常見表面處理.

1、常見表面處理知識培訓常見表面處理知識培訓主講：夏孝恩主講：夏孝恩 2013.11.16廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司2內容安排內容安排一、 表面處理定義二、常見表面處理方法1.0 1.0 電鍍電鍍 2.0 2.0 熱浸鍍鋅熱浸鍍鋅3.0 3.0 機械鍍機械鍍4.0 4.0 化學鍍化學鍍5.0 5.0 浸漬鍍浸漬鍍6.0 6.0 陽極氧化陽極氧化7.0 7.0 化學轉化層化學轉化層8.0 8.0 鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理9.0 9.0 金屬染色金屬染色10.0 10.0 涂裝涂裝11.0 11.0 熱浸鍍熱浸鍍12.0 12.0 陰極

2、濺射陰極濺射13.0 13.0 真空鍍真空鍍14.0 14.0 表面硬化：表面硬化： 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司3 一、表面處理定義一、表面處理定義 表面處理即是通過一定的方法在工件形成覆蓋層表面處理即是通過一定的方法在工件形成覆蓋層 的過程，表面其目的是賦以制品表面美觀、防腐的過程，表面其目的是賦以制品表面美觀、防腐 蝕的效果。蝕的效果。 進行的表面處理方法都歸結于以下常用幾種方法：進行的表面處理方法都歸結于以下常用幾種方法： 電鍍、熱浸鍍鋅電鍍、熱浸鍍鋅 、機械鍍、化學鍍、機械鍍、化學鍍 、浸漬鍍、浸漬鍍 、 陽極氧化陽

3、極氧化 、化學轉化層、化學轉化層 、鉻酸鹽處理、金屬染、鉻酸鹽處理、金屬染 色色 、涂裝、涂裝 、熱浸鍍、熱浸鍍 、熱浸鍍錫、熱浸鍍錫、 陰極濺射陰極濺射 、 真空鍍真空鍍 、離子鍍、離子鍍 、表面硬化等。、表面硬化等。 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司4二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法 1.0 1.0 電鍍電鍍(Electroplating) (Electroplating) ：工件作為陰極工件作為陰極 將接受電鍍的部件浸于含有被沉積金屬化合物的水溶液中，以電流通將接受電鍍的部件浸于含有被沉積金屬化合物的水溶液中，以電流

4、通過鍍液，使電鍍金屬析出并沉積在部件上。一般電鍍有鍍鋅、銅、過鍍液，使電鍍金屬析出并沉積在部件上。一般電鍍有鍍鋅、銅、鎳、鉻、銅鎳合金等，有時把煮黑（發(fā)藍）、磷化等也包括其中。鎳、鉻、銅鎳合金等，有時把煮黑（發(fā)藍）、磷化等也包括其中。 1.1 1.1 五金電鍍前處理和電鍍：打磨去氧化皮五金電鍍前處理和電鍍：打磨去氧化皮- -拋光拋光- -除油脫脂除油脫脂- -水洗水洗- -酸洗酸洗除銹除銹- -堿洗中和堿洗中和- -水洗水洗- -檢查檢查- -上架上架- -入槽電鍍入槽電鍍- -烘干烘干- -檢查檢查- -包裝包裝- -出貨出貨 1.2 1.2 電鍍的質量以其耐腐蝕能力為主要衡量標準，其次是外

5、觀。電鍍的質量以其耐腐蝕能力為主要衡量標準，其次是外觀。 耐腐蝕能力即是模仿產品工作環(huán)境，設置為試驗條件，對其加耐腐蝕能力即是模仿產品工作環(huán)境，設置為試驗條件，對其加 以腐蝕試驗。以腐蝕試驗。 電鍍產品的質量從以下方面加以控制：電鍍產品的質量從以下方面加以控制： 外觀：制品表面不允許有局部無鍍層、燒焦、粗糙、灰暗、起外觀：制品表面不允許有局部無鍍層、燒焦、粗糙、灰暗、起 皮橘皮狀況和明顯條紋，不允許有針孔麻點、黑色鍍渣、皮橘皮狀況和明顯條紋，不允許有針孔麻點、黑色鍍渣、 鈍化膜疏松、龜裂、脫落和嚴重的鈍化痕跡。鈍化膜疏松、龜裂、脫落和嚴重的鈍化痕跡。 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有

6、限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司5二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法、鍍層厚度：、鍍層厚度：u 緊固件在腐蝕性大氣中的作業(yè)壽命與它的鍍層厚度成正比。一般建議的經濟電緊固件在腐蝕性大氣中的作業(yè)壽命與它的鍍層厚度成正比。一般建議的經濟電鍍鍍層厚度為鍍鍍層厚度為0.00015in0.00015in0.0005 in (40.0005 in (412um).12um).u 熱浸鍍鋅：標準的平均厚度為熱浸鍍鋅：標準的平均厚度為54 um54 um（稱呼徑（稱呼徑3/83/8為為43 um43 um），最小厚度為），最小厚度為43 43 umum（稱呼徑（稱呼徑3/83/8為為

