表面形变强化技术的研究现状
先进材料表面功能化技术研究与应用
先进材料表面功能化技术研究与应用一、引言随着科技的不断进步和发展，先进材料的研究与应用已经成为当今世界各领域的热点。
然而，仅仅具备先进材料的独特性能并不足以满足实际应用的需求。
为了进一步提高材料的性能和功能，表面功能化技术的研究与应用变得至关重要。
本文将详细介绍先进材料表面功能化技术的研究现状和应用前景。
二、先进材料表面功能化技术的研究现状2.1 表面改性技术表面改性技术是实现材料表面功能化的基础。
通过物理或化学手段改变材料表面的结构和性能，可以增强材料的耐磨性、生物相容性、防腐蚀性能等。
常见的表面改性技术包括阳极氧化、化学镀膜、等离子体改性等。
这些技术广泛应用于汽车零部件、建筑材料、医疗器械等领域，以满足特定需求。
2.2 表面涂覆技术表面涂覆技术是将其他物质涂覆到材料表面形成一层保护层或者赋予特定功能的层。
常见的表面涂覆技术包括喷涂、化学镀膜、电镀等。
这些技术可以提供耐化学腐蚀、防刮擦、自洁等功能。
例如，使用纳米二氧化硅材料进行表面涂覆，可以增强材料的耐磨性和降低表面粗糙度，提升光电转换效率。
2.3 表面纳米结构化技术表面纳米结构化技术是通过控制材料表面的微观结构，实现其物理、化学和生物性能的调控，以增强材料的功能。
常见的表面纳米结构化技术包括电子束辐照、离子注入、溅射沉积等。
这些技术可以实现材料的超疏水性、抗菌性、抗氧化性等功能。
例如，通过纳米结构化处理的不锈钢材料在海水环境下具有良好的防腐蚀性能。
三、先进材料表面功能化技术的应用前景3.1 能源领域先进材料表面功能化技术在能源领域有着广泛应用前景。
通过表面改性技术可以提高太阳能电池的光电转换效率，延长电池的使用寿命。
表面涂覆技术可以提供高温抗氧化、耐化学腐蚀的包覆层，用于核电站和化工设备等领域。
表面纳米结构化技术可以提高电池材料的离子传输速率，提高储能装置的性能。
3.2 生物医学领域先进材料表面功能化技术在生物医学领域也有着广泛应用前景。
通过表面改性技术可以提高生物医学材料的生物相容性，减轻植入材料引起的免疫反应。
金属材料表面强化处理技术的研究
金属材料表面强化处理技术的研究随着科学技术的不断进步，越来越多的材料正在被应用于各个领域。
其中，金属材料是最常见的一类材料，而金属材料表面强化处理技术则是近年来广泛研究的热点之一。
本文将介绍金属材料表面强化处理技术的研究现状和未来发展趋势。
1. 金属材料表面强化处理技术的概述金属材料表面强化处理技术是指通过各种方法对金属表面进行改性，以提高金属材料的性能。
常见的处理方法包括电化学处理、化学处理、机械加工、喷涂等。
这些处理方法通过改变金属表面的物理、化学性质，从而改变金属表面的表面硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能，提高金属材料的使用寿命和性能。
因此，金属材料表面强化处理技术在航空、汽车、机械、核工业等领域中得到了广泛应用。
2. 电化学处理电化学处理是利用电化学法使金属表面发生化学反应，从而改变表面的性质。
常见的电化学处理方法包括电化学沉积、阳极氧化、阳极阳极氧化等。
电化学沉积是通过浸泡金属材料于电解液中，施加电势使金属离子在电极面上得到还原而得到金属沉积物，增强金属表面的耐磨性、耐腐蚀性等性能。
阳极氧化是指将金属材料放置于强酸或强碱中的阳极，并通入恒定电压，使得材料表面发生电化学反应，得到硬质氧化膜，从而制备出高硬度、耐磨性的金属材料表面。
