長期以來,“加工”是指利用切削等方法去除多余材料,“處理”是指利用熱能改變材料表層的力學性能,統稱熱處理?,F代制造技術的發展使“處理”的概念大為擴展,不僅包含表面處理的含義,更涉及表面加工的內涵,形成了以“表面”為研充對象的表面工程。
表面工程是由材料學、冶金學、機械學、物理學、化學、電子學等多學科交叉、綜合而發展起來的新興學科,是制造技術的重要組成部分,與精密加工和超精密加工的關系***為密切。
表面工程的體系結構,表面技術可分為單一技術和復合技術兩大類,主要的單一技術有以下幾種:
(1)原子分子沉積 沉積物以原子、分子、離子和粒子等形態在材料表面上沉積,形成外加覆蓋層,如電鍍、離子鍍、化學氣相沉積、物理氣相沉積、激光真空鍍膜等。
(2)顆粒沉積 沉積物以宏觀尺度的顆粒形態在材料表面上形成覆蓋層,如熱噴涂、噴漆、噴塑、熱浸鍍、刷涂、刷鍍、堆焊、激光涂敷等。
(3)表面重熔 通過表面加熱手段使工件表層金屬快速熔化后凝固,以彌補表面的微缺陷,如氣孔、砂眼、裂紋、
拋光機等,同時使表面光整、沽亮。利用激光進行表面重熔,效果良***,俗稱激光上光。
(4)表面改性 處理通過滲人和注入一些化學元素以改變表層材料的化學成分,或通過表層冷熱處理進行相變以改變表層材料的組織結構,統稱為表面改性處理,其目的是改變材料層的力學、機械性質。表面改性處理的方法有離子滲、擴散滲、磷化、離子濺射注入、激光固態相變等。
(5)連接 指兩種材料通過物理、化學等方法連接在一起,形成復合層,如包金屬箔、貼片、焊接、化學粘接等單一表面技術由于其局限性,往往不能滿足日益發展的工況需求,從而出現了復合表面技術,又稱之為第二代表面技術,例如:熱噴涂與激光重熔的復合,多層薄膜的復合等,復合表面技術使材料表面的性能更加***越,極有前途,值得進一步研究發展。