7、37 um37 um）。）。、鍍層分布：、鍍層分布：u 采用不同的沉積方法，鍍層在緊固件表面上的聚集方式也不同。電采用不同的沉積方法，鍍層在緊固件表面上的聚集方式也不同。電鍍時鍍層金屬不是均勻地沉積在外周邊緣上，轉角處獲得較厚鍍層。鍍時鍍層金屬不是均勻地沉積在外周邊緣上，轉角處獲得較厚鍍層。在緊固件的螺紋部分，最厚的鍍層位于螺紋牙頂，沿著螺紋側面漸在緊固件的螺紋部分，最厚的鍍層位于螺紋牙頂，沿著螺紋側面漸漸變薄，在牙底處沉積最薄，而熱浸鍍鋅正好相反，較厚的鍍層沉漸變薄，在牙底處沉積最薄，而熱浸鍍鋅正好相反，較厚的鍍層沉積在內轉角和螺紋底部，機械鍍的鍍層金屬沉積傾向與熱浸鍍相同，積在內轉角和螺紋

8、底部，機械鍍的鍍層金屬沉積傾向與熱浸鍍相同，但是更為光滑而且在整個表面上厚度要均勻得多。但是更為光滑而且在整個表面上厚度要均勻得多。 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司6二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法、氫脆：u 緊固件在加工和處理過程中，尤其在鍍前的酸洗和堿洗以及隨后的電鍍過程中，表面吸收了氫原子，沉積的金屬鍍層然后俘獲氫。當緊固件擰緊時，氫朝著應力最集中的部分轉夠，引起壓力增高到超過基體金屬的強度并產生微小的表面破裂。氫特別活動并很快滲入到新形成的裂隙中去。這種壓力-破裂-滲入的循環(huán)一直繼續(xù)到緊固件斷裂。通常發(fā)生在第一次

9、應力應用后的幾個小時之內。u 為了消除氫脆的威脅，緊固件要在鍍后盡可能快地加熱烘焙，以使氫從鍍層中滲出，烘焙通常在375-4000F（176-190）進行3-24小時。u 由于機械鍍鋅是非電解質的，這實際上消除了氫脆的威脅。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司7二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法2.0 2.0 熱浸鍍鋅：熱浸鍍鋅：通過將碳鋼部件浸沒溫度約為通過將碳鋼部件浸沒溫度約為510510的溶化鋅的鍍槽內完的溶化鋅的鍍槽內完 成。其結果是鋼件表面上的鐵鋅合金漸漸變成產品外表成。其結果是鋼件表面上的鐵鋅合金漸漸變成產品外表 面

10、上的鈍化鋅。熱浸鍍鋁是一個類似的過程。熱浸鍍鋅面上的鈍化鋅。熱浸鍍鋁是一個類似的過程。熱浸鍍鋅 (Galvanizing),(Galvanizing),俗稱俗稱 鉛水鉛水 。2.1 2.1 一般螺絲多采用電鍍方式，但用在電力、高速公路等室外的六角螺一般螺絲多采用電鍍方式，但用在電力、高速公路等室外的六角螺釘等用熱浸鋅；電鍍的成本一般每公斤為釘等用熱浸鋅；電鍍的成本一般每公斤為0.60.60.80.8元，熱浸鋅一元，熱浸鋅一般為般為1.51.52 2元元/ /公斤，成本較高。公斤，成本較高。3.0 3.0 機械鍍機械鍍：通過鍍層金屬的微粒來沖擊產品表面，并將涂層冷焊到產通過鍍層金屬的微粒來沖擊產

11、品表面，并將涂層冷焊到產 品的表面上。品的表面上。4.0 4.0 化學鍍化學鍍：自催化鍍：自催化鍍(Auto-catalytic Plating)(Auto-catalytic Plating)，一般稱為，一般稱為“化學鍍化學鍍 (Chemical Plating) (Chemical Plating)”、“無電鍍無電鍍(Electroless Plating)(Electroless Plating)” 等自催化鎳磷鍍及工業(yè)應用等自催化鎳磷鍍及工業(yè)應用 。 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司8二、常見表面處理方法二、常見表面處理方