3. 化学处理化学处理是指利用化学物质的反应作用改变金属材料表面性质的一种处理方法。
常用的化学处理方式包括化学沉积、沉淀法、电化学氧化等。
化学沉积是将金属材料置于化学液中，用化学方法沉积出在金属表面形成一层新的物质，使其表面性能发生改变。
沉淀法是通过将金属表面浸渍在某些化学液体中，在介质中形成一层基体物质与沉淀物质的复合层，从而增强材料的硬度、韧性、抗腐蚀性等性能。
电化学氧化是一种在电解质溶液中利用电流将金属材料表面氧化而形成氧化膜的方法，可增强金属材料的耐腐蚀性和机械性能。
4. 机械加工机械加工是指通过磨削、轧制、喷砂等方式对金属材料表面进行加工，改变金属表面原有的形态和结构，从而提高材料表面的性能。
材料表面改性的研究现状及其应用
材料表面改性的研究现状及其应用在工业生产和科技研究中，表面改性技术被广泛应用于各种材料的表面处理和改性上，它可以对材料表面的化学、物理和电学性质进行调整，提高材料的机械强度、磨损性、耐腐蚀性、导电性等特性。
本文将介绍当前材料表面改性研究的现状和应用。
一、材料表面改性原理与分类材料表面改性技术的主要目的是通过氧化、还原、质子化、离化等反应，将功能性基团引入材料表面，或改变表面化学状态以达到改善材料性能的目的。
常用的表面改性技术有:1. 化学方法：包括化学还原、化学氧化、化学镀等；2. 物理方法：包括离子注入、等离子体处理、热处理、高能束处理等；3. 生物方法：包括基因工程、酶、激素等的作用。
二、材料表面改性的应用领域材料表面改性技术已经在许多领域中得到了广泛的应用，下面就几个方面来进行说明：1. 质量控制：材料表面改性技术可以提高材料表面的质量，利用化学、物理等方法对材料进行改性处理，提高污染防护和机械抗性等性能，使产品质量更为稳定。
2. 自清洁：在低温等离子处理的作用下，可形成亲水性表面，使污染和尘土更容易被清洁，这种技术被广泛应用于颜料、涂装、医用材料、航空航天、塑料和玻璃等领域。
3. 材料保护与涂装：材料表面改性技术可以有效保护材料，包括防坑、防腐和防水等功能，并能应用于汽车、造船、航空航天等领域。
4. 生物医用：这种方法可通过蛋白质或聚合物材料的修饰获得优良的表面生物相容性，以应用于生物医学领域，如假肢、医用材料等。
三、材料表面改性存在的问题施工技术：材料表面改性需要高精准度的施工技术和相关技术的支持。
精准的施工技术对表面改性效果的影响非常大。
研究人员还需要研究新的改性技术、改善当前技术的可靠性、效率等方面的问题。
应用难以掌握：虽然材料表面改性应用范围广泛，但是只有在对应用程序的了解和协调上取得一定的经验和认识，才能随时解决问题并提供可能的解决方案。
四、结论材料表面改性技术的发展已经成为当前科技和产业内最为重要的领域之一。
铝合金表面强化技术研究现状及其发展趋势
材， 借助 高压 气体将 金 属 熔 滴 雾化 并 喷 向铝合 金 基 体 表 面 以形 成 耐 磨 抗 蚀 强 化 涂层 。徐 荣 正口 ］ 等研 究 了
６ ０ ６ １铝合 金表 面高 纯铝 涂层对 其 耐腐 蚀 性 能的 影 响 ， 涂 层 的腐 蚀 电位 和腐 蚀 电流 均高 于 铝合 金 基 体 ， 体 现 出 良好 的耐蚀 性 能 。 １ ． ２ 等 离子 喷涂 等离 子 喷 涂 以 等 离 子 弧 为 热 源 ， 其 温 度 可 达 １ Ｏ Ｋ， 可使 喷涂 粉末 得 到 足 够 热 量 ， 尤 其 对 于 熔 点 较 高 的 陶瓷 材 料 ， 具 有更 加优异 的 喷涂效果 ， 可显 著改 善 铝合 金表 面性 能。