表面工程是由多個學(xué)科交叉、綜合、復(fù)合，以系統(tǒng)為特色，逐步發(fā)展起來的新興學(xué)科，從上世紀(jì)八十年代開始一直保持較快的發(fā)展速度，在科研和生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，收到了良好的效益。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于表面工程技術(shù)論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　關(guān)于表面工程技術(shù)論文篇1

　　試談表面工程技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用

　　摘 要：作為一門科學(xué)與技術(shù)，表面工程能夠有效的改善電子電器元件、機械零件等基質(zhì)材料表面的性能。如今，表面工程中的各項表面技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各類機電產(chǎn)品當(dāng)中，顯然已經(jīng)成為了現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分，是當(dāng)前維修、再制造環(huán)節(jié)中是基本手段。文章首先對模具表面的主要處理技術(shù)進行了詳細(xì)的闡述，其次對表面工程技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用進行了系統(tǒng)的分析與探討。

　　關(guān)鍵詞：模具制造;表面工程技術(shù);應(yīng)用

　　作為模具工業(yè)的基礎(chǔ)，模具材料隨著模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，其不但需要具備較高的韌性、強度之外，還需要具有良好的綜合性能。通過表面工程技術(shù)的應(yīng)用，不僅能讓模具表面的各種性能得到相應(yīng)的提高，并且模具內(nèi)部也將保持著足夠的強韌性。顯然，它的應(yīng)用對于模具綜合性能的改善、材料潛力的發(fā)揮、成本的降低、合金元素的節(jié)約以及模具新材料的進一步利用來說，都十分有效。

　　1 模具表面的主要處理技術(shù)

　　1.1 硬化膜沉積技術(shù)

　　物理氣相沉積技術(shù)、化學(xué)氣相沉積(CVD)是目前較為成熟的硬化膜沉積技術(shù)。硬化膜沉積技術(shù)在最早出現(xiàn)的時候，通常都是應(yīng)用在刀具、量具等工具上，有著極佳的效果。并且，很多刀具都已經(jīng)將涂覆硬化膜當(dāng)做成最為標(biāo)準(zhǔn)的工藝。在目前的實際應(yīng)用過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)，硬化膜沉積技術(shù)的成本是較高的，尤其體現(xiàn)在設(shè)備的成本上。同時，硬化膜沉積技術(shù)依舊只應(yīng)用于一些較精密且具有長壽命的模具上，如果通過建立熱處理中心的方式來對其應(yīng)用，必定會大大降低涂覆硬化膜的成本。顯然，在硬化膜沉積技術(shù)的應(yīng)用下，整個模具制造的水平將得到實質(zhì)性的提高。

　　1.2 滲氮技術(shù)

　　在整個滲氮工藝中，具有離子滲氮、液體滲氮、氣體滲氮等多種方式，而每一種不同的滲氮方式中都具有諸多不同的滲氮技術(shù)，這些不同的技術(shù)能夠有效的適應(yīng)不同工件、不同鋼種的實際要求。另外，由于滲氮技術(shù)能夠有效的形成性能較為優(yōu)良的表面，并且滲氮的溫度較低，在滲氮后并不需要激烈的冷卻，而模具的變形也很小，加之滲氮工藝和模具鋼淬火工藝之間具有良好的協(xié)調(diào)性。因此，在模具的制造過程中，滲氮技術(shù)不但是采用最早的表面處理技術(shù)，同時也是得到最廣泛應(yīng)用的表面處理技術(shù)。

　　1.3 滲碳技術(shù)

　　在提高模具整體強韌性的過程中，滲碳技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的達到這樣的目的，也就是說要使工作表面具有較高的強度以及較高的耐磨性。在一般情況下，應(yīng)該將較低級的材料進行滲碳淬火處理，將其用來替代那些高級別的材料，以此來有效的降低模具的制造成本。

　　1.4 納米表面技術(shù)

