關節軸承零件工作(zuò)表面和心部在狀态、結構和性能要求方面(miàn)是有較(jiào)大的差别的,而整體熱處理(lǐ)往往使二着不能兼顧,材料的潛力(lì)也得不到充分發(fā)揮。應用材料表面(miàn)強(qiáng)化技術不僅可(kě)以較好地解決表面和心(xīn)部(bù)在結構和要求方面的差異,而且還可以進一步使表面獲得某些特殊的工作(zuò)性能,以滿足在特定條件下工(gōng)作(zuò)的(de)關節軸承對工作表面性能的要求。這在現代化科學技(jì)術發展中是非(fēi)常有意義(yì)的。
傳統的表面強化方法，工藝上屬于熱處理的範(fàn)疇。而近代(dài)發展起來的激光、電子束、離子束等表面強化(huà)方法，不僅将一些高新技術應用于材料的表面強化，而且在(zài)工藝上已經(jīng)超出了傳統的熱處理範疇，形成了新的技術領(lǐng)域。因此現在的表面(miàn)強化技術可以從不(bú)同的(de)角度(dù)形成多種分類方法，按表層強(qiáng)化技術的物理化學(xué)過程進行分類，大緻可分為五大(dà)類：表面(miàn)變形強化、表面熱處理強化、化(huà)學熱(rè)處理強化、表(biǎo)面冶金強化、表面薄膜強化。
1.表面(miàn)變形強化(huà)
通過機械的方法使金屬表面層發生塑性(xìng)變形，從而形成高硬度和(hé)高強度的硬化層，這種表面強化方法稱為表面變形強化，也稱(chēng)為加工硬化。包括噴丸、噴砂、冷擠壓、滾壓、冷碾和沖擊、爆炸沖擊強化等(děng)。這些方法的特點是(shì)：強化層位錯密(mì)度增高，亞晶結(jié)構細化，從而使其硬度和強度提高，表面粗糙度值減小(xiǎo)，能顯著提高零件的表面(miàn)疲勞強度和降低疲勞(láo)缺口的(de)敏感性。這種強(qiáng)化方法工藝簡(jiǎn)單、效果顯著，硬化層和(hé)基體之間不存在明顯的界限，結(jié)構連貫，不易在使用中脫(tuō)落。其多數(shù)方法已在軸承(chéng)工業中得到應用：滾動體的表面撞擊強化就(jiù)是這類方(fāng)法的應用，精密碾壓(yā)已成為新的套圈加(jiā)工和強化方(fāng)法。
2.表面熱處理強(qiáng)化
利用固态相變，通過快速加熱的(de)方法對零件的表面層進行淬火處(chù)理稱(chēng)為表面熱處理，俗稱表面淬火。包(bāo)括火焰加熱淬(cuì)火、高(中)頻感應(yīng)加熱淬火、激光加熱或電子束加熱淬(cuì)火等。這些方法的特點是：表面局部(bù)加熱淬(cuì)火(huǒ)，工件變形(xíng)小；加熱速度快，生産效率高；加熱時間短，表面氧化脫碳很輕微。該(gāi)方法特别是對(duì)提高承受一定沖擊(jī)載荷的大型和特大型軸承零件的耐磨性和疲勞強度(dù)效果顯著。
3.化學熱(rè)處理強化
利用某種元素的固态擴散滲入，來改變金(jīn)屬表面層的化學成分，以實現表面強化的方(fāng)法稱為(wéi)化(huà)學熱處理強化(huà)，也稱之為擴散熱處理(lǐ)。包括滲硼、滲金屬、滲碳及碳氮共滲、滲氮及氮碳共滲、滲硫及硫氮碳共滲、滲鉻、滲鋁及鉻鋁矽共滲、石墨(mò)化滲層等等，種類繁(fán)多、特(tè)點各異。滲(shèn)入元素或溶入基(jī)體金屬形成固溶體，或與其他金屬元素結合形成化合物。總之滲(shèn)入元素即能改變表面層的化學成分，又可以得到不同的相結構。滲碳關節軸承鋼零件的處理工藝和關節軸(zhóu)承套的表面滲氮強化處理均屬(shǔ)這一類強化方法。
4.表(biǎo)面冶金強化
利(lì)用工件表面層金屬的重新融化和凝固，以得到預期(qī)的成分或組織的表面強化處理技術稱為表面冶金(jīn)強化。包括表面自溶性合金或複(fú)合(hé)粉末塗層、表面融化結晶或非晶态處理、表(biǎo)面合金化等方法。特點是(shì)采用高能量密度的快速加(jiā)熱，将金屬表面層或塗覆于(yú)金(jīn)屬表面的合金化材料熔化，随後靠自己冷卻進行(háng)凝固以得到特殊(shū)結構或特定(dìng)性能的強(qiáng)化層。這(zhè)種特殊的結構或許是(shì)細化的晶體組織，也或許是過(guò)飽和(hé)相、亞穩(wěn)相、甚至是非晶體(tǐ)組織，這取決于表面冶金的工藝參(cān)數和方法(fǎ)。
關節(jiē)軸承(chéng)行業在微型關節軸承工作表面做過激光加熱強化研(yán)究，效果良好。
5.表面薄膜強化
應用物理的或化學的方法，在金(jīn)屬表面(miàn)塗覆于基體材料性能(néng)不同的強(qiáng)化膜層，稱為表面薄膜強化。它包括電(diàn)鍍(dù)、化學鍍(鍍鉻、鍍鎳、鍍銅、鍍(dù)銀等)以及複合鍍、刷鍍或轉化處理等，也包括近年來發展較快的高新技術(shù)：如CVD、PVD、P-CVD等氣(qì)相沉積薄膜強化方法和離子注入表面強化技術(也(yě)稱原子冶金技術)等等。它們共(gòng)同的特(tè)點是均能在工作表(biǎo)面形成特定性能的薄膜，以(yǐ)強化(huà)表面的耐磨性、耐疲勞、耐腐蝕和自潤(rùn)滑等性能。例如離子注入技術強化關節軸承工作表面，能使關節軸(zhóu)承工作表面的耐磨性、耐蝕性、和抗接觸疲勞性能都得(dé)到顯著提(tí)高，從而使關節軸承(chéng)的使用壽(shòu)命得到成倍的增長。