卢 果 等 在 ６ ０ ６ ３铝 合 金表 面制 备 了 等 离 子 喷 涂 纳 米 Ａｌ 。 Ｏ ／ Ｔ ｉ Ｏ２和 微 米 级 Ａｌ 。 ０ 。 ／ Ｔ ｉ Ｏ。 陶 瓷涂层 。研 究结 果 表 明 ： 纳 米 陶 瓷涂 层 的硬 度 是 微 米 陶瓷涂 层 的 ３ ． ５倍 ； 纳 米 陶 瓷涂 层 的摩擦 系数 比微 米 陶瓷 涂层 下 降 了 １ ２ ． ５ ， 磨 损量 仅 为后 者 的 ６ Ｏ ， 并 且 远低 于 铝合金 基 体 。Ｓ ａ ｒ ｉ ｋ ａ ｙ ａ ［ 。 等 研究 了 Ｃ颗 粒 的含量 对 等离 子喷 涂 Ａｌ —Ｓ ｉ ／ Ｂ Ｃ复 合涂 层 性 能 的 影响， 复合 涂 层除 了 Ｂ ４ Ｃ外 ， 还生 成 了 Ａｌ ０。 颗粒， 且 随着 Ｃ颗 粒 含 量 的 增 加 ， 复 合 涂 层 的硬 度 随 之 增 大， 孔 隙率 和 表面粗 糙度 降低 。 １ ． ３ 高速 火 焰喷涂 高速 火焰 喷涂 可使 喷涂 粉 末 获 得极 高 的 速度 ， 粒
表面形貌的研究现状及发展趋势
表面形貌是指零件表面的粗糙度、波度、形状误 差及纹理等不规则的微观几何形状 [ 1]。表面形貌对零 件的功能有很大的 影响, 尤其 是对 摩擦表 面的 磨损、 润滑状态、摩擦、振动、噪声、疲劳、密封、配合性 质、涂层质量、抗腐蚀性、导电性、导热性和反射性 能的影响更为显 著 [ 2, 3] , 因此 对表面 形貌特 征识 别和 评定的研究越来越为工程技术界所重视, 也一直是摩 擦学、表面学等领 域研究 的重要 课题 之一 [ 4, 5]。 正确 地规定和控制表面形貌, 其作用往往不亚于采用一种 新材料和新结构, 有着重大的经济价值。国内外对此 已有较深入的研究, 并取得了一定成果。本文作者主 要从测量仪器、表征方法两方面介绍了国内外对表面 形貌研究进展。 1 测量仪器研究进展
陈国安等针对工程表面轮廓截面曲线利用分形维数d研究了磨合表面形貌的变化过程指出表面轮廓分形维数虽然能有效地反映表面粗糙度并在一定程度上克服了传统粗糙度参数尺度相关的不足但是仅用一个无法唯一确定一个表面往往结构完全不同的表面具有相近甚至相同的轮廓分形维数因此提出了一个称为特征粗糙度的新参数
2006年 2月 第 2期 (总 第 174期 )
类控制。这时期所采用的符号只给出某些定性的加工
要求, 其检测过程只是单纯依靠人的视觉和触觉来进 行, 最早的 表面 形貌 测 量方 法是 直 观的 手工 测 量方 法 [ 6] 。直到 20世纪 20 年代, 第一台表面形 貌测量仪 器 才诞生, 即 1929年 G S chma lz根据光学放大原理研 制的表面接 触式 轮廓记 录仪 [ 7], 垂 直放大 率 200 倍。 1936年 E J A lbott 研 制 了 第 一 台 车 间 用 表 面 轮 廓 仪 [ 8] , 垂直放大 率 5万 倍, 并能 测得评 定参数 大小。 1942年 R E R eason成功研制了系列 T alysu rf触针式表 面轮廓仪 [ 9] , 这在粗 糙度测 量史 上具有 重要的 意义。 20 世纪 50 年代, 由 于光 学 技 术被 引 入 表 面形 貌 测 量, 从而实现了 非接 触测量。 如 1958 年苏 联研 制的 MNN-4 型干涉显微镜 [ 10]。大 部分 非接 触 式光 学形 貌 仪 是在 20世 纪 8 0年 代 后才 研制 和 开发 出来 的, 如 M J Downs研制了双 焦轮廓仪 [ 11]。清华大 学研制的外 差干涉仪 [ 12] , 是以半导体激光器为光源, 同时采用了 光盘中的自动对焦技术, 其纵向和横向 分辨率分别为 01 5 nm 和 0173 nm, 测量范围达 ? 25 Lm。由于计算能 力、速度和图象分析及数字处 理技术的不断 提高, 极 大推动了三维表面形貌测量仪的研制, 如 G Binn ing和 H R ohrer研制了扫描隧道显微镜 ( STM ) [ 13] 和原子力显
