高能束表面强化技术的含义、特点及比较

高能束表面强化技术的含义、特点及比较

高能束表面强化技术是采用103W/cm2以上功率密度的高能束流集中作用在金属表面,通过表面扫描或伴随有附加填充材料的加热,使金属表面由于加热、熔化、气化而产生冶金的、物理的、化学的或相结构的转变,达到金属表面改性目的的加工技术。有电子束表面强化技术、离子束表面强化技术、激光束表面强化技术等。高能束是能供给材料表面不低于103W/cm2功率密度的能源。包括:激光束、电子束、离子束、电火花、超高频感应冲击、太阳能和同步辐射等,如下表:

各种高能束能源的功率密度和相关参数

类 型

功率密度

/W·cm-2

峰值密度

/W·cm-2

材料表面

吸收的能量

密度/J·cm-2

处理能力

/cm3·cm-2

能源类型

激光束表面强化方法采用的激光束功率密度和作用时间

工艺方法

功率密度

/W·cm-2

作用时间

/s

激光束

104~108

108~109

105

10-5~10-4

光

相变硬化

103~104

0.01~1

电子束

104~107

107~108

106

10-6~10-5

电子

重熔

104~106

离子束

104~105

106~107

105~106

1~10

强磁场下

微波放电

合金化

超声波

104~105

105~106

105~106

10-5~10-4

超声波振动

熔覆

电火花

105~106

106~107

104~105

10-5~10-4

电气

非晶化

106~108

10-7~10-6

太阳能

1.9×103

104~105

105

10-5~10-4

光

冲击硬化

108~1010

超高频

感应冲击

3×103

104

104

10-5~10-3

电感应