涂层技术
涂层技术
表面相变强化
表面扩散渗入 表面改性技术
热浸镀技术
电化学沉积技术 无机涂层技术 热浸镀技术 防锈技术
化学转化
电化学转化 等离子表面强化 离子束、电子束 激光束表面改性
表面形变强化 －
喷丸强化
喷丸强化
喷丸强化过程是弹丸流不断冲 击金属材料表层并使表层材料发生 循环塑性变形 , 从而形成变形强化 层的过程。经受喷丸循环塑性变形 的表层 , 其材料的组织结构发生变 化, 亚晶粒极大细化, 位错密度增高, 晶格畸变增大 ; 形成很高的宏观残 余压应力 ; 表面粗糙度和表面形貌 也都发生变化。材料表层发生的各 种变化 , 将明显地提高材料的抗疲 劳和应力腐蚀性能 , 使材料表面性 能得到强化。
喷丸强化不仅用于汽车工业领域的弹簧、连杆、曲
轴、齿轮、摇臂、凸轮轴等承受交变载荷的部件，还广泛
用于其他工业领域。如喷丸强化可以提高电镀零件的疲劳 强度和结合力；各种合金钢经过任何一种电镀处理后，一 般均会导致疲劳强度下降10 %～60 % ，而喷丸强化则可 有效提高疲劳强度, 同时还可以增加电镀层的结合力， 防 止起泡。
喷丸覆盖率


覆盖率是指工件上每一个点被钢丸打到的次数。 影响覆盖率的因素有零件材料硬度、弹丸直径、 喷射角度和距离、喷丸时间等。 在相同的弹丸流量下，喷嘴与工件的距离越长、 喷射的角度越小、弹丸直径越小，达到覆盖率 要求的时间就越短。喷丸强化时，应选择大小 合适的弹丸、喷射角度及距离，使喷丸强度和 覆盖率同时达到要求值。
工程技术(设计)
表面涂镀层 成分结构设计 表面复合 功能膜层设计 表面涂镀层 的选择和应用设计 施工设计 设备设计 车间生产线的设计
分析与检测
表面涂镀层的材料 加工技术 表面分析与检测 试验方法与标准 表面质量的评估 与工艺控制 表面工程的管理 与经济分析 工程化、规模生产的 成套表面工程技术


测评强化丸质量有三 个基本参数： 强度 覆盖率 表面粗糙度。

喷丸强度

影响喷丸强度的工艺参数主要有：弹丸直径、 弹流速度、弹丸流量、喷丸时间等。弹丸直径 越大，速度越快，弹丸与工件碰撞的动量越大， 喷丸的强度就越大。喷丸形成的残余压应力可 以达到零件材料抗拉强度的60％，残余压应力 层的深度通常可达0.25mm，最大极限值为 1mm左右。喷丸强度需要一定的喷丸时间来保 证，经过一定时间，喷丸强度达到饱和后，再 延长喷丸时间，强度不再明显增加。
完善。表面工程这一概念，在20世纪80年代初，最早
由英格兰伯明翰大学Tom Bell教授提出。表面工程是 把材料表面与基体一起作为一个系统进行设计，利用
表面改性技术，薄膜技术和涂镀层技术，使材料表面
获得材料本身没有而又希望具有的性能的系统工程。
1.2 表面工程内容
现代表面工程
基础理论
腐蚀与防护理论 表面摩擦与磨损理论 表面界面理论 表面强化与失效理论 表面结合与复合理论 多层表面与界面结合 表面膜层的电迁移 低维材料结构理论
1.1 表面技术分类
表面技术
涂镀技术
物理气相沉积(PVD) 化学气相沉积(CVD) 电镀及阳极氧化 化学镀 热喷涂喷焊 电刷镀 电泳镀层 涂镀(喷塑油漆)
表面改性处理
活性气体离子处理 气体扩渗 液体扩渗 固体扩渗 机械强化 激光表面处理 电子束表面改性 离子束表面改性
识和等离子体、离子束、电子束、激光束、微波研究 的最新成果。把材料表面与基体视作一个统一的系统 进行设计与改性，以最经济和最有效的方法改变材料 表面及近表面区的形态、化学成分和组织结构，赋予
其新的复合性能，从而获得许多新构思、新材料、新
器件和新应用。这种多功能综合化的用于提高材料表 面性能的各种现代表面新技术称为现代表面技术。
现代表面技术
20世纪80年代，被列入世界10项关键技术之一的表 面技术，经过30余年的发展，已成为一门新兴的，跨学 科的，综合性强的先进基础与工程技术， 形成支撑当今 技术革新与技术革命发展的重要因素。
1. 表面技术与工程
现代表面技术，综合采用了最新的电子技术、真
空技术、冶金、物理、化学、材料等各学科的最新知
1.2 表面工程学涵义
现代表面工程学
表面工程基础理论
表面工程技术
表面检测技术
表面工程技术设计
表面工程应用
腐蚀与防护理论 表面摩擦与磨损理论 表面完整性与界面理论 表面物理化学 表面微观结构分析 表面化学分析 表面物理性能测试 表面力学性能测试 表面几何特性测试 表面无损检测 表面层成分结构设计 表面复合功能层设计 表面选择与应用设计 表面工程施工设计 表面工程设备与工艺 流程设计 表面工程车间设计 表面层特性及其综合利用 表面层材料及加工技术 表面层标准及检验 表面界面维修与再造 表面质量与工艺过程控制 表面工程管理与经济分析 ’
表面检测和评估
表面分析技术 表面物化特征 表面几何特征 表面力学特征
质量标准与质量评估

随着表面科学技术的迅速发展与工程应用，表面工程 学也已逐渐形成，成为正在发展中的新兴学科。在国 外和国内的有关高等院校，相继设立了 “表面工程’’ 专
业。

目前，表面工程学科的体系，正在不断的进行探索和
表面粗糙度

由于钢丸的喷射，对工件表面的粗糙度产生一 定的变化。影响表面粗糙度的因素有零件材料 的强度和硬度、弹丸直径、喷射的角度和速度、 零件的原始表面粗糙度。在其他条件相同的情 况下，零件材料的强度和表面硬度值越高，塑 性变形越困难，弹坑越浅，表面粗糙度值越小； 弹丸的直径越小，速度越慢，弹坑就越浅，表 面粗糙度值就变小；
表面工程基础理论
表面装饰与美学 表面机/力/热/光/声/电/ 磁等功能膜层设计理论 表面功能特性间耦合 转换复合性能理论 表面失效理论 低维材料的结构理论
表面工程技术
表面改性技术
表面形变强化
薄膜技术
电子学薄膜沉积技术 光电子薄膜沉积技术 集成光学薄膜沉积技术 传感器用薄膜沉积技术 金刚石薄膜沉积技术 耐蚀，耐磨， 抗高温氧化、防潮、 高强高硬、装饰 薄膜沉积技术 光学薄膜沉积技术