表面形变强化技术的研究现状
法， 可显著提高抗 弯曲疲劳 、 蚀疲劳 、 抗腐 抗应力腐蚀疲劳 、 抗 微动磨损 、 耐蚀点 （ 孔蚀 ） 能力 ， 具有操作简单、 耗能少 、 效率 高、
适应面广等优点 ， 是金属材料表面改性 的有效方法。 ２１１喷丸强化 工艺 的工作原理 ．．
高密度错位 ， 足够长 的时间后 ， 以冷加工 的形式使 工件表面金 属材料发生塑性 流动 ， 成重叠 凹坑 的塑性 变形 ， 造 在生 成凹坑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ 表 面形 变 强化工 艺分 类
主要有喷 （ ） 、 抛 丸 滚压和孔挤压等三种工艺 。 ２１ ． 喷丸强化工艺
喷丸是广泛使 用的一种在再 结晶温度 以下的表面强化方
大量弹丸在压缩空气 的推动下 ， 形成高速运动 的弹丸流不 断地 向零件表 面喷射 ， 使金属 晶体发生 晶粒破 碎 、 晶格扭曲和
关键词 ： 面形 变； 表 滚压 ； 内挤压： 喷丸 中国分类号 ：Ｇ６ ８ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ２ ５ ５ （ Ｏ ７ ０ － ０ ９ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ ０ ）４－ ６ － ３ ０
材料表 面处理技术简称材料表 面技术 ， 是材料科学 的一个 重要分支 ， 在不改变基体材料 的成分和性能 （ 是 或虽有改 变而 不影响其使 用 ） 的条件下 ， 过某些物理手段 （ 通 包括机 械手段 ） 或化 学手段来赋予材料表面特殊性能 ， 以满足产 品或零件使用 需要 的技术和工艺。材料 表面技术在工业 中的应用 ， 幅度提 大 高了产 品（ 尤其是金属零 件 ） 的性 能 、 量和寿命 ， 产生 了巨 质 并
２１２喷丸强化的发展状况 ．．
度 ：１ 受零构件 的凹槽部位和丸粒不能有效撞击难 以达到部 （） 位 的限制 ， 产生 喷丸死角 ， 造成喷丸强度不 足 ；２ 受喷丸强化 （） 表 面粗糙度的限制 ；３ 受环境污染的限制。因此 ， （） 为满足更 高 的要求 ， 人们有提 出了各种不同的新 工艺 以满足要求。
材料表面改性技术的现状与应用分析
材料表面改性技术的现状与应用分析材料表面改性技术，是指通过修饰材料的表面，改变其表面性质，以提高材料的物理、化学、生物等性能。
这种技术已经广泛应用于各个领域，例如材料科学、化学、医学、生物学等。
本文将对材料表面改性技术的现状与应用进行分析。
一、材料表面改性技术的分类一般来说，可以将材料表面改性技术分为化学改性技术和物理改性技术两类。
化学改性技术是指在材料表面通过化学反应形成新的化学键，使材料的表面性质得到改变。
这种技术的优点是改性效果较为显著，但缺点也不小，例如需要使用的溶剂可能对环境造成污染，而且方法较为复杂，需要较长时间。
物理改性技术则是指改变材料表面的物理形态，例如在材料表面形成等离子体，利用磁控溅射等方法进行改性。