12、法5.0 5.0 浸漬鍍浸漬鍍(Immersion Plating)(Immersion Plating)：采用硫酸銅、硫酸亞錫為主鹽的置換反應浸鍍法在鋼鐵件表面制得金黃色銅錫合金層。通過添加含氟系陰離子及羧基系陰離子的絡合劑 ,控制銅、錫離子的置換反應速度 ,獲得 1 5% 39%銅含量的合金鍍層 ,外觀呈 18 22K金色 ,膜層結合力好 ,耐蝕性優(yōu)良。 5.1 5.1 化學鍍仿金的類型有兩種 ,一種是使用還原劑的化學還原型 ,所形成的鍍膜一般為赤褐色或色澤不好的金色 ,其鍍膜的附著力差。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司9二、

13、常見表面處理方法二、常見表面處理方法 另一種：浸鍍即置換鍍或接觸鍍 ,是一種無需外界電流或還原劑,利用兩種金屬的電位差產生的電動勢驅動的置換反應。 浸漬鍍設備少、效率高、成本低。 6.0 6.0 陽極氧化陽極氧化(Anodizing):(Anodizing):接近表面鍍層處理，金屬或合金的電化學氧化。 將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。 例如鋁陽極氧化，將鋁及其合金置于相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，進行電解。陽極的鋁或其合金

14、氧化 ，表面上形成氧化鋁薄層 ，其厚度為520微米 ，硬質陽極氧化膜可達60200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達250500千克平方毫米，良好的耐熱性 ，硬質陽極 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司10二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法 氧化膜熔點高達2320K ，優(yōu)良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達2000V，增強了 抗腐蝕性能 ，在0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。 氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤滑劑，適合制造發(fā)動機 氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。 有

15、色金屬或其合金（如鋁、鎂及其合金等）都可進行陽極氧化處理，這種 方法廣泛用于機械零件，飛機汽車部件，精密儀器及無線電器材，日用品 和建筑裝飾等方面。 補充：除金屬外，其他物質在陽極所引起的氧化作用，也稱為“陽極氧化” 補充：在現(xiàn)實工藝中，針對鋁合金的陽極氧化，比較多，可以應用在日常 生活中，以為這種工藝的特性，使鋁件表面產生堅硬的保護層，可 用于生產廚具等日用品。但鑄造鋁的陽極氧化效果不好，表面不光 良，還只能是黑色。鋁合金型材就要好一點。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司11二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法 7.0 7.0

16、 化學轉化層化學轉化層(Chemical Conversion Coating)(Chemical Conversion Coating)： 用電化學法或化學法利用金屬離子與均懸浮在溶液中的不溶液性，使金屬或其腐蝕產物與環(huán)境中的組成成分發(fā)生化學反應，從而在金屬表面形成的無機物覆蓋層。 a.鋼鐵發(fā)藍（Blackening)，俗稱“煲黑或發(fā)黑” b.鋼鐵磷化(Phosphating): c.復合電鍍（彌散電鍍）composite plating廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司12二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法8.0 8.0

17、鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理(Chromating) (Chromating) 9.0 9.0 金屬染色金屬染色(Metal Colouring) (Metal Colouring) ：10.0 10.0 涂裝涂裝(Paint Finishing)(Paint Finishing)：包括各種涂裝如手工涂裝、靜電涂 裝、電泳涂裝等。11.0 11.0 熱浸鍍熱浸鍍(Hot dip)(Hot dip)：熱浸鍍簡稱熱鍍，是將被鍍金屬材料浸于 熔點較低的其他液態(tài)金屬或合金中進行鍍 層的方法。此法的基本特征是在基體金屬 與鍍層金屬之間有合金層形成。11.1 熱浸鍍鋅(Galvanizing),俗稱鉛水。11.2

18、 熱浸鍍錫(Tinning) 廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司13二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法12.0 12.0 陰極濺射：陰極濺射：具有足夠能量的帶電粒子或中性粒子碰撞物體表 面時，可把能量傳遞給表面的原子。只要表面原 子獲得的能量大于本身的電離能，就能擺脫周圍 原子的束縛而離開物體表面，這種現(xiàn)象稱為濺射13.0 13.0 真空鍍真空鍍(Vacuum Plating) (Vacuum Plating) ：真空鍍主要包括真空蒸鍍、濺射 鍍和離子鍍幾種類型。它們都是采用在真空條件下 通過蒸餾或濺射等方式在塑件表面沉積各種

19、金屬和 非金屬薄膜，通過這樣的方式可以得到非常薄的表 面鍍層，同時具有速度快附著力好的突出優(yōu)點。因 其價格高一般用來作較高檔產品的功能性鍍層。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司14二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法 13.1 離子鍍(Ion Plating)： 離子鍍在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物質部分電離，在氣體離子或被蒸發(fā)離子的轟擊下，將蒸發(fā)物質或其反應物沉積在基片上的方法。其中包括磁控濺射離子鍍、反 應離子鍍、空心陰極放電離子鍍（空心陰極蒸鍍法）、多弧離子鍍（陰極弧離子鍍）等。 14.0 14.0 表面硬化：

