长安大学材料表面强化研究所

成立背景

研究范围

成立背景

工业现代化的发展对材料性能的要求越来越高。为提高零件可靠性、延长使用寿命，世界各国都在努力研究开发各种提高零件表面性能的新技术，新工艺。

微弧氧化工艺是近年来发展起来的一种有色金属（如铝、镁、钛等）表面处理工艺，尤其是从二十世纪九十年代开始，该工艺已成为国内学术界的研究热点，在未来5年，微弧氧化技术的发展与产业化将推向一个高潮，并且逐渐得到产业界的认可。

除微弧氧化工艺外，热喷涂技术是另一种被广泛应用的新技术。计算机技术的发展加强了热喷涂工艺与工艺参数的控制，使得该技术不仅步入了先进材料的研究领域，而且在高技术产业和传统工艺技术改造中也获得了广泛的应用。在我国，热喷涂技术和材料的推广应用也将取得明显的社会、经济效果。

国内有关表面强化技术研究工作的进展与国外差距不大,若能抓住这一机会,利用工艺环保的微弧氧化及热喷涂等材料表面强化技术替代技术落后、能耗大、污染严重的传统工艺，对工业发展及新材料的应用具有重要意义。

研究范围

1．轻合金微弧氧化设备及工艺研制与开发 轻合金（包括Mg合金，Al合金，Ti合金以及TiAl基合金）的微弧氧化处理，可以大幅度地提高基体的硬度、耐蚀性、耐磨性及抗擦伤能力。并应用在铝镁合金汽车轮毂及其他零部件、铝合金加热盘、NB壳体、手机壳体、洁净室高架地板、大型3C镁合金壳件等的表面处理。

自行研制MAO系列微弧氧化电源及处理工艺，其中MAO-350E型大功率、全自动控制的微弧氧化处理电源：1）采用大功率智能模块换流技术，保证了工艺所需的高电压、大电流、宽频带和高质正/负脉冲输出。2）利用先进的ARM控制系统，实现了正负电压、正负电流、正负脉冲个数、脉冲频率、占空比等电参数以及溶液温度、制冷搅拌系统的自动监控。3）采用触摸式计算机一体化显示操作系统，完成对以上工艺参数、工艺条件、工艺曲线的设定、控制以及存储记忆。该电源的处理能力高达5m/次，处理膜层生长速率高达2μm/min。

2. 热喷涂设备及工艺研制与开发 在多年从事材料表面改性研究的理论及实践基础上，开展电弧喷涂、等离子喷涂、超音速喷涂工艺研究。根据喷涂长效防腐工程的实践经验，通过系统优化设计和试验，成功研制出具有自主产权的DPT型系列高速电弧喷涂设备以及HJ2000型超音速火焰喷涂系统。“广州市海珠大桥长效防腐”等项目先后通过省部级鉴定，创造了明显的社会效益。完成的“广州市鹤洞大桥主桥钢梁电弧喷涂锌铝复合长效防腐”、 “延安王家坪大桥电弧喷涂铝层长效防腐”项目，为国内首创。

3. 材料表面化学热处理的研究 开展离子渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼等的工艺及性能研究，处理后材料具有脆性小、耐蚀性和耐磨性好等优点，处理工艺具有渗速快、性能好、无污染等优点。

4.抗磨材料研究 本研究方向就将工程机械磨粒磨损抗磨材料和固体粒子冲蚀磨损的研究作为其主要研究方向。在抗磨材料上，对工程机械中的沥青混凝土和水泥混凝土搅拌设备衬板、挖掘机、装载机和平地机等的铲斗及刀片、石料破碎机锤头、输煤机齿轨和端头等典型磨粒磨损件进行了失效研究，并相继开展了铬系抗磨铸铁、铸造贝氏体钢、耐磨低合金钢的研究工作，使抗磨件寿命成倍提高。