外面 处置惩罚 手艺 工艺的成长 进程 及前景阐发

外观工程构成 一门自力 的学科固然 只是近20年的事，但其成长 之快、触及 局限 之广、对人们生发生 活影响之年夜 是当初年夜 多半 人所始料未及的。以1983年外观工程的概念被初次 提出、1986年国际热处置结合 会改名 为国际热处置与外观工程结合 会、1987年中国机械工程学会外观工程研究所成立、1988年《外观工程》杂志创刊为标记 ，外观工程在我国敏捷 成长 。2000年，全国焊接学会将本来 的“堆焊与热喷涂专业委员会”正式改名 为“堆焊及外观工程专业委员会”。外观工程已 成长 成为横跨材料学、磨擦 学、物理学、化学、界面力学和外观力学、材料掉 效与防护、金属热处置学、焊接学、侵蚀 与防护学、光电子学等学科的边沿 性、综合性、复合型学科。

外观工程具有学科的综合性，手段的多样性，普遍 的功能性、潜伏 的立异 性、情况 的珍爱 性，很强的适用 性和巨年夜 的增效性，因此 遭到 各行各业的正视 。其发生 的经济效益更是使人 注视 。今朝 ，我国手艺 门类齐备 ，部门外观手艺 的装备 、材料和工艺已到达 了国际进步前辈水平。据不完全统计，仅我国自第6个五年企图以来，经由过程 外观工程在装备 维修范畴 和制造范畴 推行 利用，已获得 了几百亿元的经济效益。

回首 外观工程自鼓起 以来的成长过程，年夜 约可以从13个方面来归纳综合 其轨迹。而外观工程在21世纪的成长 ，和 它将对 21世纪科学手艺 整体 水安然平静经济成长 所起的增进 感化 ，也应当 从这条轨迹向前延长 。

1 外观工程新手艺 络续出现

传统的外观手艺 ，跟着 科学手艺 的提高 而络续立异 。在电弧喷涂方面，成长 了高速电弧喷涂，使喷涂质量年夜 年夜 提高。在等离子喷涂方面，已研究出射频感应藕合式等离子喷涂、反映等离子喷涂、用三阴极枪等离子喷枪喷涂及微等离子喷涂。在电刷镀方面研究出磨擦 电喷镀及复合电刷镀手艺 。在涂装手艺 方面开辟 出了粉末涂料手艺 。在粘结手艺 方面，开辟 了高机能 环保型粘结手艺 、纳米胶粘结手艺 、微胶囊手艺 。在高能束利用方面成长 了激光或电子束外观熔覆、外观淬火、外观合金化、外观熔凝等手艺 。在离子注入方面，继强流氮离子注入手艺 以后 ，又研究出强流金属离子注入手艺 和金属等离子体淹没 注入手艺 。在解决产物 外观工程问题时，新兴的外观手艺 与传统的外观手艺 彼此弥补，为外观工程工作者供应 了宽阔 的选择余地。

2 研究复合外观手艺

在单一外观手艺 成长 的同时，综合应用 两种或多种外观手艺 的复合外观手艺 （也称第二代外观手艺 ）有了敏捷 的成长 。复合外观手艺 经由过程 量 种工艺或手艺 的协同效应使工件材料外观系统 在手艺 指标、靠得住 性、寿命、质量和经济性等方面获得最好 的结果 ，降服了单一外观手艺 存在的局限性，解决了一系列工业关头手艺 和高新手艺 成长 中特殊的手艺 问题。强调多种外观工程手艺 的复合，是外观工程的主要 特点 之一[1]。

