表面工程是通过对固体金属表面或非金属表面进行预处理,然后通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,以获得所需的表面性能的一种系统工程。表面工程技术是表面工程的核心和实质。
历史沿革
表面工程的概念最早于1983年由Prof. T.Bell提出。随后,澳大利亚福森表面工程研究所成立于英国伯明翰大学。1985年,《Surface Engineering》杂志开始发行。1986年,国际热处理联合会更名为国际热处理与表面工程联合会。1987年和1988年分别在英国和日本举办了ICSE会议。同年12月,中国机械工程学会表面工程研究所在北京成立,并于次年创办了《表面工程》杂志。1998年,《表面工程》杂志更名为《中国表面工程》。
技术特点
表面工程技术的特点在于不需要改变整体材质,即可获得本体材料不具备的特殊性能。通常,表面技术形成的覆盖层厚度在数十微米至几毫米之间。
应用领域
生活应用
表面工程技术广泛应用于改善和美化人们的生活,包括空气净化、水质净化、吸附杂质、活化功能等领域。
环境保护
在环境保护方面,表面工程技术可用于大气和水质的净化,以及吸附空气、水和溶液中的有害成分。
结构材料
在结构材料中,表面工程技术对于提高材料的耐腐蚀性、耐磨性、表面强化和装饰性等方面发挥着重要作用。
功能材料和元器件
在功能材料和元器件领域,表面工程技术的应用涵盖了电学特性、磁学特性、光学特性、声学特性等多种功能特性。
再制造工程
表面工程技术也是再制造工程的重要组成部分,有助于提高废旧产品的性能和价值。
发展现状
创新技术
表面工程技术不断创新,包括传统技术的改进、复合技术的研究以及纳米表面工程技术的发展。
新兴方向
此外,表面工程技术还致力于发展绿色再制造工程、新型功能材料的研发以及自动化、智能化和环保方向的探索。
表面工程的功能
表面工程技术能够提高材料的耐磨性、耐腐蚀性、耐疲劳性、耐氧化性、防辐射性等性能,并且还能实现表面的自润滑性、自修复性、生物相容性、传热性或隔热性、导电性或绝缘性、导磁性、增光性、湿润性或憎水性、黏着性或不黏性、吸油性或干磨性、摩擦因数的调整以及装饰性或仿古作旧性等。
表面改性
镜面滚压
镜面滚压是一种无切屑加工方式,通过滚压工具对工件表面施加压力,使其表层金属发生塑性流动,从而达到表面光滑的效果。这种技术能够显著提高工件的耐磨性、耐蚀性和配合性。
优点
镜面滚压技术具有提高表面粗糙度、修正圆度、提高表面硬度、增强疲劳强度、提高配合质量等优点。此外,滚压加工还能消除表面受力塑性变形,使尺寸精度得以长期保持稳定。
应用优势
镜面滚压技术具有高效、优质、经济、方便、环保和安全等特点,适用于各种旋转与进给设备上的加工,无需专业技能和大型设备的投资。
参考资料
表面工程.csejournal.2024-11-04