这种技术的优点在于操作相对简单，可进行大规模生产，但缺点在于改性效果可能不太明显。
二、材料表面改性技术的应用领域材料表面改性技术在各个领域都有应用，下面将以几个典型的应用领域为例进行介绍。
1、医药领域在医药领域，材料表面改性技术已经广泛应用。
例如利用化学改性技术，可以在药物的表面修饰上适当的官能团，从而改变药物的性质，增加药效，减少副作用。
而在硅胶、铝酸盐等材料表面上修饰有机官能团，可以提高材料的亲水性，从而使药物更容易被人体吸收。
2、光电器件制造在制造光电器件时，材料的表面物理性质通常是关键因素之一。
例如在铜铟镓硒太阳能电池的制造中，将TEL(CH3CN)4的气体流通过表面电化学反硝化方法用于对铜铟镓硒电池的前层进行原子层表面精细修饰，改变其表面性质，从而提高太阳电池的转换效率。
3、生物医学领域材料表面改性技术已经广泛应用于生物医学领域。
例如可以通过表面改性技术来改变生物材料的亲水性和疏水性，使其更适合生物医学用途。
另外，还可以将生物材料表面修饰上生物活性物质，例如单链抗体、多肽等，从而实现生物特定的目的。
三、结语总之，材料表面改性技术是一种十分实用的技术，已经广泛应用于各个领域。
高强度汽车齿轮表面强化技术的研究现状和发展趋势_陈勇
1.1 国内外汽车齿轮材料及齿轮工艺参数 模数是齿轮重要的参数，选取汽车齿轮模数
通常要考虑强度、噪声、轻量化及加工工艺等因 素。表1为乘用车和商用车齿轮常用模数及直径工 艺参数范围。
汽车齿轮在传递扭矩和改变速度过程中，通 常处于高速、高载荷、交变冲击载荷等工作环境 中。汽车齿轮材料不仅需要良好的机械加工性能 和热处理渗碳淬火性能，还必须满足合理的成本 需求。为保证齿面和齿顶端淬火深度的稳定性， 通常选用碳质量分数为0.2%左右，单独或复合添 加Ni、Cr、Mn、Mo等合金元素的渗碳合金钢[6]。日 本、德国在汽车高强度齿轮低碳合金钢材料领域进 行了长期的研究开发，表2为常用汽车齿轮材料的 成分组成，目前国内外汽车齿轮用钢主要为 20CrMnTi(国内)、20MnCrS(德系)、20CrMoH(日 系)，表中钢种A、B、C为高疲劳用钢[7]。
1.00–1.30
20MnCrS (German)
0.17–0.22 ≤ 0.4 1.1–1.4 ≤ 0.025 0.02–0.04
1–1.3
20CrMoH (Japan)
0.20
0.25
0.73 0.030 0.030
1.05 0.20
Steel A
众所周知根据研究实践表明提高齿轮的疲劳强度寿命极限既需要改善优化材料的合金成分渗碳碳氮共渗热处理技术还必须与齿轮的表面强化处理技术的研究开发结合起来即实现综合的齿轮表面完整性得到更佳的齿轮抗疲劳性能才能实现对高强度齿轮接触疲劳极限弯曲疲劳极限疲劳耐久寿命最佳摩擦因数的高性能要求45
第 30 卷 第 1 期 2017 年 2 月
收稿日期：2016-10-13；修回日期：2017-01-07 网络出版日期：2017-01-19 08:39；网络出版地址：/kcms/detail/11.3905.TG.20170119.0839.002.html 通讯作者：陈勇(1954—)，男(汉)，教授，博士；研究方向：汽车变速器开发与高强度齿轮技术；E-mail：chenyong1585811@ 引文格式：陈勇, 臧立彬, 巨东英, 等. 高强度汽车齿轮表面强化技术的研究现状和发展趋势[J]. 中国表面工程, 2017, 30(1): 1-15.
