材料表面技術(shù)

1、.材料表面技術(shù)復(fù)習(xí)綱要常見問題1. 機(jī)械磨光和機(jī)械拋光作用有何不同?l 磨光會消耗被磨材料，拋光不會消耗被拋材料。l 磨光是除去宏觀缺陷，拋光只是提高表面光潔度，微觀缺陷。l 拋光的光亮度比磨光更高更亮。2. 總結(jié)除油（有機(jī)溶劑除油、化學(xué)除油、水基清洗劑除油、電解除油）的基本配方和特點，為什么電解除油速度比化學(xué)除油快？l 有機(jī)溶劑除油：配方：有機(jī)烴類，有機(jī)氯化烴類特點：有機(jī)溶劑適應(yīng)性寬，無論動物性，植物性，礦物油都可以溶解。除油速度快。除油難以徹底，故多用于油污嚴(yán)重的工件。l 化學(xué)除油：配方：堿性溶液加乳化劑特點：設(shè)備簡單，操作容易，成本低，無毒也不會燃，但需要加熱。l 水基清洗劑：配方：表面

2、活性劑的水溶液特點：與化學(xué)除油相比，減少了加熱的能源消耗，與溶劑除油相比避免了燃料消耗。 無毒，無刺激性氣味，改善勞動條件。l 電解除油：配方：氫氧化鈉，碳酸鈉等特點：電解除油速度比化學(xué)除油快得多，除油徹底。答：電解除油主要通過鍍件表面電解產(chǎn)生的氫氣，氧氣剝離作用，再加上除油劑的輔助效果達(dá)到除油效果。而化學(xué)除油主要依靠除油劑除油。3. 工件進(jìn)行鍍前預(yù)處理的作用是什么？有哪些鍍前預(yù)處理工序，在生產(chǎn)過程中應(yīng)該怎樣使用？預(yù)處理工藝流程的一般原則。電鍍的一般預(yù)處理工藝流程。1.為了后期的鍍層工藝更加順利和良好的進(jìn)行。2.整平（磨光，拋光等），除油（電解，化學(xué)等），浸蝕（浸在酸中），表整（表面調(diào)整，表面

3、活化（酸，浸蝕）等）3.強(qiáng)浸蝕前應(yīng)先除油。工件表面礦物油，磨光膏等過多時，應(yīng)先有機(jī)溶劑除油，再利用化學(xué)或電解補(bǔ)充除油。 應(yīng)重視水洗。酸洗液的不同濃度，溫度，種類對鋼鐵件有不同的浸蝕作用。弱浸蝕前最好先進(jìn)行一次電化學(xué)除油。表整永遠(yuǎn)是最后一道工序。絕不能把酸性物質(zhì)帶入氰化電鍍液中，會產(chǎn)生氫氰酸（劇毒）。4.4. 如何能使鍍層金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)，沉積出金屬？要使電極反應(yīng)成為還原反應(yīng)，必須使其發(fā)生陰極極化，向工件通入陰極電流，只有當(dāng)陰極電位ECE析，（金屬的析出電位）這種金屬才有可能在陰極表面沉積出來。5. 如何使組成合金的兩種或兩種以上的金屬在陰極電位下共同析出？為什么標(biāo)準(zhǔn)電位相差較大的金屬離子的

4、合金電鍍不能完全采用調(diào)整金屬離子濃度的方法進(jìn)行？1.要使各組分金屬共同析出，陰極電位必須降低到各組分金屬的析出電位以下。（兩種金屬析出電位相近）2.如果相差太大，析出電位較正的金屬將優(yōu)先沉積，甚至完全排斥析出電位較負(fù)金屬的沉積。6. 在濃差極化控制下電鍍，鍍層質(zhì)量往往不能符合要求。為什么？為什么金屬離子的還原反應(yīng)的過電位大才能形成結(jié)晶細(xì)致的鍍層？1. 濃差極化是是由于溶液中的物質(zhì)擴(kuò)散速度小于電化學(xué)反應(yīng)速度而造成的極化。若擴(kuò)散速度很慢，則擴(kuò)散到電極表面的反應(yīng)粒子立即發(fā)生反應(yīng)，從而使電極表面附近反應(yīng)粒子濃度為零，這時濃差極化叫做完全濃差極化，這時電極上的電流密度出現(xiàn)最大值，叫做極限電流密度。只有在