　　在整個納米表面工程中，始終是將納米材料以及相應(yīng)的其他低維非平衡材料作為基礎(chǔ)的，然后通過特定的加工手段、技術(shù)來對固體的表面進行超精細(xì)加工處理，從而有效的實現(xiàn)固體表面的改性、強化或賦予一定的新功能。具體而言，納米表面技術(shù)主要具有兩個方面的內(nèi)容：一是納米結(jié)構(gòu)涂層的制作。在整個納米結(jié)構(gòu)涂層的制作中，最為有效的制作方法即是熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用。與其他的技術(shù)相比較，熱噴涂技術(shù)具有工藝簡單、涂層厚度變化范圍大、涂層和基體選擇范圍廣、容易形成復(fù)合涂層以及沉積速率快等優(yōu)越性。同時，與傳統(tǒng)的熱噴涂涂層相比較，納米結(jié)構(gòu)的涂層在韌性、強度、抗熱疲勞、抗腐蝕等多方面都有著較為明顯的改善[1];二是納米復(fù)合鍍層的制作。將一維納米質(zhì)點粉體材料或零維材料加入到傳統(tǒng)的電鍍液當(dāng)中，即能夠有效的形成納米復(fù)合鍍層。對于模具的制造而言，如果通過了納米復(fù)合鍍層，必然能夠讓其本身的精度長久保持不變，而長時間的使用鍍層，模具表面將長時間的處于光滑的狀態(tài)，不會出現(xiàn)任何裂紋，其壽命必定會得到有效的延長。

　　2 模具制造中表面工程技術(shù)的應(yīng)用

　　2.1 表面工程技術(shù)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用

　　一是在節(jié)約能源、降低成本的同時，還能夠有效的改善環(huán)境。通過表面技術(shù)的應(yīng)用，在模具工件表面制備具有優(yōu)良性能的涂層，不僅能夠降低能源消耗，也能提高熱效率。比如熱工設(shè)備在高溫環(huán)境中所使用的部件，如果我們在表面上施加隔熱涂層，即能夠有效的減小熱量損失。而在燃料的節(jié)省上，可以通過先進的表面技術(shù)來替代污染較大的技術(shù)，從而改善作業(yè)的環(huán)境質(zhì)量，讓零件的腐蝕、磨損等現(xiàn)象僅僅發(fā)生在表面。而對于這些表面損壞現(xiàn)象，只需要進行表面的強化與修復(fù)即可，并不需要對材料進行整體改變，從而讓材料物盡其用;二是減緩與消除金屬材料表面的變化或損傷。在實際的作業(yè)中，無論是金屬機器設(shè)備還是相應(yīng)的零部件，其都需要承受各種外界的負(fù)荷，并且會產(chǎn)生出程度不一、形式多樣的表面變化、損傷。因此，對于工程材料或零部件而言，其表面通常都會存在著一定的宏觀缺陷或微觀缺陷，這就使得表面缺陷處成為了有效降低材料耐蝕性能、力學(xué)性能、耐磨性能等的發(fā)源地[2]。而通過表面技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠減緩材料表面的變化、損傷，對表面的缺陷進行掩蓋，更能提高零部件、材料使用的可靠性，以及延長其使用的壽命。

　　2.2 表面工程技術(shù)在模具型腔表面處理中的應(yīng)用

　　一是經(jīng)過表面涂層或者合金化的處理，低合金鋼或者碳素工具鋼的綜合性能必定能夠達到硬質(zhì)合金以及高合金化模具材料的性能指標(biāo)(甚至超過)。這對于材料成本的降低而言，必然具有重要的意義;二是表面工程技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提高模具型腔表面的耐蝕性、耐磨性、抗高溫氧化性，表面的硬度將得到實質(zhì)性的提升。在各方面性能得以提升的情況下，模具的使用壽命必然也會隨之增加。同時，表面工程技術(shù)的應(yīng)用還能夠提高模具型腔表面的脫模能力與抗擦傷能力，其生產(chǎn)效率也會隨之提高;三是表面工程技術(shù)也能夠在模具的修復(fù)與再制造過程中發(fā)揮出重要作用，將使模具的修復(fù)與再制造過程更有效率、質(zhì)量;四是在模具型腔表面紋飾的制造中，表面工程技術(shù)的應(yīng)用必定能夠提高制品的附加值、檔次。

　　3 結(jié)束語

　　總之，在改善模具綜合性能的過程中，表面工程技術(shù)的作用必定占據(jù)了相當(dāng)關(guān)鍵的地位。因此，模具企業(yè)應(yīng)進一步加強與技術(shù)界的合作，堅持走市場化、產(chǎn)業(yè)化的道路，加快表面工程技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、實用化進程，從而讓模具的性能與綜合質(zhì)量得以全面的提升。

　　參考文獻

　　[1]張立杰.表面處理技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用[J].大眾科技，2010，11：110-111.