复合外观工程手艺 的研究和利用已获得 了重年夜 进展，如热喷涂和激光重熔的复合、热喷涂与刷镀的复合、化学热处置与电镀的复合等。

即便 统一 种外观手艺 ，在其成长 过程中也一样 存在着博采众长与其它手艺 彼此交叉的趋向 。以离子注入为例：

在用于半导体材料掺杂 的离子注入机根本上成长 起来的束线离子注入手艺 可年夜 年夜 改善零件外观的耐磨性、耐疲惫 性和光、电、磁机能 。为了降服改性层对照 薄的错误谬误，学者们将蒸镀、溅射镀膜手艺 与束线离子注入手艺 相连系 成长 了离子辅助镀膜（IAC）或离子束辅助沉积（IBAD）手艺 ，既降服了一般镀膜手艺 中膜基连系 不良的错误谬误，又将改性层厚度从本来 的0.2µm提高到了几微米乃至 几十微米。因为 束线离子注入存在着固有的视野 限制，没法 处置外形 复杂或 较为年夜 型的零件，近10年来国表里 鼓起 的等离子体淹没 离子注入（PIII）手艺 ，将工件淹没 在等离子体中，能全方位处置外形 复杂的零件，也能利便地处置年夜 和重的工件。该手艺 在材料外观改性方面获得 了巨年夜 的成功。而沿着束线离子注入手艺 线路 成长 起来的MeVVA等离子体源，可以向金属外观注入金属离子，并在航空航天零部件的抗高温侵蚀 方面获得 了使人 满足 的结果 。最近，一些研究者又综合了PIII和MeVVA两者 的长处 ，实现了金属等离子体淹没 离子注入与沉积（MePIIID）。这项手艺 既可进行纯金属等离子沉积，又可进行金属等离子体注入，还可随意率性 改变两者 的比例，为离子注入手艺 在外观改性方面的利用开辟 了更加 广漠的空间[2]。

图为铝管经由过程 外观处置工艺后的彩色结果

3 完美 外观工程手艺 设计系统

外观工程手艺 设计是针对工程对象的工况前提 和装备 中零部件等寿命的要求，综合阐发可能的掉 效情势 与外观工程的进展水平，正确选择外观手艺 或多种外观手艺 的复合，公道 肯定 涂层材料及工艺，展望使用寿命，评估手艺 经济性，需要 时进行摹拟 实行 ，并编写外观工程手艺 设计书和工艺卡片。

今朝 ，外观工程手艺 设计仍根基 逗留 在经验设计阶段。有些行业和企业针对本身 的工程问题开辟 出了外观工程手艺 设计软件，但局限性很年夜 。跟着 计较机手艺 、仿真手艺 和虚拟手艺 的成长 ，成立有我国特点 的外观工程手艺 设计系统 既有前提 又燃眉之急 。

欲成立较为完美 的外观工程手艺 设计系统 ，当务之急是成立年夜 型的外观工程数据库，普遍 汇集 包罗材料成份 与服役机能 的关系，涂层机能 与服役机能 的关系，工况前提 及其变化对外观层机能 的要求，工艺方式 和 相干 工艺参数，工艺装备 等一切有关外观工程的数据，评估现有理论和经验公式的成熟性，然后经由过程 数学建模并利用计较机手艺 逐渐 成立和完美 外观工程手艺 设计系统 。要到达 这个目的 ，仅靠某个单元 或小我 的气力 明显 是没法 完成的。必需 荟萃全行业的气力 ，经由过程 充实的信息互换，实现资本 同享 、功效 同享 。

4 开辟 多种功能涂层

外观工程年夜 量的使命是使零件、构件的外观延缓侵蚀 、削减 磨损、延长疲惫 寿命。跟着 工业的成长 ，在治理这3种掉 效以外 提出了很多 特殊的外观功能要求。例如舰船上船面 需要有防滑涂层，现代装备需要有隐身涂层，戎行 官兵需要防激光致盲的镀膜眼镜，太阳能取和暖发电装备 中需要高效的吸热涂层和光电转换涂层，灌音 机中需要有磁记实镀膜、不沾锅中需要有氟树脂涂层、建筑业中的玻璃幕墙需要有阳光节制 膜等等。另外 ，隔热涂层、导电涂层、减振涂层、降噪涂层、催化涂层、金属染色手艺 等也有普遍 的用处 。在制备功能涂层方面，外观工程也可年夜 显身手，做出本身 的进献 。