5、高電流密度下濃差極化才占據(jù)主導(dǎo)地位。這時整個電極過程的速度被濃差極化控制著，使得陰極附近金屬離子嚴(yán)重缺乏，造成氫氣析出，導(dǎo)致陰極附近PH值上升，產(chǎn)生一些金屬氫氧化物或堿式鹽，他們以膠體的狀態(tài)吸附在電極表面上，并夾雜在鍍層中，形成空洞、麻點、疏松、燒焦等。2.這是因為細(xì)小的晶粒只有在比平衡電位負(fù)的電位下才是穩(wěn)定的。過電位的絕對值愈大，晶核愈容易形成，晶核尺寸愈小，愈有利于形成大量細(xì)小晶粒。7. 電解液的分散能力、覆蓋能力和整平能力的測試方法。分析影響電解液分散能力的因素？1.分散能力：Haring槽實驗法，彎曲陰極法。覆蓋能力：內(nèi)孔法，凹穴法，直角陰極法。整平能力：旋轉(zhuǎn)圓盤電極法，旋轉(zhuǎn)銅絲電鍍法

6、。2.電化學(xué)因素，主要包括電解液的導(dǎo)電性，陰極反應(yīng)的極化性能，電鍍工藝參數(shù)等。 幾何因素，包括陰極和陽極的形狀及其排布，鍍槽形狀，尺寸，相對位置等。8. 陰極極化性能對鍍層質(zhì)量的影響，怎樣測量極化曲線？增大陰極極化的途徑有哪些？1.2.測量陰極極化曲線可以用恒電流法，也可以用恒電位法。測出陰極極化電流密度和與之對 2應(yīng)的陰極極化電流的數(shù)值，在Ei坐標(biāo)系或Elgi坐標(biāo)系中將其關(guān)系表示出來，就得到陰極極化曲線。3.提高陰極電流密度。絡(luò)合劑和添加劑的使用。9. 單鹽電解液和絡(luò)鹽電解液的各自特性、優(yōu)缺點及適用范圍。為什么絡(luò)鹽電解液電流效率比單鹽電解液低？1.單鹽：成分簡單，成本較低。陰極電流效率很高。

7、廢水處理簡單。可以利用較大的陰極電流密度。絡(luò)鹽：陰極極化性能強(qiáng)，而且主要表現(xiàn)為電化學(xué)極化，所以鍍層結(jié)晶細(xì)致，鍍液分散能力好。2.由于陰極還原反應(yīng)的平衡電位降低，副反應(yīng)速度比較大，故電流效率比單鹽電解液低。10. 附加鹽、添加劑等在電解液中的作用。附加鹽：增加溶液的導(dǎo)電性。提高陰極極化作用。擴(kuò)大陰極電流密度范圍。促進(jìn)陽極溶解。防止金屬鹽水解。緩沖作用。添加劑：11. 鍍層外觀、厚度、結(jié)合力、內(nèi)應(yīng)力、耐蝕性、孔隙率、硬度、脆性等性能的檢測方法。外觀：目力觀察，是否有針孔，麻點，起瘤起皮起泡脫落陰陽面斑點燒焦暗第3 / 7頁影樹枝狀和海綿狀江沉積層以及應(yīng)當(dāng)鍍覆而沒有鍍覆的部位等缺陷。厚度：電鍍層厚度

8、的測量方法有破壞檢測法與非破壞檢測法兩大類。其中破壞檢測法有點滴法液流法溶解法電量法和金相顯微法等;非破壞檢測法有磁性法光切顯微鏡法等。 結(jié)合力：(一)彎曲試驗;(二)銼刀試驗;(三)劃痕試驗;(四)熱震試驗內(nèi)應(yīng)力：幻燈投影法電阻應(yīng)變儀法螺旋收縮儀法X射線衍射法等多種。耐蝕性：腐蝕試驗可根據(jù)實際工況條件對鍍層樣品進(jìn)行浸泡試驗，然后根據(jù)表面狀態(tài)與失重進(jìn)行評定。孔隙率：1.貼濾紙法：將浸有測試溶液的潤濕紙貼于經(jīng)預(yù)處理的被測試閏上，濾紙上的試液滲入孔隙中與中間鍍層或基體金屬作用，生成具有物征顏色的斑點在濾紙上顯示。然后以濾紙上有色斑色的多少來評定鍍層孔隙率。2.涂膏法：將含有相應(yīng)試液的膏狀物涂覆于被

