表面處理技術(shù)概述（Word）

1、6.5表面處理技術(shù) 一、表面處理述1.表面處理概念利用現(xiàn)代物理化學(xué)、金屬學(xué)和熱處理等學(xué)科的邊緣性新 技術(shù)來(lái)改變零件表面的狀況和性質(zhì)，使之與心部材料作優(yōu)化 組合，以達(dá)到預(yù)定性能要求的工藝方法，稱為表面處理。2.表面處理技術(shù)的分類表面強(qiáng)化處理表面潔化處理表面裝飾處理表面防蝕處理表面修復(fù)處理常用表面處理方法熱噴涂、噴丸、表面滾壓表面脹光、離子鍍激光表面強(qiáng)化、拋光普通電鍍、特種電鍍鋼鐵發(fā)藍(lán)、鋼鐵憐化鋁陽(yáng)極氧化及著色處理噴漆與噴塑等噴涂粉末、熱噴涂燃燒火焰送粉氣道噴哺1.熱噴涂原理IZ52?氡一乙炔琨合氣道粉末一火焰噴涂示意圖熱噴涂是將金屬或非金屬材 料加熱熔化，靠壓縮氣體連續(xù)吹 噴到制件表面上，形成與

2、基體牢 固結(jié)合的涂層，從制件表層獲得 所需要的物理化學(xué)性能。基體、涂層Z二 Z送絲機(jī)構(gòu)二二 C:二 L W V/, 電弧噴涂原理圖基體N前松體涂層、二二二 一 等離子噴涂原理圖噴涂材料可為金屬、合金、金屬氧化物和碳化物、陶 瓷和塑料等，材料形態(tài)可為線材、棒料或粉末。噴涂的基體可為金屬、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木 材、布、紙等固體材料。噴涂的涂層厚度為幾十微米至數(shù)毫米。工藝靈活，適用范圍廣。熱噴涂施工對(duì)象可大可小，小的可 到小10mm內(nèi)孔(線爆噴涂)，大的可到橋梁、鐵塔(火焰線材噴 涂或電孤噴涂)，可在室內(nèi)噴涂，也可在野外現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)；可 整體噴涂，也可以局部噴涂?；w及噴涂材料廣泛。可通過(guò)噴涂不同

3、材料，使工件表面獲 得所需的各種物理化學(xué)性能。工件應(yīng)力變形小?；w可保持較低的溫度，工件產(chǎn)生的應(yīng)力 變形很小。生產(chǎn)效率高。每小時(shí)噴涂材料重量從幾千克到幾十千克，沉 積效率很高。防腐蝕:主要用于大型水閘鋼閘門、造紙 機(jī)烘缸、煤礦井下鋼結(jié)構(gòu)、高壓輸電鐵 塔、電視臺(tái)天線、大型鋼橋梁、化工廠 大罐和管道的防腐噴涂。防磨損:通過(guò)噴涂修復(fù)已磨損的零件，或 在零件易磨損部位預(yù)先噴涂上耐磨材料， 如風(fēng)機(jī)主軸、高爐風(fēng)口、汽車曲軸、機(jī) 床主軸、機(jī)床導(dǎo)軌、柴油機(jī)缸套、油田 鉆桿、農(nóng)用機(jī)械刀片等。特殊功能層:通過(guò)噴涂獲得表層某些特殊 性能，如耐高溫、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、 防幅射等，在航空航天和原子能等部門 應(yīng)用較多。三

4、、噴丸說(shuō)明：噴丸處理是利用高速噴射出的砂丸和鐵丸，對(duì)工件表 面進(jìn)行撞擊，以提高零件的部分力學(xué)性能和改變表面狀 態(tài)的工藝方法。丸a)噴丸機(jī)b)噴槍手工噴丸示意圖機(jī)械噴丸示意圖高等教育出版社噴丸的方法通常有手工操作和機(jī)械操作兩種。噴丸通常是直徑為0.52mm的沙?；蜩F丸。沙粒的材 料多為Al2O3或SiO2。表面處理的效果與丸粒的大小、 噴射速度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。噴丸用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐 蝕性等，還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、 焊件的殘余應(yīng)力等。四、表面滾壓和脹光1 表面滾壓滾壓外圓及 所用工具滾壓內(nèi)圓及 所用工具桿體&sr加壓桿調(diào)整彈費(fèi)螵塞a)滾壓外圓及所用工具滾道

