中国矿业大学材料学院：《表面改性技术》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 表面改性技术 6.1 激光束表面处理技术 表面改性技术

表面改性技术 教师:强颖怀 学院:材料学院

表面改性技术 教师：强颖怀 学院：材料学院

材料科学与工程学院 第六章表面改性技术面改性故术 〉概述 激光束 3>电子束 离子束

材料科学与工程学院 第六章 表面改性技术 表面改性技术 1 概述 2 激光束 3 电子束 4 离子束

工程学院 61激光束表面处理技术。本而戒状不 最引人注目的技术之 成功地走向工业化生产应用 传统的表面处理技术相竞争 提高制品的性能和寿命 E获得极大的社会效益和经济效益 中■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■_■■圆■■■■■■■■■

材料科学与工程学院 6.1 激光束表面处理技术 表面改性技术 最引人注目的技术之一 成功地走向工业化生产应用 传统的表面处理技术相竞争 提高制品的性能和寿命 获得极大的社会效益和经济效益

工程学院 61激光束表面处理技术。本而戒状不 相位一致 方向性好 波长单 优越的聚光性 可以获得很高的能量密度 高能束表面改性技术中的一种主要手段 中■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■_■■圆■■■■■■■■■

材料科学与工程学院 6.1 激光束表面处理技术 表面改性技术 相位一致 方向性好 波长单一 优越的聚光性 可以获得很高的能量密度 高能束表面改性技术中的一种主要手段

工程学院 61激光束表面处理技术。本而戒状不 激光束表面处理:采用激光对材料表面进行改性的 种表面处理技术 激光照射到材料表面激光被吸收变为热能 表层材料受热升温固态相变熔化蒸发」 激光作用后冷却 中■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■_■■圆■■■■■■■■■

材料科学与工程学院 6.1 激光束表面处理技术 表面改性技术 ▪激光束表面处理：采用激光对材料表面进行改性的一 种表面处理技术。 激光照射到材料表面 表层材料受热升温 激光作用后冷却 激光被吸收变为热能 固态相变/熔化/蒸发

工程学院 6.1激光束表面处理技术。上面我带我木 加热速度快:105109s 可局部加热 自冷速度高:>104Cs 精确控制:线加工 输入功率小,工件变形小 自动化 但反射率高、转换率低、设备昂贵、不能大面积

材料科学与工程学院 表面改性技术 加热速度快：105 -109℃/S 自冷速度高： ＞104 ℃/S 输入功率小，工件变形小 可局部加热 精确控制：线加工 自动化 但反射率高、转换率低、设备昂贵、不能大面积 6.1 激光束表面处理技术

2 10 8 13 1415 激光表面改性装置组成示意图 —全反射镜2—谐振腔3—部分反射镜4—导光系统5—弯曲反射镜 6—聚光系统及保护气通入7—处理工件8-x-y移动工作台9—机座 10一气体交换装置11—配电盘12—冷却装置 13一操纵台14-数控装置15-记德印系统

材料科学与工程学院 表面改性技术

材料科学与工程学院 6.1激光束表面处理技术表面改性故术 激光与材料:反射与吸收;吸收通过大量传导电子的 带间跃迁实现 波长越短,吸收率高 杂质影响吸收 越粗糙,越易吸收 黑化处理:碳素磷化油漆 温度升高、吸收越多:熔点40-50%,沸点90% 中■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■_■■圆■■■■■■■■■

材料科学与工程学院 表面改性技术 ▪激光与材料：反射与吸收；吸收通过大量传导电子的 带间跃迁实现。 波长越短，吸收率高 越粗糙，越易吸收 温度升高、吸收越多：熔点40-50%，沸点90% 杂质影响吸收 黑化处理：碳素/磷化/油漆 6.1 激光束表面处理技术

6.1激光束表面处理技术 材料科学与工程学院 表面改性技术 激光相变 激光物理气相沉积 激光熔融 激光化学气相沉积 激光表面冲击 激光电镀:阴极加热 执 粉预产—熔熔热 硬预 激 影|激未涂|激覆化激|影激化涂激金 光 光响|光喷层光区区光响 光区层光化 射 区热 离子注入 影 材料「金属基体」金属基体|金属基体|金属基体材料|「金属基体 退火相变硬化熔化/粉注熔覆熔化/晶粒细化冲击硬化表面合金化

材料科学与工程学院 表面改性技术 激光相变 激光电镀：阴极加热 激光物理气相沉积 激光化学气相沉积 6.1 激光束表面处理技术 激光熔融 激光表面冲击

6.1.2激光表面处理工艺 材料科学与工程学院 表面改性技术 1.激光相变硬化:在固态下经受激光辐照,其表层被迅 速加热到奥氏体温度以上,并在激光停止辐射后快速淬 火得到马氏体组织的一种工艺 加热和冷却速度高:105~109 高硬度:比常规淬火提高15%~20% 变形小:加热层薄 疲劳强度高 中■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■_■■圆■■■■■■■■■

材料科学与工程学院 表面改性技术 1. 激光相变硬化：在固态下经受激光辐照，其表层被迅 速加热到奥氏体温度以上，并在激光停止辐射后快速淬 火得到马氏体组织的一种工艺。 加热和冷却速度高： 105～109℃/S 高硬度：比常规淬火提高15%～20% 变形小：加热层薄 疲劳强度高 6.1.2 激光表面处理工艺