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表面形变强化技术的研究现状许正功,陈宗帖,黄龙发（1. 广西大学机械工程学院，广西南宁350004；2 贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550003）摘要：表面强化是近年来国内外广泛研究应用的工艺之一。
常用的金属表面形变强化方法主要有滚压、内挤压和喷丸等工艺，其强化效果显著，成本低廉。
笔者主要概括了表面强化技术的分类、目的和作用，分析了形变强化方法的特点以及目前表面强化主要研究方法的现状和发展趋势。
关键词：表面形变；滚压；内挤压;喷丸分类号：TG178[著作标引] 文献表识码：A引言材料表面处理技术简称材料表面技术，是材料科学的一个重要分支，是在不改变基体材料的成分和性能（或虽有改变而不影响其使用）的条件下，通过某些物理手段（包括机械手段）或化学手段来赋予材料表面特殊性能，以满足产品或零件使用需要的技术和工艺。
材料表面技术在工业中的应用，大幅度提高了产品（尤其是金属零件）的性能、质量和寿命，并产生了巨大的经济效益，因而深受各国政府和科技界的重视。
1 表面形变强化原理通过机械手段（滚压、内挤压和喷丸等）在金属表面产生压缩变形，使表面形成形变硬化层（此形变硬化层的深度可达0.5～1.5mm），从而使表面层硬度、强度提高。
2 表面形变强化工艺分类表面形变强化主要有喷（抛）丸、滚压和孔挤压等三种工艺。
2.1喷丸强化工艺喷丸是国内外广泛使用的一种在再结晶温度以下的表面强化方法，可显著提高抗弯曲疲劳、抗腐蚀疲劳、抗应力腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐蚀点（孔蚀）能力，它具有操作简单、耗能少、效率高、适应面广等优点，是金属材料表面改性的有效方法。
2.1.1喷丸强化工艺的工作原理喷丸处理是一种严格控制的冷加工表面强化处理工艺，其工作原理是：利用球形弹丸高速撞击金属工件表面，使之产生屈服，形成残余压缩应力层。
形成压缩应力层的目的是预防工件疲劳破坏，把易产生疲劳破坏裂纹部位的抗应力转为压应力，从而有效地控制裂纹扩展。
2.1.2喷丸强化的发展状况1908年,美国制造出激冷钢丸,金属弹丸的出现不仅使喷砂工艺获得迅速发展,而且导致了金属表面喷丸强化技术的产生。
1929年,在美国由Zimmerli等人首先将喷丸强化技术应用于弹簧的表面强化,取得了良好的效果[1]。
20世纪40年代，人们就发现了喷丸处理可在金属材料表面上产生一种压缩应力层，可以起到强化金属材料、阻止裂纹在受压区扩展的作用。
到了20世纪60年代，该工艺逐步应用于机械零件的强化处理上。
20世纪70年代以来，该工艺已广泛应用于汽车工业，并获得了较大的经济技术效益，如机车用变速器齿轮、发动机及其他齿轮均采用了喷丸强化工艺，大幅度提高了抗疲劳强度。
进入20世纪80年代后，喷丸处理技术在大多数工业部门，如飞机制造、铁道机车车辆、化工、石油开发及塑料模具、工程机械、农业部门等推广应用，到了20世纪90年代其应用范围进一步扩大，如电镀前进行喷丸处理可防止镀层裂纹的发生[2]。
最近几年，随着工业技术的迅猛发展和需求，人们对这一操作简单，效果显著的表面处理技术给予了极大的关注，开发了多种新工艺，下面将介绍包括机械喷丸在内的多种新喷丸工艺的原理和特点逐一介绍。