5 研究开辟 新型涂层材料

外观涂层材料是外观手艺 解决工程问题的主要 物资 根本。当前成长 的涂层新材料，有些是零丁 配制或熔炼而成的，有些则是在外观手艺 的加工进程 中构成 的，后一类涂层材料的降生 ，进一步显示了外观工程的特殊功能。

轿车涂装手艺 中新成长 的第五代阴极电泳涂料（ED5），其泳透力比前几代进一步提高，有机溶剂、颜料含量下降 ，且不含有害金属铅，代表了阴极电泳涂料的成长 趋向 [3]。

以聚氯乙烯树脂为主要基料与增塑剂配成的无溶剂涂料，组成 了现代汽车涂装中所用的抗石击涂料和焊缝密封胶，有用 地避免 了车身底板和焊缝泛起 过早侵蚀 ，并包管 了车身的密封性。

粘结固体润滑涂层材料，在解决航空航天等军工高科技范畴 特殊工况前提 下的机械磨损、润滑、粘着冷焊等磨擦 学问题中施展 了主要 感化 ，并在平易近 用真空机械、低温装备 上有广漠的用处 [4]。

等离子喷涂 B4C涂层，具有很高的硬度和优良 的抗辐射机能 ，是抱负的核反映堆壁面材料[5]。

Fe3Al是一种抗高温冲蚀的好材料，并且 本钱 较低，被誉为“贫民用的不锈钢”。然则 曩昔 只能用铸造的方式 来获得 。最近采取 高速电弧喷涂的方式 制备出了Fe3Al基涂层，冲破 了Fe3Al没法 利用于零件外观的难题。以Fe3Al为根本再与多种硬质粉末相复合，可以制备出抗高温氧化、硫化及抗冲蚀磨损的涂层，在军用装备和电站汽锅 管道上有广漠的利用前景[6]。

在络续研发新的喷涂材料的同时，对传统材料的从新 认识和潜力发掘 工作也在进行。例如在电弧喷涂耐海水侵蚀 涂层时经常 被保举 选用锌铝合金（85/15）和铝镁合金（AlMg5）。据认为这两种具有更好的耐侵蚀 机能 ，但价钱 比纯锌和纯铝高很多 。很多 专家呼吁，从机能 价钱 比的角度应当 回归到传统的电弧喷涂防腐材料纯锌和纯铝，并且 仅仅从机能 来讲 也缺少 足够的证据证实 85/15和AlMg5比纯锌和纯铝好[7]。

6 成长 高能束堆焊手艺

堆焊作为一种经济有用 的外观改性方式 是现代材料加工与制造业不成缺少的工艺手段。为了最年夜 限度地施展 堆焊手艺 的优胜 性，优良 、高效、低稀释率历来是国表里 堆焊手艺 的主要 研究偏向 。

传统的电弧粉末堆焊手艺 因为 受电弧吹力的影响难以同时到达 高效和低稀释率的目的 。为了提高堆焊效力 必定 致使 热输入的增添 ，基材的熔深增年夜 ，堆焊层机能 下降。最近几年来，基于等离子弧等高能密度热源的粉末堆焊手艺 研究在国外十分活跃。等离子弧堆焊可以获得较低的稀释率（5－10％），然则 其堆焊效力 也是各类 堆焊方式 中较低的。

以激光堆焊为代表的高能束堆焊手艺 的特点是可以实现热输入的精确节制 ，涂层厚度年夜 、热畸变小、成份 和稀释率可控性好，可以获得组织致密、机能 优胜 的堆焊层，因此 成为国表里 学者的研究热门 ，近十几年来获得 了敏捷 成长 。例如电子束堆焊，其能源行使 率很高，可达30％以上。基材的加热不受金属蒸气的影响，熔敷金属冷却速度快，熔敷层的耐磨性常常 成十倍地提高。但激光装备 、电子整装 备 一次性投资昂贵，运行费用高。是以 ，国表里 对低本钱 、高效力 的高能束堆焊手艺 的研究开辟 十分正视 。

