表面工程技術是通過運用各種物理、化學或機械工藝過程，來改變基體表面狀態(tài)、化學成分、組織結(jié)構(gòu)和應力狀態(tài)等，使基體表面具有不同于基體的某種特殊性能，從而達到特定使用要求的一項應用技術。
一、表面改性技術
表面改性是指采用某種工藝手段使在零件表面獲得與基體的組織結(jié)構(gòu)和性能不同的技術。材料經(jīng)表面改性處理后，既能發(fā)揮基體的力學性能，又能使材料表面獲得各種如耐磨、耐腐蝕、耐高溫等特殊性能；可以掩蓋基體表面的缺陷，延長材料和構(gòu)件的使用壽命。
金屬表面改性技術種類繁多，除了傳統(tǒng)的噴丸強化處理、表面淬火、化學熱處理等表面改性技術之外，近十年來激光束、電子束、離子束等高能束表面改性處理技術也得到了大量的應用。
1．激光表面改性
激光具有高輻射亮度、高方向性和高單色性三大特點，可實現(xiàn)材料表面的快速加熱和冷卻。在激光加熱過程中，其熱影響區(qū)的范圍很窄，幾乎不影響周圍基體的組織。若將激光束作用在金屬表面上，控制合適的工藝參數(shù)，可顯著改善其表面性能。
目前激光表面改性技術在金屬材料中得到大量應用，除表面淬火外，已經(jīng)應用或正在開發(fā)的還有激光表面非晶化、合金化和脈沖硬化等表面改性工藝。
2．電子束表面改性
高速運動的電子具有波的性質(zhì)。當高速電子束照射到金屬表面時，電子能深入金屬表面一定深度，與基體金屬的原子核及電子發(fā)生相互作用。電子與原子核的碰撞可看作為彈性碰撞，因此能量傳遞主要是通過電子束的電子與金屬表層電子碰撞而完成的。
電子束表面處理主要有以下的特點：
1)加熱和冷卻速度快；
2)與激光處理相比，使用成本低；
3)結(jié)構(gòu)簡單。電子束靠磁偏轉(zhuǎn)動、掃描，而不需要工件轉(zhuǎn)動、移動和光傳輸機構(gòu)；
4)電子束與金屬表面偶合性好；
5)電子束是在真空中工作的，可保證在表面處理時工件表面不被氧化；
6)電子束能量的控制比激光束控制方便；
7)電子束輻射與激光束輻射的主要區(qū)別在于產(chǎn)生最高溫度的位置和最小熔化層的厚度。
3．離子注入表面改性
離子注入屬于物理氣相沉積范圍，是將所需物質(zhì)的離子在電場中加速后高速轟擊工件表面，并使之注人工件表面一定深度的真空處理工藝。
離子注入裝置示意圖，它包括離子源、質(zhì)量分析器、加速系統(tǒng)、離子掃描系統(tǒng)、試樣室和排氣系統(tǒng)等。
離子注入表面改性特征如下：
1)離子注入法不同于任何其他熱擴散方法，它可注入任何元素，且不受固溶度和擴散系數(shù)的影響。
2)離子注入溫度和注入后的溫度可以任意控制，且在真空中進行，不發(fā)生氧化，不變形，不產(chǎn)生退火軟化現(xiàn)象，表面粗糙度一般無變化；可作為最終處理工藝。
3)可控性和重復性好。通過改變離子源和加速器能量，可以調(diào)整離子注入深度及其分布；通過可控掃描機構(gòu)，不僅可實現(xiàn)在較大面積上均向他；而且可以在很小范圍內(nèi)進行局部改性。
4)可獲得兩層或兩層以上性能不同的復合材料，復合層不易脫落。注入層薄，工件尺寸基本不變。
二、表面覆層技術
表面覆層技術是指通過應用物理、化學、電學、光學、材料學、機械學等各種工藝手段，用極少量的材料，在產(chǎn)品表面制備一層保護層、強化層或裝飾層，達到耐磨、耐蝕、耐(隔)熱、抗疲勞、耐輻射、提高產(chǎn)品質(zhì)量、，延長使用壽命的目的。
表面覆層技術有許多工藝方法，電鍍、化學鍍、電刷鍍、熱浸鍍、涂裝、搪瓷涂敷、熱噴涂、電火花噴敷、氣相沉積、塑料粉末涂敷等新工藝技術。
1．熱噴涂技術
熱噴涂技術是采用氣體、液體或電弧、等離子、激光等作為熱源，使金屬、合金、陶
瓷、氧化物、碳化物、甥料以及其復合材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，通過高速氣流使其霧化，然后噴射、沉積到經(jīng)過預處理的工件表面，從而形成附著牢靠的表面層。
熱噴涂有很多工藝方法，比較常用的有火焰噴涂、等離予噴涂、爆炸噴涂等。
2. 氣相沉積技術
三、復合表面處理技術
單一的表面處理技術往往具有一定的局限性，不能滿足人們對材料越來越高的使用要求。若將兩種或兩種以上的表面處理工藝用于同一工件的處理，，不僅可以發(fā)揮各種表面處理技術的各自特點，而且更能顯示組合使用的突出效果。近年來，復合表面處理技術在毆美、日本以及在我國均得到較快的發(fā)展，并取得了良好的效果。
1.復合熱處理技術
2.表面覆層技術與其他表面處理技術的復合
3.離子輔助涂覆
4．離子注入與氣相沉積復合表面改性