近年來,隨著精密制造、航空航天、醫(yī)療器械等行業(yè)對硬質(zhì)合金零部件性能要求的不斷提高,表面處理技術(shù)不斷創(chuàng)新,主要進展體現(xiàn)在以下方面:
1. 超硬涂層技術(shù)
多層復(fù)合涂層:如AlTiN/TiSiN、TiAlN/DLC等梯度涂層,硬度可達HV 3500以上,摩擦系數(shù)降低至0.1以下,顯著提升耐磨性和抗粘附性。
納米結(jié)構(gòu)涂層:采用物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)制備納米晶涂層(如nc-TiN/a-Si3N4),兼具高韌性和耐高溫性能(1000℃下仍穩(wěn)定)。
智能自適應(yīng)涂層:在高溫或高載荷條件下,涂層成分(如WS2)可原位生成潤滑膜,減少刀具磨損。
2. 硬質(zhì)合金非標異型件的激光表面改性技術(shù)
激光熔覆:在硬質(zhì)合金表面熔覆WC-Co或陶瓷粉末(如Al2O3),形成冶金結(jié)合層,提升局部耐磨性,適用于修復(fù)高價值異型件。
激光微織構(gòu):通過飛秒激光加工表面微坑或溝槽(10-50μm),存儲潤滑劑以降低摩擦,并改善切削排屑性能。
3. 低溫等離子體處理
等離子滲氮/滲碳:在300-500℃低溫下對硬質(zhì)合金表面進行滲氮處理,形成5-10μm厚的硬質(zhì)層(HV 2000+),避免傳統(tǒng)高溫處理導(dǎo)致的鈷相遷移。
等離子噴涂:采用超音速火焰噴涂(HVOF)制備納米WC-12Co涂層,孔隙率<1%,結(jié)合強度>80MPa,適用于復(fù)雜曲面強化。
4. 化學鍍與電化學拋光
化學鍍鎳(Ni-P):在非導(dǎo)電異型件表面沉積均勻鍍層,增強耐腐蝕性,并可作為釬焊過渡層。
電化學拋光:優(yōu)化電解液配方(如NaNO3基),實現(xiàn)Ra<0.1μm的鏡面效果,適用于醫(yī)療器械等生物相容性要求高的場景。
5. 增材制造后處理技術(shù)
選擇性激光燒結(jié)(SLS)后滲透:對3D打印硬質(zhì)合金件進行熔融銅或鈷滲透,填補孔隙,致密度提升至99.5%以上。
電子束表面合金化:通過高能電子束局部重熔,在表層形成WC-TiC梯度結(jié)構(gòu),抗沖擊性提高30%。
發(fā)展趨勢
未來表面處理技術(shù)將向復(fù)合化(如“涂層+織構(gòu)”協(xié)同)、智能化(在線監(jiān)測涂層磨損)和綠色化(無氰電鍍、低溫工藝)方向發(fā)展,以滿足航空航天、精密電子等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苡操|(zhì)合金件的苛刻需求。
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