金属表面改性技术分类

表面改性技术的定义：表面改性是指采用某种工艺手段是材料表面或得与基体材料的***结构、性能不同的一种技术。

技术优势：材料经过表面改性处理后，既能发挥基体材料的力学性能，又能使材料表面获得各种特殊性能；表面改性技术可以掩盖基体材料的表面缺陷，延长材料和构件的使用寿命；节约稀有 贵 重金 属材料，改善环境。

表面改性技术的分类：金属表面形变强化、表面热处理、金属表面化学热处理、离子束表面扩渗处理、高能束表面处理、离子注入表面改性。

金属表面形变强化

表面形变强化技术中常用的有喷丸、滚压、豪克能技术。对于不同的金属粉末，其混炼时选择的粘结剂种类也不同，配比自然也不同。喷丸使用高压或压缩空气作动力，比较灵活但动力消耗大；滚压大家都很清楚，结合金属冷做硬化的原理提升工件的硬度和耐磨性；豪克能技术是一项***的金属形变强化技术，采用30KHZ以上的振动频率的高频振动以及一定数值的静压力，形成对工件的强化加工，具有晶粒细化至纳米级、硬度耐磨性提升、同时工件表面Ra达0.2以下的显著效果；

表面热处理：仅对工件表面进行加热、冷却的工艺，从而改变表层***和性能而不改变成分的一种工艺。

金属表面化学热处理：利用元素的扩散性，使金属元素深入金属表层的一种热处理工艺。

离子束表面处理：用一定能量的离子轰击固体表面，使固体近表面层物理、化学性质发生变化的工艺技术，包括离子注入、离子束混合、离子溅射、离子刻蚀等技术。四、金属热处理的第四把火——回火：1、回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。离子注入是将某种离子“打进”固体，改变固体近表面层的化学成分和固体结构。离子注入技术用于半导体掺杂和金属和其他材料的表面改性。离子束混合是用离子轰击镀有多层薄膜的金属，使各层原子因离子碰撞发生互混。

利用激光扫描过程中材料自身的***结构变化或引入其他材料实现工件表面性能的改善，该技术能选择性地处理工件表面，有利于在工件整体保持足够的韧性和强度的同时，表面获得较高的、特定的使用性能，如耐磨、耐蚀和kang疲 劳、kang氧化等。

电子束使金属材料表面很快上升到奥氏体相变退度(低于熔化温度)，持续一段时间后电子束停止轰击.热t很快向冷的荃体金属扩散，使加热表面自行淬火，其***转变为马氏体，表面硬度显著提离。

金属粉末冶金中的烧结气氛相关

金属粉末冶金是一种利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结制成金属或合金零部件的技术。氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性，是一种化学活性较强的可燃性无***体，常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此应用十分广泛。在金属粉末冶金制品烧结中，烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时，烧结炉内的实际气氛，常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。下面我们就一起来了解一下：

一、保护气氛：保护气氛分为还原性气氛和中性气氛，还原性气氛又分为氢气和分解氨。在烧结过程中，保护气氛的主要作用是保护烧结制品不被氧化。

氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性，是一种化学活性较强的可燃性无***体，常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛;

分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体，在粉末冶金中即可作为还原剂，也用来作为烧结气氛，除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外，大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。

中性气氛：中性气氛主要包括氮气、氨气和真空，真空烧结能够避免气氛中的***成分对粉末冶金零件造成污染等不利影响。

二、可控气氛：这类气氛分为放热型(不需要从外部供热)和吸热型气氛(需要从外部供热)，都由碳氢化合物转化而成。

放热型可用于控制粉末冶金（含***成形）烧结制品中的碳含量控制，分为淡型和浓型气氛，淡型放热气氛的碳势很低，用作低碳钢、铜制品的烧结时，只用作无氧化加热;浓型放热气氛的碳势较高一些，可用作防止粉末冶金铁基、铜基零件的的氧化和减少铁基零件的脱碳。三、微弧氧化(MAO)微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。

吸热型气氛与放热型气氛相比较，是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛，在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛，有时也作为渗碳剂使用。

三、空气气氛：这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体，也可以看作是在常压状态下烧结，一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用

MIM工艺中的固相烧结和液相烧结

在金属***成形工艺中，烧结是一个非常关键的环节，它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。技术难点及改善关键点：阳极氧化的良率水平关系到***终产品的成本，提升氧化良率的***在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要结构件厂商在生产过程中不断探索，寻求突破。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到***终成品的性能，在该工艺中，名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在低于其主要组成成分的温度下通过原子前一来完成粉末颗粒间的联结，减少颗粒间的空隙，从而达到致密化的目的。在MIM工艺中，致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与***模具相符的形状，只是经过烧结变得具有了一定强度和性能，可以承受一定的外力，不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。

曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点，从宏观来看，坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高，从微观来看，粉末颗粒的原子发生里质点转移，使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。

烧结的原理就是在一定的温度下，利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移，将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。MIM技术是目前金属零部件成型***科学的精净成型技术，其特点在于成本低，性能优异，可根据不同需求灵活调整各项性能指数，应用领域非常广泛。由此可以看出温度对于烧结的重要性，从理论上来讲，温度越高，烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速，从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多，烧结过程也就进行得越快。

在实际的生产应用中，人们会经常提到两个词：固相烧结和液相烧结，其实这没有什么费解的，关于二者的区别，简单一点说就是根据烧结温度不同，固相烧结就是烧结温度低于所有组成成分的熔点，而液相烧结则是烧结温度低于主要组成成分的熔点。那么，如何判定一个产品是否应该选择MIM工艺，也就是选择MIM工艺的准则是什么呢。同时这两种烧结方法又有一个共同点：都是不施加外部压力的情况下进行的。

因此，固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结，这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。