聚焦光束外观堆焊是最近几年来成长 起来的新型外观堆焊手艺 。聚焦光束加热的特点是金属材料对它的接收 率高，能源行使 率到达 20％以上；聚焦光束单道处置宽度年夜 ，装备 造价仅为同功率激光的三分之一，工艺本钱 低。曩昔 ，实现聚焦光束堆焊的手艺 线路 年夜 多采取 一级反光镜聚焦，功率密度约为103Ｗ／cm2，堆焊在可控氛围 工作舱中进行，堆焊效力 低。因为 采取 了简单的聚焦模式，限制了聚焦光束的能量密度，增添 了聚焦光束堆焊的工艺复杂性，阻碍了聚焦光束堆焊手艺 的成长 和利用。清华年夜 学最近开辟 了采取 二次聚焦方式的光束加热装备 ，功率密度到达 104Ｗ／cm2以上。在低碳钢外观长进 行的手涂预置镍基合金和铁基合金粉末的聚焦光束堆焊研究评释，选用适合 的合金材料和工艺，可以获得优秀的单道单层、单道多层及多道单层年夜 面积堆焊层。堆焊层的宏观硬度高于采取 同种材料获得的热喷涂层的宏观硬度。然则 ，手涂预置粉末方式易泛起 基材融化 不足、不克不及 多道连气儿堆焊等错误谬误。是以 ，聚焦光束自动送粉堆焊手艺 的研究是高能束粉末堆焊手艺 的主要 成长 偏向 之一。

7 深化外观工程根本理论和测试方式 研究

磨擦 学是外观工程的主要 根本理论之一近10年来，针对具体的工程问题，磨擦 学工作者作出了超卓 的功效 ，在磨擦 副掉 效点剖断 、磨损掉 效的主要模式、磨损掉 效缘由 阐发及对策等方面积聚 了厚实的经验，并在重年夜 工程问题上作出了主要 进献 。当前研究磨擦 学问题的手段愈来愈 齐备 、进步前辈，可以摹拟 各类 前提 进行实验 研究，这些实验 手段和已积聚 的研究方式 、评估尺度 ，有力地支持了外观工程的成长 。

国外年夜 量实践证实 ，工程磨擦 学问题的投入与节约的结果 比拟 约是1∶50的关系，谁正视 工程中磨擦 学问题的投入，谁就可以 获得高额回报。

在侵蚀 学研究方面，针对年夜 气侵蚀 、海洋情况 侵蚀 、化工储罐侵蚀 、高温情况 侵蚀 、地下长输管线侵蚀 、热互换装备 侵蚀 、建筑物中的钢筋水泥侵蚀 等，利用各类 现代材料进行了侵蚀 机理和防护结果 研究，提出了从布局到材料到保护 一整套防腐治理办法 。这些研究功效 ，对外观工程手艺 设计有很年夜 的参考价值。

不管 用甚么 外观手艺 在零件外观上制备涂覆层，必需 把握 涂覆层与基体的连系 强度、涂覆层的内应力等力学机能 。这是外观工程手艺 设计的焦点 参数之一，也是研究和改善 外观手艺 的主要 根据 。

对 涂覆层厚度年夜 于0.15 mm的膜层（如热喷涂涂层），尚可用传统的机械方式 进行测试，然则 对 涂覆层厚度小于0.15 mm的膜层（如气相沉积几个微米的膜层）传统的机械方式 已力所不及 。而气相沉积手艺 又成长 的很快，利用面愈来愈 广，这就使研究新的测试方式 加倍 紧急 。

