摘 要
机械零部件的性能和寿命在很大程度上取决于其表面特性，而表面强化处理技术作为提升零部件耐磨性、抗腐蚀性和疲劳强度的关键手段，已成为现代制造业的重要研究方向。本研究旨在系统探讨多种表面强化处理技术的原理、工艺参数及其对机械零部件性能的影响，并针对传统方法存在的局限性提出改进方案。研究采用实验分析与数值模拟相结合的方式，重点考察了激光熔覆、离子渗氮和超声冲击等技术的应用效果。通过对比不同处理工艺下的微观组织结构变化及力学性能测试结果，发现优化后的激光熔覆工艺能够显著提高材料表面硬度并形成致密的冶金结合层，同时离子渗氮技术在低能耗条件下展现出优异的抗疲劳性能。
关键词：表面强化技术 激光熔覆 离子渗氮
Abstract
The performance and life of mechanical parts depend on their surface characteristics to a large extent, and the surface reinforcement treatment technology, as a key means to improve the wear resistance, corrosion resistance and fatigue strength of the parts, has become an important research direction of modern manufacturing industry. This study aims to systematically explore the principles, process parameters and their effects on the performance of mechanical parts, and to propose improvement schemes for the limitations of traditional methods. We used experimental analysis and numerical simulation to investigate the effect of laser cladding, ion nitriding and ultrasonic shock. By comparing the microstructure changes and mechanical properties test results under different treatment processes, it is found that the optimized laser melting process can significantly improve the surface hardness of the material and form a dense me tallurgical binding layer. At the same time, the ion nitriding technology shows excellent fatigue resistance under the condition of low energy consumption.
Keyword:Surface Strengthening Technology Laser Cladding Ion Nitriding
目 录
1绪论 1
1.1机械零部件表面强化处理的研究背景 1
1.2表面强化处理技术的研究意义 1
1.3国内外研究现状与发展趋势 1
1.4本文研究方法与主要内容 2
2表面强化处理技术的分类与原理 2
2.1常见表面强化处理技术概述 2
2.2化学热处理技术的原理与应用 2
2.3物理气相沉积技术的特点分析 3
2.4激光表面强化技术的作用机制 3
3表面强化处理工艺参数优化研究 4
3.1工艺参数对强化效果的影响分析 4
3.2温度与时间对表面性能的关键作用 4
3.3材料特性与工艺匹配性研究 5
3.4强化处理过程中的缺陷控制策略 5
4表面强化处理技术的应用与案例分析 6
4.1在高载荷零部件中的应用研究 6
4.2耐磨性提升的实际案例分析 6
4.3耐腐蚀性能改进的技术实践 6
4.4新型强化技术的工程验证 7
结论 7
参考文献 9
致谢 10
机械零部件的性能和寿命在很大程度上取决于其表面特性，而表面强化处理技术作为提升零部件耐磨性、抗腐蚀性和疲劳强度的关键手段，已成为现代制造业的重要研究方向。本研究旨在系统探讨多种表面强化处理技术的原理、工艺参数及其对机械零部件性能的影响，并针对传统方法存在的局限性提出改进方案。研究采用实验分析与数值模拟相结合的方式，重点考察了激光熔覆、离子渗氮和超声冲击等技术的应用效果。通过对比不同处理工艺下的微观组织结构变化及力学性能测试结果，发现优化后的激光熔覆工艺能够显著提高材料表面硬度并形成致密的冶金结合层，同时离子渗氮技术在低能耗条件下展现出优异的抗疲劳性能。
关键词：表面强化技术 激光熔覆 离子渗氮
Abstract
The performance and life of mechanical parts depend on their surface characteristics to a large extent, and the surface reinforcement treatment technology, as a key means to improve the wear resistance, corrosion resistance and fatigue strength of the parts, has become an important research direction of modern manufacturing industry. This study aims to systematically explore the principles, process parameters and their effects on the performance of mechanical parts, and to propose improvement schemes for the limitations of traditional methods. We used experimental analysis and numerical simulation to investigate the effect of laser cladding, ion nitriding and ultrasonic shock. By comparing the microstructure changes and mechanical properties test results under different treatment processes, it is found that the optimized laser melting process can significantly improve the surface hardness of the material and form a dense me tallurgical binding layer. At the same time, the ion nitriding technology shows excellent fatigue resistance under the condition of low energy consumption.
Keyword:Surface Strengthening Technology Laser Cladding Ion Nitriding
目 录
1绪论 1
1.1机械零部件表面强化处理的研究背景 1
1.2表面强化处理技术的研究意义 1
1.3国内外研究现状与发展趋势 1
1.4本文研究方法与主要内容 2
2表面强化处理技术的分类与原理 2
2.1常见表面强化处理技术概述 2
2.2化学热处理技术的原理与应用 2
2.3物理气相沉积技术的特点分析 3
2.4激光表面强化技术的作用机制 3
3表面强化处理工艺参数优化研究 4
3.1工艺参数对强化效果的影响分析 4
3.2温度与时间对表面性能的关键作用 4
3.3材料特性与工艺匹配性研究 5
3.4强化处理过程中的缺陷控制策略 5
4表面强化处理技术的应用与案例分析 6
4.1在高载荷零部件中的应用研究 6
4.2耐磨性提升的实际案例分析 6
4.3耐腐蚀性能改进的技术实践 6
4.4新型强化技术的工程验证 7
结论 7
参考文献 9
致谢 10