9、測試樣上，通過泥膏中的試液滲入鍍層孔隙與基體金屬或中間鍍層作用，生成具有特征顏色的斑點，要據(jù)此斑點來評定鍍層的孔隙率。3.浸漬法：將試樣浸于相應(yīng)試液中，通過試液滲入鍍層孔隙與基體金屬或中間鍍層作用，在鍍層表面產(chǎn)生有色斑點，然后檢查鍍層表面有色斑點多少來評定鍍層的孔隙率。本法適用于檢驗鋼鐵銅或銅合金和鋁合金基體表面的陰極性鍍層的孔隙率。硬度：一般用顯微硬度法。即采用顯微硬度計上特制的金剛石壓頭，在一定靜負(fù)荷的作用下，壓入試樣的鍍層表面或剖面，獲得相應(yīng)正方角錐體壓痕。然后用硬度上測微目鏡將壓痕放大一定倍率，測量其對壓痕對角線長度。脆性：鍍層脆性的測試，一般通過試樣在外力作用下使之變形，直至鍍層產(chǎn)生

10、裂紋，然后以鍍層產(chǎn)生裂紋時的變形程度或撓度值大小，作為評定鍍層脆性的依據(jù)。 測定鍍層脆性的方法有杯突法靜壓撓曲法等。12. 什么是Hull槽？Hull 槽的特點有那些？1.hull槽是一種簡單又快速的小型電鍍實驗裝置。2.Hull槽的最大特點是：陰極上各部位到陽極的距離不相同，而且是逐漸變化的。這就造成了陰極上各部位的電流密度不相等，同樣是逐漸變化的。13. 哪些電鍍工藝會造成滲氫？總結(jié)逸出有害氣體的鍍槽？設(shè)計電鍍工藝條件時升高溫度的有利影響有那些？1.電解拋光，化學(xué)拋光（電化學(xué)拋光），電解除油，強(qiáng)浸蝕，弱浸蝕，化學(xué)除油。2.氰化物鍍銅（有毒氰化物），鉻酐溶液鍍鉻（鉻霧），鋅酸鹽鍍鋅（堿霧）3

11、.電鍍液在溫度不斷升高的過程中,化學(xué)離子的活性就會越活躍,意味著反應(yīng)速度越快。14. 闡述電鍍的基本過程，電鍍方式有哪些，怎樣選擇？1.(磨光拋光)上掛脫脂除油水洗(電解拋光或化學(xué)拋光)酸洗活化(預(yù)鍍)電鍍水洗(后處理)水洗干燥下掛檢驗包裝2.電鍍分為掛鍍、滾鍍、連續(xù)鍍和刷鍍等方式，主要與待鍍件的尺寸和批量有關(guān)。掛鍍適用于一般尺寸的制品,如汽車的保險杠,自行車的車把等。滾鍍適用于小件，如緊固件、墊圈、銷子等。連續(xù)鍍適用于成批生產(chǎn)的線材和帶材。刷鍍適用于局部鍍或修復(fù)。第4 / 7頁18. 雙層鎳鍍層對鋼鐵基體的保護(hù)作用比單層鎳大得多，為什么？答：在雙層鎳鍍層中，含硫高的光亮鎳層的電位比含硫低的半

12、光亮鎳層的電位負(fù)，因此在組成腐蝕電池時，外層作為陽極，能對下層的半光亮鎳層起陰極保護(hù)作用，使腐蝕電池由終深變?yōu)闄M向發(fā)展。所以雙層鎳鍍層對鋼鐵基體的保護(hù)作用比單層鎳大得多。20. 為什么松孔鉻鍍層耐磨性很好？松孔處理的方法是什么？1.因為松孔鍍層具有一定密度和深度的網(wǎng)狀溝紋，能貯存潤滑油，因此耐磨損性能很高。2.方法是陽極浸蝕。21. 什么是復(fù)合電鍍？簡述復(fù)合電鍍中固體微粒與金屬離子共沉積的過程。1.使固體微粒與金屬離子在陰極工件上共沉積，形成固體微粒均勻彌散分布于鍍層機(jī)質(zhì)金屬中的復(fù)合鍍層，叫做復(fù)合電鍍。2.懸浮于鍍液中的微粒由鍍液深處向陰極表面附近傳輸。微粒黏附在電極表面。微粒被陰極上析出的基