近10年，一些学者用划痕法、 X射线衍射法、纳米压入法、基片曲折 法等思绪 和手段对薄膜的力学行动 进行了深切 研究，获得 了长足的提高 ，但要到达 构成 相对周密 自成系统 的评价方式 和手艺 指标另有 较年夜 差距。

8 扩大 外观工程的利用范畴

外观工程已 在机械产物 、信息产物 、家电产物 和建筑装潢 中获得富有成效的利用。然则 其深度广度仍很不敷 ，不认识 和不该 用外观工程的单元 和产物 仍很普遍。外观工程的优胜 性和潜伏 效益仍未很好施展 ，需要做年夜 量的宣扬 推行 工作。我国面对 到场 世贸组织，经由过程 推行 利用外观工程提高产物 的质量，下降 出产本钱 ，改善 产物 包装，加强 市场竞争力，也应是主要的行动 之一。

外观工程在生物工程中的延长 已引发 了人们的留意 ，前景十分广漠。如髋关节的外观修补，最经常使用 的复合材料是在超高密度高份子 聚乙烯上再镀钴铬合金，使用寿命可达15～25年，近年 又成长 了羟基磷灰石（简称HAP）材料，它是一种主要 的生物活性材料，与骨骼、牙齿的无机成份 极其 类似 ，具有优秀的生物相容性，埋入人体后易与新生骨连系 。然则 HAP材料脆性年夜 ，有的学者就用外观工程手艺 使HAP粒子与金属Ni共沉积在不锈钢基体上，实现了牢凝结 合。

跟着 专业化出产方式的变化和人们环保意识的加强 ，目下当今呼吁外观处置向原材料制造业转移，这也是一个主要 动向。

倍受家用电器厂家接待的是预涂型彩色钢板，它是在金属材料外观涂上一层有机材料的新品种，具有有机材料的耐侵蚀 、色采 艳丽 等特点，同时又具有金属材料的强度高、可成型等特点，只须对其作恰当 的剪切、曲折 、冲压和毗邻 便可 制成多种产物 外壳，不但 简化了加工工序，也削减 了家用电器厂家加工装备 的投资，成为建造 家用电器外壳的极佳材料。

汽车制造业的外观加工使命很重，呼吁外观工程由目下当今汽车制造厂家处置，变成 在原材料制造时就同时进行的出厂前自动 处置。这类 变化不是外观处置使命的简单转移，更主要 的是一种节能、节材、有益 环保的行动 。它可以简化除油、除锈工序，还可以行使 轧钢后的余热，下降 能耗。在西欧一些国度 的钢厂中，就对半制品 进行外观处置，如热处置、热浸镀、磷化、钝化等。

9 积极其 国度 重年夜 工程扶植 办事

在新型军用飞机的研制进程 中，进步前辈的胶粘手艺 、特种热处置手艺 、外观改性手艺 、薄膜手艺 和 涂层手艺 都施展 了主要 感化 。吸波材料的研制成功为装备隐形供应 了主要 的物资 根本。

离子注入、离子刻蚀和电子暴光 手艺 的连系 ，构成 了集成电路微细加工手艺 ，成为建造 超年夜 范围 集成电路的主要 手艺 根本。

长江三峡工程，与其说是土木匠 程，不如说是钢铁工程，在年夜 坝全长2309.47m中钢铁布局闸门就占全长的72%。在三峡工程中，所有机械装备 、金属布局、水工闸门和 隧洞、桥梁、公路、船埠 、储运装备 都离不开外观工程。在国度 科技攻关项目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的放置 上和 三峡工程从新 论证和设计审查中，外观工程的利用始终是一项研究和会商的主要 课题之一。从外观手艺 和涂覆材料的选择、喷涂工艺的拟定到外观电化学珍爱 等，都在三峡重年夜 装备研制项目中据有 主要 地位。笔者曾于1999年8月到三峡工地进行了调研，向三峡施工批示 部和中国工程院提出了推行 高速电弧喷涂手艺 并将有污染的喷锌手艺 换为既无污染又能下降 本钱 的喷铝及铝稀土合金手艺 的建议，遭到 了有关方面的正视 [9]。