5、錐滾柱文承釘 調(diào)節(jié)套支承柱b)滾壓內(nèi)圓及所用工具 表面滾壓Qm077. mpg1 i;： -a表面滾壓實(shí)例說(shuō)明：表面滾壓是在常溫上用硬質(zhì)滾柱或滾輪施壓于施轉(zhuǎn)的工件 表面上，并沿母線方向移動(dòng)，使工件表面塑性變形硬化，以 獲得準(zhǔn)確、光潔和強(qiáng)化的表面。滾壓余量通常為表面微觀不平度的平均高度(0.010.02mm)。 滾壓后，尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT7IT6，Ra值可達(dá)0.80.1m m， 表層硬度可提高510%，硬化層深度可達(dá)0.22mm，疲勞 強(qiáng)度可提高1030%。滾壓可在臥式車床上進(jìn)行，可滾壓金屬零件上的外圓、內(nèi)和平面等。2 表面脹光(擠光或擠壓）說(shuō)明：表面脹光是在常溫下將直徑稍大于孔徑的鋼球或其他

6、形 狀的脹光工具擠過(guò)工件已加工的內(nèi)孔，以獲得準(zhǔn)確，光潔 和強(qiáng)化的表面。脹光余量一般為0.070.015mm。脹光后尺寸公差等級(jí)可 達(dá)IT7IT5，Ra值可達(dá)0.80.025 m。脹光一般在壓力機(jī)或拉床上進(jìn)行，用于纟2纟45孔壁較 厚的金屬零件。表面脹光五、離子鍍說(shuō)明：絕緣支架待鍍件 (陰極)解光放電區(qū)3kV 5kV等離子體離子鍍?cè)韴D離子鍍是將鍍層材料氣化并電 成離子，通過(guò)擴(kuò)散和電場(chǎng)作用， 沉積于制件表面，形成與基體牢 固結(jié)合的滿足所需性能的鍍覆層。蒸發(fā)電源離子鍍的種類很多。其繞射性均 很好，能鍍覆制件上各個(gè)方向的 表面，可在金屬或非金屬表面上 鍍覆金屬或合金，鍍層厚度一般 為23mm。離子鍍

7、已廣泛用于機(jī)械、電子、 航空、航天、輕工、光學(xué)和建筑 等部門，用以制備耐磨、耐蝕、 耐熱、超硬、導(dǎo)電、磁性和光電 轉(zhuǎn)換等鍍層。六、激光表面強(qiáng)化說(shuō)明：激光表面強(qiáng)化是用聚焦的激光束射向鋼件表面，在極短時(shí) 間內(nèi)將工件表層極薄的材料加熱到相變溫度或熔點(diǎn)以上的 溫度，又在極短時(shí)間內(nèi)冷卻，使工件表面淬硬強(qiáng)化。淬火層激光表面強(qiáng)化的過(guò)程示意圖激光束+情性氣體工件移動(dòng)方向激光表面合金化處理示意圖激光表面強(qiáng)化可分為激光相變強(qiáng)化處理、激光表面合金化 處理和激光熔覆處理等。激光表面強(qiáng)化的熱影響區(qū)小，變形小，工件表面清潔， 操作方便。激光表面強(qiáng)化的設(shè)備昂貴，硬化層深度較淺，一般為0.30.5mm。激光表面強(qiáng)化主要用于局

8、部強(qiáng)化的零件，如沖裁模、曲 軸、凸輪、凸輪軸、花鍵軸、精密儀器導(dǎo)軌、高速鋼刀 具、齒輪及內(nèi)燃機(jī)缸套等。七、拋光拋光是對(duì)零件表面進(jìn)行修飾的一種光整加工方法，一般只能得到光滑表面，不能提高甚至不能保持原有的加工 精度，隨預(yù)加工狀況不同，拋光后的Ra值可達(dá)1.60.008m。拋光的分類：機(jī)械拋光I冷水洗干燥I鋁陽(yáng)極氧化工藝流程圖Qm086. mpg鋁陽(yáng)極氧化實(shí)例卜一、涂裝(噴漆與噴塑）1 涂料(油漆）1) 涂料組成成膜物質(zhì)：構(gòu)成涂料的基礎(chǔ)，是涂層的主要物質(zhì)溶劑：又稱稀釋劑，使涂料保持溶解狀態(tài)，調(diào)整涂料 粘度便于操作。不同涂料有不同溶劑。助劑：改善涂料施工性能，有催干劑、增韌劑、固化劑等。顏料：成膜物

