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2023年10月24日
機械零件表面處理技術類型分析
摘要:隨著科技進步,機械零件表面處理技術已經成為提高設備性能、延長使用壽命的關鍵手段。本文闡述了機械零件表面處理技術的類型,以其為機械零件加工提供積極有益的參考。
機械零件表面處理技術的廣泛應用始于20世紀末。由于新材料和新工藝的涌現,以及諸多工業領域對設備性能需求的提升,機械零件表面處理技術得到了快速發展?,F如今,無論是航空航天、汽車制造,還是石油化工、電力等領域,都已離不開表面處理技術的支持。
一、滲碳處理技術 以鋼材為主的機械零部件,其加工后的加工精度直接關系到產品的加工精度與可靠性。在各類機械部件的制造過程中,對高質量的工件(一般粗糙度 Ra值為6.3-0.2μm)都需要通過研磨來實現,而對于更加光滑的表面,則需要通過“超級”的工藝方法來實現。滲碳法是將鋼構件置于滲碳劑中進行熱處理,以提高其表面的碳含量,并在其表面形成一定的碳含量梯度。將工件置于反應性碳化介質中,將其升溫至900-950℃的單相奧氏體區,經一定的熱處理,使得碳化介質中的反應性碳元素滲透至鋼材表面,在保證原始組分不變的前提下,得到表面高碳。
二、滲氮處理技術 氮化是一種通過對鋼表面進行高溫、保溫,以提高鋼表面的碳含量,并在其表面形成一定的碳含量,從而實現對其進行表面改性的一種化學處理方法,采用較多的是離子氮化工藝。傳統的離子氮化方法是在氮氣與氫氣或氨的混合物中,在500-560℃之間進行的。離子氮化技術可在不銹鋼表層形成一層保護膜,且具有易進行局域氮化及氮電位可控等優點,因此,其應用于不銹鋼的表面增強具有巨大優勢。阿可(ARCOR)法是一種將熱化學法和鈍化劑在鹽浴加熱爐內進行的一種綜合了精確加工技術。在被加工零件的表層上形成一種表層,該表層具有非常高的耐摩擦性,抗咬合性,抗磨損性,抗腐蝕性和高的疲勞強度。適合于各種要求,能夠有效解決摩擦,咬合,耐磨需求,同時也是一種價格低廉的加工方法。
三、拋光處理技術 拋光就是要獲得光滑如鏡的表面,其本質就是用砂輪對被打磨工件的表面進行平滑處理,以減少工件的粗糙程度。其中最常見的就是打磨輪,即將幾個圓形的布料,呢絨,毛毯等疊縫成輪的形式,然后把它們固定在拋光機的轉軸上,然后轉動研磨。應用范圍包括:去除粗糙度精確打磨,銹蝕去除,氧化膜去除,油跡打磨等。比如,通常使用的拋光機都是高頻振蕩,將工件與研磨劑或鋼球、磨料緊密地攪拌在一起,形成一種螺旋旋轉的形式,對工件進行磨削或打磨。由于拋光輪的高速轉動,工件與布輪之間的摩擦會產生較高的溫度,使得金屬發生塑性變形,在拋光力的驅動下,凸出部被壓扁、流走,凹陷處被填滿,達到了提高粗糙度的目的。特別是對容易發生形變或形狀較復雜、有孔洞盲區的作業,采用拋光機進行碾磨,都能獲得均勻的品質,并可在作業過程中進行即時復查,節約工時,改善品質。比如,顆粒流動拋光。其原理是:在磨粒流工藝中,由工裝與工件構成一條工藝通路,兩個對置的磨料缸驅動著磨粒在該流道內往復擠壓,磨粒以一種均勻、逐步的方式不斷打磨槽道或角部,起到拋光、倒角的作用。
四、電鍍處理技術 電鍍作為一種最主要的金屬材料修補技術,具有較低的溫度,既避免了對零件的損傷和變形,又對基材的微觀結構沒有任何的損傷和變形,并且能夠有效地增強零件的表面強度,從而使零件的加工質量得以保證,因而被廣泛地用于工業領域。不管是軍事或民事的電氣設備,在這種復雜的工作條件下,難免會出現不同程度的損壞,鍍覆是運用電解法在導體表面涂覆一層金屬的過程。一般來說,對工件進行表面損傷的修補,可以分成兩個步驟:一是對破損的工件進行修補,二是對被破壞的工件進行加工?;陔婂兎ǖ腻儗又苽涫悄壳白钣行У男扪a工藝,采用電鍍工藝對零部件進行表面修補,使其具有正常的服役性能,是一種比較經濟和有效的加工方式。
五、等離子體處理技術 等離子體化學,作為一種將材料轉化為能量的氣體相關化學反應,因其節水省能、無污染、資源高效利用和環境保護而備受關注?;诒砻娴入x子體的高度活化,可以完成一些常規的化學或水相催化難以完成的新工藝,這種工藝主要是通過增強材料的表面物理和化學作用來獲得具有特定性質的覆蓋物,其關鍵在于對陰極等離子體的強化與調控。在國內外,等離子體強化電解加工是一個非常重要的研究方向。與傳統的化學反應相比,等離子體與被加工材料的界面發生的化學反應有著顯著的區別,許多在室溫下非常穩定的氣態或氣態物質,會與被加工材料發生作用,從而獲得許多新奇的物理現象。
六、熱噴涂處理技術 熱噴涂作為一種新型的材料,已經成為了國家大力發展的一項新技術。該工藝采用一種特殊的熱源,將粉體、細絲等金屬或非金屬材料加熱至熔化或半熔化,再在火焰自身或壓縮氣體作用下,在預先處理的基材上噴涂一層或多層膜,使其具備多種性能。由于熱噴與基材的力學咬合作用,使得基材表面前處理成為熱噴涂料的關鍵工序,具備了較好的耐磨損,抗氧化等特點。熱噴涂在裝備零部件的表面防護和強化方面有著重要的作用,選擇適當的材質可以提高零件的使用壽命,降低制造費用,從而滿足現代裝備對高精度、高速、長壽命的需求。它是利用對金屬進行熱噴或焊縫加工而成的一種整體加工方法,這種方法可以生產出任何形狀的產品,被稱為“新一輪的材料革命”。
結束語 雖然機械零件表面處理技術在工業領域的應用已經取得了顯著成果,但仍然面臨著許多挑戰。機械零件表面處理技術作為現代工業的重要組成部分,值得我們深入探討和實踐。讓我們攜手共進,共同推動機械零件表面處理技術的進步與發展!
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