　　[2]李養(yǎng)良，杜大明，宋杰光，等.模具表面強化新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J].熱處理技術(shù)與裝備，2010，4：9-12+59.

　　關(guān)于表面工程技術(shù)論文篇2

　　淺析金屬材料表面工程的應(yīng)用與發(fā)展

　　摘要：表面工程技術(shù)是21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，從上世紀(jì)八十年代開始一直保持較快的發(fā)展速度，在科研和生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，收到了良好的效益。本文簡要概述了金屬材料表面工程技術(shù)中的表面改性處理、表面涂鍍/層技術(shù)和堆焊表面改性技術(shù)的特點、應(yīng)用范圍和發(fā)展現(xiàn)狀。

　　關(guān)鍵詞：金屬材料;表面工程;發(fā)展與應(yīng)用

　　引言

　　表面工程學(xué)是一門涉及材料科學(xué)、冶金技術(shù)、機械工程等眾多領(lǐng)域的綜合學(xué)科，包括表面科學(xué)理論、表面工程技術(shù)、表面工程技術(shù)設(shè)計、表面分析與檢測技術(shù)、表面質(zhì)量與工藝過程控制工程、表面工程管理與經(jīng)濟分析等幾個方面[1]。其中表面工程技術(shù)是和生產(chǎn)實踐聯(lián)系最為密切的，同時也代表著生產(chǎn)技術(shù)水平的高

　　低?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步對生產(chǎn)設(shè)備與儀器提出了更高的要求，復(fù)雜多變的工

　　況考驗著材料性能的優(yōu)劣，必須在保證經(jīng)濟性前提下，綜合運用各種高新技術(shù)提高和改善金屬材料性能。

　　表面工程技術(shù)是利用科技手段對材料表面進行處理，通過改變材料表面和

　　亞表面的成分、微觀組織結(jié)構(gòu)以此來改善和提高其性能，滿足使用要求。金屬零件在使用過程中的破壞往往是從表面開始的，或因接觸介質(zhì)的化學(xué)腐蝕，或高溫環(huán)境的氧化和熔化，或摩擦工況及磨料介質(zhì)中的磨損，或復(fù)雜受力下的彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉壓或剪切。因此，強化表面成為抵抗此類破壞的第一道防線。近年來，表面改性處理、表面涂鍍/層技術(shù)和堆焊表面改性技術(shù)因其不同的優(yōu)點在表面工程技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展。

　　1 表面改性技術(shù)

　　表面改性技術(shù)包括以噴丸強化、輥壓強化為代表的表面強化技術(shù)，以各種氧化、鈍化成膜的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)，化學(xué)氣相沉積技術(shù)(CVD)與等離子束、激光束等高能束的表面處理技術(shù)。表面改性技術(shù)是借助外在介質(zhì)改善材料的表面性能，不對原材料添加任何化學(xué)元素，改性后的材料表面不存在化學(xué)元素的增減，只是成分的比例和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此，該技術(shù)相對于涂鍍(層)技術(shù)和堆焊表面改性技術(shù)要工藝簡單，只需控制好過程參數(shù)即可。不同的工況環(huán)境對材料的要求也不同，應(yīng)根據(jù)具體的實際需求選擇處理工藝。

　　1.1化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)

　　該技術(shù)經(jīng)過近些年的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了不僅在金屬材料表面成膜，而且可在陶瓷等非金屬表面成膜，膜的厚度也在向著更優(yōu)更薄的方向發(fā)展。如各種碳化鈦超導(dǎo)陶瓷薄膜系多晶或外延單晶薄膜、抗高溫大功率的半導(dǎo)體用金剛石薄膜以及各種光電子薄膜和集成光學(xué)薄膜。鋁及其合金的表面改性技術(shù)大多采用的是表面成膜技術(shù)，在表面形成耐磨、耐蝕、多孔、結(jié)合性強的高性能薄膜。目前鋁合金表面的改性技術(shù)主要有：電化學(xué)氧化法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法、微弧氧化技術(shù)、等離子注入表面改性、冷噴涂技術(shù)、稀土轉(zhuǎn)化膜和激光處理等[2]。

　　1.2高能束表面改性技術(shù)

