借助于电子束高能量密度的特性使材料表面熔化，并在电子束移开后快速凝固，使表层组织得以细化，从而提高材料表面硬度和韧性，这就是电子束表面熔凝处理。电子束表面熔凝处理主要达到以下目的：
1）通过重新熔化，使铸态合金中可能存在的氧化物、硫化物等夹杂物溶解，在随后的快冷过程中获得细化的枝晶和细小的夹杂，并能消除原铸态合金中存在的疏松组织，从而提高工件的疲劳强度、耐蚀性和耐磨性。
2）金属材料快速熔凝处理后，表层可以得到明显的强化。图5-44所示为W6Mo5Cr4V2高速钢电子束表面熔凝处理后的硬度分布。从图5-44中可以看出，采用电子束表面熔凝处理，可以达到高速钢整体淬火的硬化效果。
图5-45所示为几种材料电子束表面熔凝处理前后的耐磨性对比。
图5-44 W6Mo5Cr4V2高速钢电子束表面熔凝处理后的硬度分布
■—铸态+电子束熔凝
▲—铸态+1210℃整体淬火+电子束熔凝
●—铸态+1250℃整体淬火+电子束熔凝
图5-45 几种材料电子束熔凝处理前后的耐磨性变化(www.xing528.com)
A—处理之前 B—处理之后
采用低能强束流的脉冲电子束表面热处理装置对模具钢进行电子束表面熔凝处理（工艺参数见表5-22），材料表面的碳化物大部分溶解，快速凝固后使原来呈较大颗粒分布的碳化物变得细小均匀（见图5-46），而基体转变为细小的隐针马氏体。经该工艺处理后，表面几百微米范围内均出现硬度升高现象，其峰值硬度超过基体平均硬度值的15%左右，分别达到1169HK和669HK；与此同时，材料的摩擦学性能得到明显提高（见表5-23）。
表5-22 模具钢电子束表面熔凝处理工艺参数
图5-46 Cr12Mo1V1钢电子束表面熔凝处理前后试样表面的显微组织
a）处理前 b）处理后
表5-23 模具钢电子束表面熔凝处理的摩擦学性能
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