2.1.2.1机械喷丸大量弹丸在压缩空气的推动下，形成高速运动的弹丸流不断地向零件表面喷射，使金属晶体发生晶粒破碎、晶格扭曲和高密度错位，足够长的时间后，以冷加工的形式使工件表面金属材料发生塑性流动，造成重叠凹坑的塑性变形，在生成凹坑的过程中引起压应力并拉伸表面结构，这一变化过程被工件内部未受锤击的部分所阻挡，因此在工件表面和近表面形成残余的压应力，从而显著地提高了材料的物理和化学性能。
传统的喷丸强化因其具有提高金属零构件抗疲劳断裂能力而得到广泛应用，但也存在不少问题而影响其发展广度和深度：（1）受零构件的凹槽部位和丸粒不能有效撞击难以达到部位的限制，产生喷丸死角，造成喷丸强度不足；（2）受喷丸强化表面粗糙度的限制；（3）受环境污染的限制。
因此，为满足更高的要求，人们有提出了各种不同的新工艺以满足要求。
2.1.2.2激光喷丸激光喷丸强化是一项新技术。
20世纪70年代初，美国贝尔实验室就开始研究高密度激光束诱导的冲击波来改善材料的疲劳强度。
激光喷丸的机理是：短脉冲的强激光透过透明的约束层（水帘）作用于覆盖在金属板材表面的吸收层上，汽化后的蒸气急剧吸收激光能量并形成等离子体而爆炸产生冲击波，由它引起在金属零件内部传播的应力波，当应力波峰值超过零件动态屈服强度极限时，板料表面发生了塑性变形，同时由于表面的塑性变形使表层下发生的弹性变形难以恢复，因此在表层产生残余压应力。
与传统的机械喷丸强化相比，激光喷丸强化具有以下鲜明的特点和优势：（1）光斑大小可调，可以对狭小的空间进行喷丸，而传统机械喷丸受到弹丸直径等因素的限制则无法进行；（2）激光脉冲参数和作用区域可以精确控制，参数具有可重复性，可在同一地方通过累计的形式多次喷丸，因而残余压应力的大小和压应力层的深度精确可控；（3）激光喷丸形成的残余应力比机械喷丸的残余应力大，其深度比机械喷丸形成的要深；(4)激光喷丸使得零件表面塑性变形形成的冲击坑深度仅为几个；（5）适用范围广、对炭钢、合金钢、不锈钢、可锻铸铁、球墨铸铁、铝合金及镍基高温合金等材料均适用[3]。
2.1.2.3高压水射流喷丸强化工艺高压水射流喷丸强化工艺是近30年来迅猛发展起来的一项新技术，在20世纪80年代末，Zafred首先提出了利用高压水射流进行金属表面喷丸强化的思想。
高压水射流喷丸强化机理：就是将携带巨大能量的高压水射流以某种特定的方式高速喷射到金属零构件表面上，使零构件表层材料在再结晶温度下产生塑性形变（冷作硬化层），呈现理想的组织结构（组织强化）和残余应力分布（应力强化），从而达到提高零构件周期疲劳强度的目的。
与传统喷丸强化工艺相比，高压水射流喷丸强化技术具有以下特点：（1）容易对存在狭窄部位、深凹槽部位的零件表面及微小零件表面等进行强化；（2）受喷表面粗糙度值增加很小，减少了应力集中，提高了强化效果；（3）无固体弹丸废弃物，符合绿色材料选择原则，不因弹丸破损而降低表面可靠性；（4）低噪声、无尘、无毒、无味、安全、卫生有利于环境保护和操作者的健康。
高压水射流喷丸强化技术先进、优势明显，具有广阔的应用前景[4]。
2.1.2.4微粒冲击最近日本研究者提出了一种微粒冲击技术，这种方法可大大简化因为想同时提高金属零部件表面硬度、耐疲劳强度、耐磨性能并且降低表面粗糙度，而先后进行喷丸强化、表面研磨和抛光处理的做法。
与传统喷丸强化相比，微粒冲击方法采用的弹丸直径小，冲击速度快，硬度提高，处理后工件表面硬度增加的幅度大，表面的粗糙度小，而且通过残余应力分析，微粒冲击样品的最大残余应力则在表面以下100 处，其存在深度大于微粒冲击，因此与喷丸相比，微粒冲击工件的表层硬度与普通喷丸处理的工件表面硬度相当，但微粒冲击明显降低了工件表面粗糙度，可使得耐磨特性得到了显著的提高，因此可延长被加工工件的使用寿命。
