实现金属表面强化的加工方式多种多样，这些方式旨在提高金属表面的耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性能和硬度，从而延长金属产品的使用寿命并提升其在极端环境下的性能。以下是一些常见的金属表面强化加工方式：

 

1. 表面淬火

 

定义：在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。

主要方法：火焰淬火和感应加热。常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰。

应用：用于提高零件的机械强度、耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等。

 

2. 激光表面强化

 

定义：用聚焦的激光束射向工件表面，在极短时间内将工件表层极薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度，又在极短时间内冷却，使工件表面淬硬强化。

分类：激光相变强化处理、激光表面合金化处理和激光熔覆处理等。

特点：热影响区小、变形小、操作方便，主要用于局部强化的零件。

 

3. 喷丸强化

 

定义：将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹如无数个小锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的塑性变形而实现强化的一种技术。

应用：用于提高零件的机械强度、耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮以及消除铸、锻、焊件的残余应力等。

 

4. 滚压处理

 

定义：利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压，使之产生塑性变形，压平钢件表面的粗糙凸峰，形成有利的残余压应力，从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。

应用：主要用于形状较简单的零件，如圆柱面、锥面、平面等。

 

5. 表面覆层强化

 

金属喷涂技术：将金属粉末加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾化并喷射于工件表面形成涂层。这种技术可以改善材料的耐磨性、耐蚀性、耐热性及绝缘性等。

金属镀层：在基体材料的表面覆上一层或多层金属镀层，可以显著改善其耐磨性、耐蚀性和耐热性。电镀和化学镀是常见的镀层方法，其中电镀是通过电解过程在金属表面沉积一层金属或合金镀层，而化学镀则是不外加电源的条件下利用化学还原的方法在基体材料表面沉积金属层。

气相沉积技术：将含有沉积元素的气相物质通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)是两种主要的气相沉积方法。

 

6. 化学热处理

 

定义：将工件置于特定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层从而改变工件表层化学成分和组织，进而改变其性能的热处理工艺。

主要方式：渗碳、渗氮（俗称氮化）、碳氮共渗（俗称氰化和软氮化）等。这些工艺通过渗入不同的元素来改变金属表面的化学成分和组织结构，从而提高其性能。

 

7. 研磨和抛光

 

定义：通过物理磨料去除表面不平整，改善表面光洁度和减小表面缺陷的工艺方法。

分类：机械抛光和化学抛光。抛光后的表面光洁度可达到很高的水平，但一般不能提高甚至不能保持原有的加工精度。

 

8. 豪克能超镜面强化加工

 

定义：利用金属冷塑性原理，采用复合能量对金属表面进行每秒三万次以上的高频率冲击，消除拉应力并预置可控的压应力，使金属表层形成塑性流变组织并晶粒细化至纳米级。

特点：实现高强度、高硬度、高延展性和韧性以及优良的耐磨耐腐蚀性能。同时能显著提高工件的疲劳寿命和减少应力集中系数及缺口效应。

 

这些金属表面强化加工方式各有特点和应用范围，可以根据具体需求选择合适的工艺方法。