13、質(zhì)金屬嵌入。22. 簡述機(jī)械鍍的含義和特點。1.機(jī)械鍍是一種在常溫常壓下利用物理、化學(xué)吸附沉積和機(jī)械碰撞使金屬粉在工件表面形成鍍層的工藝。2.1 鍍后無氫脆和退火軟化現(xiàn)象2 工業(yè)過程可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)3 生產(chǎn)成本低 生產(chǎn)效益高4 鍍層厚度可根據(jù)需要控制加料23. 化學(xué)鍍的條件是什么？化學(xué)鍍鎳原理是什么？1.鍍液中還原劑的還原電位要顯著低于沉積金屬的電位。鍍液不產(chǎn)生自發(fā)分解。調(diào)節(jié)溶液的pH值、溫度時，可以控制金屬的還原速率，從而調(diào)節(jié)鍍覆蓋率。被還原析出的金屬也具有催化活性，這樣氧化還原沉積過程才能持續(xù)進(jìn)行。溶液有足夠的使用壽命。2.化學(xué)鍍鎳是利用鎳鹽溶液在強(qiáng)還原劑的作用下，通過自催化反應(yīng)使鎳離子還原

14、成金屬鎳并附著在材料表面上的方法。25. 塑料化學(xué)鍍之前為何要進(jìn)行活化處理? 如何進(jìn)行？1.塑料表面活化是為了提高塑料制品的表面性能，是對塑料制品表面生成一些極性基或加以粗化，以使涂料更易潤濕和吸附于制件表面。2.塑料表面活化處理的方法有很多種，比如化學(xué)品氧化法、火焰氧化法、溶劑蒸氣浸蝕法和電暈放電氧化法等。第5 / 7頁26. 鋁及鋁合金的陽極化如何進(jìn)行? 氧化膜的結(jié)構(gòu)如何？硬質(zhì)氧化膜與普通氧化膜的性能特征和主要用途。1.鋁及鋁合金的陽極化是將鋁制品浸在電解液（硫酸溶液等）中，作為陽極通電進(jìn)行電解，使鋁表面生成需要厚度的氧化物膜。2.氧化膜結(jié)構(gòu)其孔體都是六角形結(jié)構(gòu)，內(nèi)層密膜層厚度0.01-0

15、.05m，外層孔膜層厚度達(dá)250m。3.硬質(zhì)氧化膜硬度高耐磨，耐熱，耐腐蝕。27. 鋁陽極化轉(zhuǎn)化膜的分類的工藝特點。28. 什么是鋼鐵的化學(xué)氧化？經(jīng)化學(xué)氧化處理后表面生成膜的組成和厚度如何？1.鋼鐵的化學(xué)氧化是將鋼鐵制件浸在含有氧化劑的堿性溶液中進(jìn)行處理，使其表面形成一層保護(hù)性氧化膜的過程。2.氧化膜主要是由磁性氧化鐵(Fe3O4)組成，膜厚一般為0.5-1.5m，最厚可達(dá)2.5m。29. 什么是磷化膜的后處理？氧化膜的后處理的作用，包括哪些方式？1.為了提高磷化膜的防護(hù)性能，在磷化之后應(yīng)對磷化膜進(jìn)行填充和封閉處理。2.為了提高磷化膜的防護(hù)性能3.防銹磷化（涂油涂脂），冷加工潤滑型磷化（皂化后

16、處理），涂裝打底磷化（鉻酸鹽封閉）第6 / 7頁30. 有哪幾種磷化方法？磷化膜有哪些應(yīng)用？磷化處理的優(yōu)點是什么？1.常用的磷化方式有四種：浸漬、噴淋、噴浸和涂刷。2.用作涂漆的底層，用作冷變形加工時的潤滑層，用作一般變壓器、電機(jī)轉(zhuǎn)子等的硅鋼片絕緣處理。3.在形狀復(fù)雜的鋼制件的內(nèi)表面，以及難以用電化學(xué)方法獲得防護(hù)層的零件表面上，可以用磷化處理法得到防護(hù)層。磷化處理的設(shè)備簡單，操作方便，成本低，生產(chǎn)效率高。31. 鋼鐵的轉(zhuǎn)化型磷化機(jī)理、假轉(zhuǎn)化型磷化機(jī)理分別是什么？轉(zhuǎn)化型磷化：使用堿金屬的磷酸二氫鹽溶液，并加入適量的加速劑和其他添加劑，鋼鐵表面上形成由基體金屬自身轉(zhuǎn)化生成的磷酸鹽和氧化物組成的表面膜。假轉(zhuǎn)化型磷化：使用含游離磷酸和加速劑的重金屬磷酸二氫鹽溶液，鋼鐵表面得到由重金屬的磷酸一