐蚀性提高3~5倍疲劳强度能提高2倍左右零件表面处理技术表面激光强化当激光束照射到金属表面时，其能量被吸收并转化为热，由于激光转化为热的速率是金属材料传导率的数倍乃至数十倍，材料表面所获得的热量还来不及向基体扩散，就使得表面迅速达到相变温度以上；当激光束移开被处理表面的瞬间，表面热量很快被扩散传至基体，即自激冷却产生淬火效应零件表面处理技术激光强化的工艺特点热影响区小，表面变形极小一般不受工件形状及部位的限制，适应性较强加热与冷却均在正常空气中进行，不用淬火介质，工件表面清洁，操作简便淬硬层组织细密，具有较高的硬度（达800HV），强度、韧性、耐磨性及耐腐蚀性也较高表面硬化层较浅，通常为0.3~1.1mm设备费用高，应用受到一定限制零件表面处理技术表面氧化处理零件表面氧化处理能提高工件表面的抗蚀能力，有利于消除工件的残余应力，减少变形，还可使工件外观光泽美观氧化处理分为化学法电解法多用于钢铁零件的表面处理多用于铝及铝合金零件的表面处理零件表面处理技术钢铁零件表面氧化处理将钢铁零件放入一定温度的碱性溶液（如苛性钠、硝酸钠溶液）中处理，使零件表面生成0.6~0.8μm致密而牢固的Fe3O4氧化膜的过程，称为钢铁的氧化处理钢铁的表面氧化处理实质上是一个化学反应过程该氧化膜呈现亮蓝色直至亮黑色，所以又称为发蓝处理或煮黑处理钢铁零件的氧化处理不影响零件的精度，所以前道工序不需要留加工余量零件表面处理技术铝及其合金的表面阳极氧化处理将以铝或铝合金为阳极的工件置于电解液中，然后通电；由于在阳极产生氧气，使铝或铝合金发生化学和电化学溶解，结果在阳极表面形成一层氧化膜，所以该处理方法也称为阳极氧化法阳极氧化膜具有良好的抗蚀性、较强的吸附性，还可获得各种装饰外观铝阳极氧化原理图小结

1、降低表面粗糙度的加工方法2、改善表面物理力学性能的加工方法3、零件表面处理