9、質(zhì)一般為無(wú)色透明。顏料有遮蓋、美觀、 增加漆膜強(qiáng)度等作用2)常用涂料(油漆）清漆：不含顏料的透明漆，由樹脂、溶劑及催干劑制成的 涂料。厚漆：由干性油、顏料混合而成的涂料。使用時(shí)用清油調(diào)到合 適粘度。該漆干燥慢、漆膜軟，炎熱潮濕天氣有反粘現(xiàn)象調(diào)合漆：已調(diào)制好，不用加任何材料即可使用的涂料，分油性 調(diào)和漆和磁性調(diào)和漆兩種。磁漆(樹脂漆)：用清漆與著色顏料調(diào)配的色漆，有酚醛磁漆、醇 酸磁漆等。烘漆(烤漆)：涂于基體后需經(jīng)烘烤才能干燥成膜的漆。水溶漆、乳膠漆：可用水作稀釋劑的涂料。水溶漆是以水溶性 樹脂為主要成分的漆；乳膠漆是以乳膠(合成樹脂)為主要成分 的漆。大漆(天然漆)：特點(diǎn)是漆膜耐久性、耐酸性

10、、耐油性、耐水性、 光澤性均較好。底漆：直接涂于基體表面作為面漆基礎(chǔ)的涂料，有環(huán)氧底漆、 酚醛底漆等。膩?zhàn)樱河筛鞣N填料加入少量漆料配制的糊狀物。主要用于底漆 前，使基體表面平整。2 常用涂裝工藝幾種常用涂裝工藝序號(hào)涂漆方法內(nèi)容特點(diǎn)使用范圍1刷涂人工用各種毛刷涂刷省料費(fèi)工體力勞動(dòng)繁重任何形狀工件，幾乎任 何涂料2自動(dòng)浸涂工件在懸鏈上借鏈運(yùn)動(dòng) 自動(dòng)沉入漆槽中涂漆省工省料，生產(chǎn)效率 高，但漆槽熔劑揮發(fā)量 大，防火要求嚴(yán)大批量流水線生產(chǎn)3手工噴涂 (含高壓無(wú) 氣噴涂）利用壓縮空氣，噴槍將 漆霧化噴到工件表面成 膜漆膜均勻，質(zhì)量好，但 漆浪費(fèi)大各種形狀工件，尤適用 于大面積工件4淋涂工件在工作臺(tái)上，利用

11、 循環(huán)泵將漆液噴淋在工 件上工效高，漆液損失少， 便于流水作業(yè)大批單一工件底漆涂 裝5幕簾淋涂工件在連續(xù)不斷往下流 的漆液幕簾下通過(guò)而涂 裝工效高，漆液損失少， 便于流水線作業(yè)，但不 能對(duì)工件垂直面涂裝適宜成批生產(chǎn)，且只需 涂單面的大工件6流化床涂覆利用粉末涂料在一定風(fēng) 壓下呈“沸騰”狀態(tài)， 在略高于其熔點(diǎn)的預(yù)熱 工件表面上融合冷卻后 成膜涂層厚度大，涂覆速度 快適宜大型，形狀不同工 件7輥涂利用輥涂機(jī)械進(jìn)行輥涂能采用較高粘度涂料， 漆膜厚度均勻，有利于 機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)適用于平板涂裝8靜電噴涂利用電暈放電使帶電的 霧化油漆傳統(tǒng)涂裝工藝方法有刷涂、噴涂、浸涂和淋涂等。利用低壓(0.40.6MPa)壓縮空氣帶動(dòng)高壓泵，將涂料加壓 到1020MPa的壓力，經(jīng)高壓噴槍的特殊噴嘴噴出形成涂層。高壓無(wú)氣噴涂的特點(diǎn)是：沒(méi)有一般壓縮空氣噴涂時(shí)的涂料 微?；貫R及漆霧飛揚(yáng)現(xiàn)象；生產(chǎn)率高，比壓縮空氣噴涂提 高幾倍至幾十倍。適宜噴涂高粘度涂料，一次可獲100300mm厚度涂層。高壓泵壓縮空氣入口調(diào)壓閥旋轉(zhuǎn)接頭高壓無(wú)氣噴涂示意圖高壓軟管用靜