　　高能束表面改性技術(shù)是運用高能束熱源，添加或不加化學(xué)元素，對材料表面及亞表面進行重熔或熔覆處理，形成滿足使用要求的高性能表層。所謂的高能束(High Energy Density Beam------HEDB)即高能量密度的束流，包括激光束、電子束、等離子束[3]，與傳統(tǒng)熱源相比較，高能束具有獨特的優(yōu)點：1、能量更加集中，因此熱效率高;2、方向性更強;3、易于實現(xiàn)精確控制;4、屬于綠色能源，不易造成浪費。高能束的諸多優(yōu)點使得它在傳統(tǒng)技術(shù)工業(yè)、聚合物、生物醫(yī)用材料、制備納米材料等各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[4]。激光重熔、等離子重熔、激光表面熔覆、激光表面合金化等高能束表面改性技術(shù)在各行業(yè)得到飛速發(fā)展。

　　高能束作為新型能源在表面改性技術(shù)中的應(yīng)用，給表面工程學(xué)科帶來了大發(fā)展，必將是倡導(dǎo)節(jié)約能源降低能耗的21世紀(jì)快速發(fā)展的能源之一。表面改性處理改善金屬材料的使用性能與組織、硬度和耐磨性的改變有關(guān)，而各項改變的量和質(zhì)決定于材質(zhì)和高能束熱源。不同材料在具體的過程中還受到諸如掃描速度、掃描間距、電流、電壓等工藝條件選擇的影響。通常，輸入材料表面的高能束熱量越大，材料的散熱能力越強，則獲得的性能改善層深度越大，材料表面組織與原始組織差別越大。具體行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用還需根據(jù)實際情況選擇高能束熱源類型和實際生產(chǎn)中合適的工藝參數(shù)。

　　2表面涂鍍/層技術(shù)

　　古典技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合在材料表面形成一層或多層同質(zhì)或異質(zhì)層的技術(shù)稱為表面涂鍍/層技術(shù)。該技術(shù)包括在材料表面電鍍耐磨、耐蝕、耐高溫等優(yōu)異性能的單層或復(fù)合表層、非晶態(tài)鍍層的電鍍技術(shù);有機涂層技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、物理氣相沉積技術(shù)等。

　　2.1熱噴涂技術(shù)

　　熱噴涂技術(shù)是一種重要的表面工程技術(shù)，通過在材料表面噴涂保護層、強化層和裝飾層來實現(xiàn)抗磨、耐熱、耐蝕、絕緣和導(dǎo)光等特性功能[5]。熱噴涂技術(shù)作為一種表面強化和防護工藝如今已日漸成熟，從單一的表面強化層發(fā)展到及產(chǎn)品失效分析、表面預(yù)處理、噴涂材料、噴涂設(shè)備選擇、噴涂工藝確定、涂層系統(tǒng)設(shè)計和噴涂層后期加工為一體的系統(tǒng)工程。該技術(shù)由條件要求極高的宇航工業(yè)開始，如今已深入發(fā)展到民用工業(yè)的各個行業(yè)[6]。

　　熱噴涂技術(shù)包括火焰噴涂、等離子噴涂、電弧噴涂等。電弧噴涂效率高、涂層結(jié)合力強、生產(chǎn)效率高且能適合各種復(fù)雜環(huán)境，因此在市場上的份額較大。噴涂材料離子的溫度和速度對涂層的性能影響較大，由此而生的超音速等離子熱噴涂技術(shù)近年來在國際上發(fā)展迅速?；鹧鎳娡扛鶕?jù)涂層材料的種類不同分為線材火焰噴涂和絲材火焰噴涂技術(shù)。該技術(shù)是利用火焰將材料先熔化然后形成涂層，之后再用火焰加熱涂層，可以使基層與涂層材料間達到冶金結(jié)合，對于高溫下承受熱沖擊的高溫磨具處理尤為重要[7]。

　　2.2物理氣相沉積技術(shù)

　　物理氣相沉積技術(shù)是利用真空蒸發(fā)、濺射、離子鍍等方法在材料表面成膜。表面膜可以是金屬膜、合金膜、陶瓷膜亦或是金剛石膜等。此類沉積成膜技術(shù)已經(jīng)在機械、航空等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)在實際生產(chǎn)中操作靈活，可以根據(jù)需要調(diào)整成分和比例，從而改善材料的不同性能。