西陵长江年夜 桥和汕头海湾年夜 桥都是悬索式布局，这类 悬索桥的特点是在桥的两头 划分建起两个约100米高的桥墩，在桥墩顶上放置两块平面钢板称为鞍座底板，鞍座底板上放置两排悬索鞍座，再把两条主缆划分架在两排悬索鞍座上，然后在两条主缆上悬挂 桥梁板。在建桥的进程 中，为了力的均衡 ，需要屡次 在高空纵向推移悬索鞍座，因为 整桥上万吨重量全数加在悬索鞍座上，使悬索鞍座对底座构成 了很年夜 的正压力，这就给高空纵向推移带来了很年夜 的难题 ，为了削减 纵向推移力，独一 的门径就是下降 悬索鞍座与鞍座底板磨擦 副的磨擦 因数。国外的门径是在磨擦 副间加上几千枚滚针，把滑动磨擦 改成 转动 磨擦 ，如许 可以有用 减小纵向推移力。然则 ，这类 门径给制造工艺增添 了难度，起首 要对每件几十吨重的悬索鞍座和鞍座底板进行热处置，包管 磨擦 副外观的机械机能 。其次，要对磨擦 副外观和滚针进行正确 加工。我国今朝 的加工能力和和水平很难包管 磨擦 副外观及数千枚滚针的尺寸精度和几何外形 精度。向国外订购整件或拜托 加工，价钱 都十分昂贵。在这类 情况下，全戎服备维修外观工程研究中间 成功地采取 了外观工程手艺 在悬索鞍座和鞍座底板上制备出复合减摩外观涂层，以削减 磨擦 副的磨擦 因数，从而显著削减 纵向推力的方案。这类 方案是外观工程在桥梁扶植 上的一次立异 利用，在国表里 建桥史上均为初次 。它不但 有用 削减 了磨擦 副的磨擦 因数，并且 下降 了对年夜 型悬索鞍座及鞍座底板的制造工艺手艺 要求，还节约了年夜 批经费，包管 了年夜 桥顺遂 建成通车。

10 纳米外观工程手艺 正在构成

最近几年来纳米材料手艺 正在以使人 受惊 的速度迅猛成长 。迄今的研究以纳米粉末的建造 为主，然则 愈来愈 倍受存眷 的是纳米材料的布局化问题。尽人皆知 ，特殊的外观机能 是纳米材料的主要 奇特 机能 之一。外观工程不管 在工艺方式 和利用范畴 方面都与纳米材料手艺 有着不成份 割的亲昵联系。

在传统的电刷镀溶液中，到场 纳米粉体材料。可以制备出机能 优良 的纳米复合镀层[10]。在传统的机油添加剂中，到场 纳米粉体材料，可以提高减摩机能 并具有优秀的自修复机能 。

计较机家当 需要速度更高的芯片，而刻蚀手艺 受分辩 率的限制很难对再芯片做出革命性的进献 。速度更高的芯片除 向面积更年夜 成长 以外 ，极有可能向三维挺进，泛起 像多层印刷线路板那样的多层芯片。CVD、PVD等方式 是获得纳米布局材料的典型方式 ，在芯片多层化方面是今朝 最有可能获得成功的手艺 方案。

热喷涂手艺 是建造 纳米布局材料的另外一 种极有竞争力的方式 。与其它手艺 比拟 ，它有很多 优胜 性：工艺简单，涂层和基体选择局限 广，涂层厚度变化局限 年夜 ，沉积速度 高，和 轻易 构成 复合涂层等等。利用液料热喷涂法经由过程 液料与热源的交互感化 不但 可以获得纳米布局涂层，还可以或许 建造 纳米粉。实行 室中，已 成功地制成具有纳米布局的羟基磷灰石（HAP）涂层，而HAP是提高人工关节外观生物兼容性的关头物资 [11]。

