【慧聪表面处理网】编者按:表面工程形成一门独立的学科虽然只是近20年的事,但其发展之快、涉及范围之广、对人们生产生活影响之大是当初大多数人所始料未及的。1983年表面工程的概念被首次提出、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年中国机械工程学会表面工程研究所成立、1988年《表面工程》杂志创刊为标志,表面工程在我国迅速发展。
表面工程新技术不断涌现
传统的表面技术,随着科学技术的进步而不断创新。在电弧喷涂方面,发展了高速电弧喷涂,使喷涂质量大大提高。在等离子喷涂方面,已研究出射频感应藕合式等离子喷涂、反应等离子喷涂、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摩擦电喷镀及复合电刷镀技术。在涂装技术方面开发出了粉末涂料技术。在粘结技术方面,开发了高性能环保型粘结技术、纳米胶粘结技术、微胶囊技术。在高能束应用方面发展了激光或电子束表面熔覆、表面淬火、表面合金化、表面熔凝等技术。在离子注入方面,继强流氮离子注入技术之后,又研究出强流金属离子注入技术和金属等离子体浸没注入技术。在解决产品表面工程问题时,新兴的表面技术与传统的表面技术相互补充,为表面工程工作者提供了宽广的选择余地。
复合表面技术迅速崛起
在单一表面技术发展的同时,综合运用两种或多种表面技术的复合表面技术有了迅速的发展。复合表面技术通过多种工艺或技术的协同效应使工件材料表面体系在技术指标、可靠性、寿命、质量和经济性等方面获得最佳的效果,克服了单一表面技术存在的局限性,解决了一系列工业关键技术和高新技术发展中特殊的技术问题。强调多种表面工程技术的复合,是表面工程的重要特色之一。
开发多种功能涂层
表面工程大量的任务是使零件、构件的表面延缓腐蚀、减少磨损、延长疲劳寿命。随着工业的发展,在治理这3种失效之外提出了许多特殊的表面功能要求。例如舰船上甲板需要有防滑涂层,现代装备需要有隐身涂层,军队官兵需要防激光致盲的镀膜眼镜,太阳能取暖和发电设备中需要高效的吸热涂层和光电转换涂层,录音机中需要有磁记录镀膜、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控制膜等等。在制备功能涂层方面,表面工程也可大显身手,做出自己的贡献。
研究开发新型涂层材料
表面涂层材料是表面技术解决工程问题的重要物质基础。当前发展的涂层新材料,有些是单独配制或熔炼而成的,有些则是在表面技术的加工过程中形成的,后一类涂层材料的诞生,进一步显示了表面工程的特殊功能。
扩展表面工程的应用领域
表面工程已经在机械产品、信息产品、家电产品和建筑装饰中获得富有成效的应用。但是其深度广度仍很不够,不了解和不应用表面工程的单位和产品仍很普遍。
表面工程的优越性和潜在效益仍未很好发挥,需要做大量的宣传推广工作。我国已经加入世贸组织,通过推广应用表面工程提高产品的质量,降低生产成本,改进产品包装,增强市场竞争力,也应是主要的举措之一。
表面工程在生物工程中的延伸已引起了人们的注意,前景十分广阔。如髋关节的表面修补,最常用的复合材料是在超高密度高分子聚乙烯上再镀钴铬合金,使用寿命可达15~25年,近些年又发展了羟基磷灰石(简称HAP)材料,它是一种重要的生物活性材料,与骨骼、牙齿的无机成分极为相似,具有良好的生物相容性,埋入人体后易与新生骨结合。但是HAP材料脆性大,有的学者就用表面工程技术使HAP粒子与金属Ni共沉积在不锈钢基体上,实现了牢固结合。