层流电弧等离子体射流的材料表面处理方法技术

本发明专利技术属于材料表面处理工艺，涉及层流电弧等离子体射流的材料表面处理方法。本发明专利技术方法以直流非转移式层流等离子体射流发生器为热源，发生器与工件间无电的联接，各自完全独立，改变层流等离子体射流的能量、发生器出口与工件间的距离，发生器与工件间的空间夹角和相对移动速度，对各种导电材料的工件表面进行急冷急热的相变、熔敷、熔凝强化或改性处理。本发明专利技术方法具有较好的稳定性和可重复性，获得材料性能波动小、高硬度的表面强化层。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料表面处理(又称改性)工艺，涉及层流电弧等离子体射流的材料表层处理工艺，包括相变或熔凝强化，表面熔敷异质材料涂层和梯度表面涂层。
技术介绍
构件材料的表面性能经常是决定其使用性能和寿命的重要因素。在形式多样的提高金属表面耐磨损、抗疲劳、隔热以及其它特种性能的处理改性方法中，大气压直流电弧等离子体射流可获得的能流密度范围为-105W/cm2，在对材料局域表面进行急冷急热处理时加热和冷却的速度可达104K/s，影响区域为φ2-φ10mm，可实现表面强化处理。同时，与激光、电子束、离子注入等材料表面改性方法相比，大气压直流电弧等离子体金属表面改性具有设备造价和运行费用低、能量有效利用率高、工艺过程简单、气体组分可调范围大等优点。目前，用于金属材料表面处理改性的大气压直流电弧等离子体一般为转移式，即以被处理的导电金属件作为阳极。这就决定了在工作过程中等离子体状态将随被处理工件的物理性质、与阴极间的距离波动和相对移动速度等因素的变化而变化。尤其是弧根在工件表面不是连续匀速移动，而是随机跳动，以至加热效果的均匀稳定性难以控制。其原因是电弧在作为阳极的工件表面上有一弧根点，在工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层流电弧等离子体射流的材料表面处理方法，其特征在于采用直流非转移式层流电弧等离子体发生器为热源，发生器与工件间无电联接，各自完全独立，改变层流等离子体射流的能量、发生器出口与工件间的距离，发生器与工件间的空间夹角和相对移动速度，对各种导电材料的工件表面进行急冷急热的相变、熔敷、熔凝强化或改性处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴承康，潘文霞，马维，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]