经由过程 节制 非晶物资 的再结晶，可以制成纳米块材。在热喷涂进程 中，高速航行的粒子撞击冷基体，冷却速度极高，可以或许 制备出非晶态涂层。节制 随后的再结晶温度和时候 ，可以获得 纳米布局涂层。用这类 方式 已 获得 了WC–Co和NiCrBSi自熔剂合金的纳米涂层[12]。

是以 可以说外观工程是增进 纳米手艺 ，特殊是纳米材料布局化成长 的主力军之一。

因为 外观工程对纳米材料的成功利用，和 用外观工程手艺 制备纳米布局涂层的成长 ，正在构成 纳米外观工程手艺 新范畴 。

11 增进 再制造工程的成长

20世纪全球经济高速成长 ，与此同时，对天然 资本 的随意率性 开辟 和对情况 的无偿行使 造玉成 球的生态损坏 、资本 华侈和欠缺 、情况 污染等重年夜 问题。个中 电机 产物 制造业是最年夜 的资本 使用者，也是最年夜 的情况 污染源之一。为解决这一时期 课题，再制造工程应运而生。

再制造工程手艺 属绿色进步前辈制造手艺 ，是对进步前辈制造手艺 的弥补和成长 。报废产物 的再制造是其产物 全寿命周期办理的延长 和立异 ，是实现可延续 成长 的主要 手艺 路子 ，再制造家当 是可带来新的经济增加点的新兴家当 [13]。

外观工程是再制造的关头之一，起着根本性的感化 。可以说没有外观工程，实现不了再制造。

机械装备 经持久使用泛起 功耗增年夜 、振动加重 、严重泄露 、维修费用太高 ，一般应当 列为报废。这些现象的发生都是零件磨损、侵蚀 、变形、老化，乃至 泛起 裂纹这些掉 效的成效所酿成的 。磨损在零件外观发生，侵蚀 从零件外观最先 ，疲惫 裂纹由外观向内延长 ，老化是零件外观与介质反映的成效，即便 变形，也体现为外观相对位置的错移。所以“关键 ”都是外观问题。对这些问题，外观工程可以年夜 显身手。

箱体零件是装备 的根本件，常见的毁伤 是轴承座孔磨损和 变形。变形造成轴承座孔中间 线的相对位移和连系 面的挠曲。不管 是铝、钢、铸铁的箱体，对这类毁伤 当装备 再制造时，外观工程中的电刷镀手艺 是主要手段。

轴类零件上的轴承合营 面(不管 是静合营 面或动合营 面)，如发生磨损超标，视磨损量，可选用电刷镀、热喷涂、堆焊、粘涂等多种方式 来修复，经由过程 选择材料的工艺可到达 需要的耐磨性。轴上的花键，可视情选用电刷、微弧等离子堆焊、微脉冲焊等门径恢复机能 。

渗碳齿轮齿面的修复曾是修复中的难题，笔者10年前就进行了研究，主要采取 堆焊和真空熔结方式 修复，成功研制出了专用堆焊焊条、熔解粉末和配套的电解成型加工手艺 。

飞机发念头 涡轮叶片和导向器片是航空发念头 的焦点 部件，工作在高温燃气氛围 中，承受复杂多变的热应力和机械应力，工作前提 十分卑劣 ，并且 布局和外形 十分复杂，然则 不管 是防护涂层脱落，还裂纹、烧损、侵蚀 、振动磨损，国外都有专门的厂家从事再制造，其复合外观手艺 据有 主要 地位。

