عملیات سطحی عبارت است از رسوب دهی یك ماده پر كننده روی سطح قطعه کار جهت به دست آوردن خواص یا ابعاد مورد نظر که به طور معمول به منظور افزایش عمر كاری قطعه یا جایگزینی فلزی به كار می‌رود كه فرسوده یا خورده شده است. عملیات سطحی می‌تواند موجب افزایش مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش، چقرمگی، یا خواص ضد اصطكاكی در محل مورد نظر گردد. برخی از پوششها توسط فرآیندهای جوشكاری گازی یا قوسی و یا توسط فرآیندهای پاشش دهی حرارتی رسوب داده می‌شوند و روشهای دستی، نیمه اتوماتیك یا اتوماتیك را می‌توان برای هر یك از فرآیندها به كار برد. مواد پركننده مناسب در شكلها و انواع گوناگون نظیر میله جوشكاری، الكترودهای پوششدار، خمیرها و پودرها موجود می‌باشند. چسبندگی این مواد بر روی فلزات پایه از طریق نفوذ، پیوندهای متالورژیكی یا پیوندهای مکانیکی صورت می‌گیرد.
به طور كلی خواص مهم آلیاژهایی که جهت عملیات سطحی به کار میروند عبارتند از:
1- سختی
الف- ماكرو سختی
ب- میكرو سختی یا سختی اجزاء تشكیل دهنده یك ساختار ناهمگن
ج- سختی گرم یا مقاومت در برابر اثر تضعیف كننده دما
2- مقاومت به سایش
الف- تحت شرایط كم تنش
ب- تحت شرایط پر تنش
ج- تحت شرایطی كه قطعه توسط مواد ساینده و در سرعتهای متفاوت رویه برداری می‌شود.
3- مقاومت به ضربه
الف- مقاومت به تغییر شكل تحت ضربه های متوالی (مربوط به تنش تسلیم)
ب- مقاومت به ترك خوردگی تحت ضربه (مربوط به استحكام و چكش خواری)
ج- استحكام فشاری
د- چكش خواری فشاری
4- مقاومت حرارتی
الف- مقاومت در برابر باز پخت (تمپر شدن)
ب- حفظ استحكام حرارتی در دمای بالا
ج- مقاومت به خزش
د- مقاومت در برابر اكسیداسیون یا خوردگی داغ
ه- مقاومت در برابر خستگی حرارتی
5- مقاومت در برابر خوردگی
6- خواص اصطكاكی و قابلیت جوشكاری
عملیات سطحی دارای مزایایی است که مهمترین آنها عبارتند از:
1- افزایش مقاومت به سایش و خوردگی در محل مورد نیاز
2- استفاده آسان از تركیبات خیلی سخت و آلیاژهای مقاوم به سایش
3- سهولت كاربرد در محل
4- استفاده اقتصادی از عناصر آلیاژی گران قیمت
5- اقتصادی بودن برای كاربر به علل زیر:
- عمر كاركرد بیشتر
- كاهش هزینه نگهداری و تعویض
- بازیابی قطعات فرسوده
- استفاده از مواد پایه ارزان قیمت تر
- مصرف كمتر انرژی در هنگام كار
- افزایش بازدهی قطعه در بیشتر موارد [1]
فهرست مطالب
فصل اول : مقدمه
1-1- تعریف و مفهوم عملیات سطحی.. 2
1-2- انواع روشهای عملیات سطحی.. 4
فصل دوم : مواد سخت پوشی
2-1- انتخاب آلیاژ سخت پوشی.. 7
2-2- مواد سخت پوشی.. 11
2-2-1- آلیاژهای پایه آهن 14
2-2-1-1- فولادهای پرلیتی.. 15
2-2-1-2- فولادهای آستنیتی.. 16
2-2-1-3- فولادهای مارتنزیتی.. 18
2-2-1-4- چدنهای پر كرم. 19
2-2-2- كاربیدها 26
2-2-3- آلیاژهای پایه كبالت 30
2-2-3-1- آلیاژهای پایه كبالت كاربیدی.. 31
2-2-3-2- آلیاژهای پایه كبالت حاوی فاز بین فلزی لاوه. 35
2-2-4- آلیاژهای پایه نیكل 36
2-2-4-1- آلیاژهای پایه نیكل بورایدی.. 38
2-2-4-2- آلیاژهای پایه نیكل كاربیدی.. 40
2-2-4-3- آلیاژهای پایه نیكل حاوی فاز بین فلزی لاوه. 41
2-2-4-4- آلیاژهای پایه نیكل پرسیلسیم. 41
2-2-5- فولادهای زنگ نزن پرسیلیسیم 42
2-2-6- آلیاژهای پایه مس 44
فصل سوم : عوامل موثر بر انتخاب فرآیند های سخت پوشی
3-1- خواص و كیفیت مورد نظر. 47
3-2- مشخصات فیزیكی قطعه كار. 50
3-3- مشخصات متالورژیكی فلز پایه. 52
3-4- نوع آلیاژهای سخت پوشی.. 53
3-5- مهارت اپراتور. 54
3-6- هزینه. 54
فصل چهارم : سخت پوشی توسط فرآیند های جوشکاری
4-1- جوشكاری با گاز (شعله). 57
4-2- جوشكاری قوسی با الكترود روپوش دار. 63
4-3- جوشكاری قوسی زیر پودری... 65
4-4- جوشكاری قوس باز با الكترود تو پودری... 67
4-5- جوشكاری قوسی فلزی با گاز محافظ... 68
4-6- جوشكاری قوسی الكترود تنگستن با گاز محافظ... 69
4-7- جوشكاری قوس پلاسما 70
4-8- سخت پوشی توسط لیزر. 72
فصل پنجم : سخت پوشی توسط فرآیند های پاشش دهی حرارتی
5-1- پاشش سیمی توسط شعله اکسی گاز. 81
5-2- پاششی سیمی توسط قوس الکتریکی.. 85
5-3- پاشش پودری توسط شعله اکسی گاز. 87
5-4- پاشش پودری توسط قوس پلاسما 91
5-4-1- پاشش پلاسما در خلاء 94
5-4-2- پاشش توسط قوس پلاسمای منتقل شده 95
5-5- پاشش پودری توسط شعله اکسی گاز با سرعت بالا.. 96
5-5-1- HVOF احتراق پالسی 97
5-5-2-HVOF احتراق پیوسته 98
5-6- مواد پاشش حرارتی و کاربردها 103
5-6-1- پوششهای مقاوم در برابر سایش 105
5-6-2- پوششهای مقاوم در برابر خوردگی 105
5-6-3- پوششهای محافظ در برابر اکسیداسیون 107
5-6-4- پوششهای عایق حرارتی 107
5-6-5-پوششهای مانع حرارت 108
5-6-6-پوشش هادی الکتریکی 108
5-6-7- پوششهای بازیابی ابعادی 108
5-7- ساختار و خواص پوششها 108
فصل ششم : مراجع
مراجع.................................................113