2.1.2.5超声/高能喷丸中国科学院沈阳金属研究所对传统喷丸技术进行了改经，开发了喷丸（高频）和高能喷丸（低频）技术，实现了多种金属材料的表面纳米化，依对304不锈钢的研究表明，随着高能喷丸处理时间的增加，金属中马氏体的含量增加，到一定时间后达到饱和，金属材料表面纳米化可显著提高材料的表面硬度，还可以明显降低氮化温度、缩短氮化时间[5]。
2.1.3喷丸强化发展趋势伴随这现代工业的快速发展,对机械产品零件表面的性能要求越来越高,改善材料表面性能,延长零件使用寿命,节约资源,提高生产力,减少环境污染已成为表面工程技术新的挑战。
作为表面工程技术分支的表面喷丸强化技术面对这些机遇和挑战,将在加强理论研究的基础上发展新技术、新方法、新工艺、新设备和设备控制技术。
其主要研究方向[6]是: 理论研究,也就是研究各种单一喷丸和复合喷丸的强化机理、喷丸提高零构件疲劳和接触疲劳强度的机制、喷丸过程力的作用形式及对表面（变形层厚度、粗糙度等）的影响、喷丸参数（弹丸材质、硬度、直径等）对喷丸强度的影响、喷丸使残余奥氏体转变为马氏体后材料的稳定性及耐磨性等；研究喷丸工艺和其他强化工艺方法的有机结合;加大开发新型、高效、低耗的喷丸设备和弹丸属性对喷丸强化效果的影响；着力解决传统喷丸强化工艺由于喷表面粗糙度、绿色喷丸等方面存在的问题。
2.2 滚压强化工艺滚压强化工艺是一种无切削加工工艺，表面滚压可以显著地提高零件的疲劳强度，并且降低缺口敏感性。
2.2.1滚压强化原理利用特制的滚压工具,对零件表面施加一定压力,使零件表面层的金属发生塑性变形,从而提高表面粗糙度和硬度,这种方法叫做滚压,又称无屑加工。
表面滚压特别适用于形状简单的大零件，尤其是尺寸突然变化的结构应力集中处，如火车轴的轴径等，表面滚压处理后，其疲劳寿命都有了显著提高。
滚轮滚压加工可加工圆柱形或锥形的外表面和内表面曲线旋转体的外表面、平面、端面、凹槽、台阶轴的过渡圆角。
滚压用的滚轮数目有1、2、3。
单一滚轮滚压只能用于具有足够的工件；若刚度工件较小，则需用2个或者3个滚轮在相对的方向上同时进行滚压，以免工件弯曲变形，如图（a）、（b）所示[7]。
2.2.2滚压强化的发展状况滚压强化技术是1929年由德国人提出的，1933年在美国铁路上开始应用滚压方法，1938年前苏联应用于机车车轴轴颈。
1950年美国、前苏联在军用、民用飞机上大量应用孔挤压技术，如提高干涉配合铆接、干涉配合螺接；1970年国内航空部门开始将冷挤压工艺应用到飞机制造及维修中[8]。
目前主要的滚压加工工具有硬质合金滚轮式滚压工具、滚柱式滚压工具、硬质合金YZ型深孔滚压工具、圆锥滚柱深孔滚压工具、滚珠式滚压工具，通过滚压可以提高表面粗糙度2～4级，耐磨性比磨削后提高1.5～3倍，可以修正和提高形通过大量试验研究和工厂实践表明，影响到滚压质量的因素主要有以下几种：工件材料的性质：硬度、塑性、金相组织，硬度越低，塑性越高，则滚压效果越好；预加工的表面状况：表面粗糙度、显微组织、几何形状精度；滚压工具的结构：特殊的加工类型需要相应的滚压工具才能更好的保证加工质量；滚压用量：滚压深度、进给量、滚压速度、滚压次数[10]。
2.2.3滚压强化的发展趋势定量定性。
为获得特定的材料表面晶粒度、变形层厚度，应采用多大的滚压力、滚压速度以及滚压次数，目前没有这方面有指导意义的详细的试验数据或公式。
形式的多样性。
目前的滚压技术一般只适用于回转体类和平面类零件，所以应完善滚压技术使得能适应零件形式的多样性，提高其使用范围。
大塑性变形。
一般传统的滚压技术很难实现大变形，即使施加了比正常情况下高出几倍的压力,达3000N 甚至更高,也未能消除车削留下的刀痕。