笔者还对军舰船体钢布局年夜 面积防侵蚀 用高速电弧喷涂手艺 ，选用专门研制的铝稀土丝材进行治理，使耐侵蚀 寿命由本来 的5年延长至15年以上[6]。

重载车辆行星框架的毛坯是铸造 件，锻前坯料重71.3 kg，颠末开坯、模锻等十几道工序的加工，零件构成 的重量只有19.5 kg。新品件的使用寿命一般不跨越 6 000 km。损坏的部位只是φ175 mm内圆密封环合营 面。若是磨损超差后替换 新品，则需要71.3kg的38CrSi钢，需经费1200元。采取 等离子喷涂修复，只需3道工序仅用了0.25 kg的铁基合金粉末，而相对耐磨性是新品的2.25倍，使用寿命年夜 于1 2000 km以上，补缀 费用只是新品的十分之一，节材率为99.65 %。这个例子说清楚明了 装备再制造在提高产物 机能 、节约 钢材、电力及情况 珍爱 方面具有主要 的意义

首都钢铁公司曾由比利时购置 一套报废的2m连铸装备 ，个中 有300多个年夜 件，如轴承座、轧辊等。装甲军工 程学院的工程手艺 人员与首钢维修人员一路 ，用电刷镀等多种外观工程手艺 ，施工了30天，使该连铸机“起死复生 ”，各项手艺 指标均到达 新装备 的水平，这是应用 外观工程手艺 对整套报废装备 进行再制造的典型事例。

再制造工程的研究利用已承受 到了我国当局 有关部门的正视 ，并将其列入“十五”进步前辈制造手艺 成长 前瞻和国度 天然 科学基金机械学科的优先成长 范畴 。国度 天然 科学基金会机械学科已将再制造设计和成形手艺 根本列为“十五”重点帮助 范畴 。国度 级再制造工程手艺 重点实行 室行将 成立，再制造工程在我国的研究利用尚处于起步阶段，然则 ，有国度 可延续 成长 计谋 的指点 ，有外观工程等一系列进步前辈手艺 的支持 ，再制造工程势必 在我国敏捷 掘起。

12 向自动化、智能化的偏向 迈进

在外观处置时，自动化水平 最高的是汽车行业和微电子行业。以神龙汽车公司的车身涂装线为例，涂装工艺采取 三涂层系统 （3C3B），即电泳低漆涂层、中央 涂层、面漆涂层，涂层总厚度为110～130 µ m，涂装厂房为三层，一层为辅助装备 层，二层为工艺层，三层为空调机组层，厂房是全关闭 式，经由过程 空调系统调理 工艺层内的温度和湿度，并始终连结 室内对情况 的微正压，连结 室内洁净 度，各工序间自动节制 ，流水功课 ，确保涂装高质量。

跟着 机械 人和自动节制 手艺 的成长 ，在其他外观手艺 的施工中（如热喷涂）实现自动化和智能化已指日可待 。

13 下降 对环保的负面效应

从宏观上讲，外观工程对节能、节材、情况 珍爱 有重年夜 效能，然则 对具体的外观手艺 ，如涂装、电镀、热处置等均有“三废”的排放问题，仍会造成必然 水平 的污染。目下当今，有氰电镀已 根基 上被无氰电镀所取代 ，一些有益 于环保的镀液接踵 被研制出来。当前，在外观工程范畴 ，提出了关闭 轮回 ，到达 零排放，实现“三废”综合行使 的目的 。阴极电泳后的清洗，国际进步前辈的做法是采取 超滤系统（UF）与反渗入渗出 系统（RO）结合 的全关闭 清洗，为零排放奠基 了根本。但国内使用这些装备 的厂家尚少。磷化处置中的废渣，可以压滤成渣块，但还不克不及 逆向处置为有用之物，只能填埋。至于一些中小企业，距上述奋斗目的 相距很远。总的来看，外观工程工作者鄙人 降 对环保负面效应方面，还是 任重而艰难 。

总结：扼要 回首 了外观工程的成长 过程，重点从13个方面总结了外观工程最近的研究功效 和利用情况，论述 了21世纪初外观工程的成长 动向，展望纳米外观工程及再制造工程将会敏捷 成长 。