20、表面硬化： 所謂表面硬化法是指通過適當的方法使零件的表層硬化而零件的心部仍然具有強韌性的處理。通過這種處理，可以改善零件的耐磨性以及耐疲勞性，而由于零件的心部仍然具有良好的韌性和強度，因此對沖擊載荷有良好的抵抗作用。常用的表面硬化處理方法主要有滲碳、氮化、硬質陽極氧化、鍍鉻、表面淬火以及滲金屬等。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司15 六、質量檢驗的依據 二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法14.1 14.1 滲碳滲碳u 鋼的滲碳就是含碳量較低的鋼制零件在滲碳介質中加熱或者保溫，使碳原子滲入表面，獲得一定的表面含碳量，在淬火之后

21、含碳量高的表層硬度很高，而含碳量低的心部硬度低仍具有良好的韌性。u 目的是使零件獲得高的表面硬度、耐磨性以及高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。u 主要用于承受磨損、交變接觸應力或者彎曲應力和沖擊載荷的零件，如軸、齒輪、凸輪軸等，這些零件要求表面有很高的硬度而心部要有足夠的強度和韌性。u 滲碳法分為固體滲碳法、液體滲碳法和氣體滲碳法三種。另外還有真空滲碳法。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司16氣體滲碳法氣體滲碳法示意圖示意圖 氣體滲碳法氣體滲碳法將工件放入密封爐內，在高溫滲將工件放入密封爐內，在高溫滲碳氣氛中滲碳。碳氣氛中滲碳。滲劑為

22、氣體滲劑為氣體 ( (煤氣、液化氣等煤氣、液化氣等) )或有機液體或有機液體( (煤油、甲醇等煤油、甲醇等) )。優(yōu)點優(yōu)點: : 質量好質量好, , 效率高；效率高；缺點缺點: : 滲層成分與深度不易控制滲層成分與深度不易控制二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法 滲碳方法滲碳方法廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司17二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法真空滲碳爐真空滲碳爐 固體滲碳法固體滲碳法將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳。將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳。滲劑為木炭。滲劑為木炭。優(yōu)點：操作簡單；優(yōu)

23、點：操作簡單；缺點：滲速慢，勞動條件差。缺點：滲速慢，勞動條件差。l 真空滲碳法真空滲碳法l將工件放入真空滲碳爐中，抽真空將工件放入真空滲碳爐中，抽真空后通入滲碳氣體加熱滲碳。后通入滲碳氣體加熱滲碳。l優(yōu)點優(yōu)點: : 表面質量好表面質量好, , 滲碳速度快。滲碳速度快。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司18二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法u 滲碳溫度滲碳溫度：為：為900-950。 滲碳層厚度滲碳層厚度（由表面到過度層一半處的厚度）：（由表面到過度層一半處的厚度）： 一般為一般為0.5-2mm。l滲碳層表面含碳量：滲碳層表面

24、含碳量： 以以0.85-1. 050.85-1. 05為最好。為最好。l滲碳緩冷后組織：滲碳緩冷后組織： 表層為表層為P+P+網狀網狀FeFe3 3C C; ; 心部為心部為F+P; F+P; 中間為過渡區(qū)。中間為過渡區(qū)。低碳鋼滲碳緩冷后的組織低碳鋼滲碳緩冷后的組織廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司19二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法u 滲碳后的熱處理滲碳后的熱處理淬火淬火+ +低溫回火低溫回火, , 回火溫度為回火溫度為160-180160-180。淬火方法有：淬火方法有： 預冷淬火法預冷淬火法滲碳后預冷到略高于滲碳后預冷

25、到略高于ArAr1 1溫度直接淬火。溫度直接淬火。滲碳后的熱處理示意圖滲碳后的熱處理示意圖廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司20二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法一次淬火法一次淬火法：即滲碳緩冷后重新加熱淬火。：即滲碳緩冷后重新加熱淬火。 二次淬火法：二次淬火法：即滲碳緩冷后即滲碳緩冷后第一次加熱為心部第一次加熱為心部AcAc3 3+30-50+30-50，細化心部細化心部；第第二次加熱為二次加熱為AcAc1 1+30-50+30-50，細化表層細化表層。 滲碳后的熱處理示意圖滲碳后的熱處理示意圖廣州影龍電影器材有限公司廣州影

26、龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司21常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到常用方法是滲碳緩冷后，重新加熱到AcAc1 1+30-50+30-50淬火淬火+ +低溫回低溫回火。火。此時組織為：此時組織為：表層：表層：M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(+A(少量少量) )心部：心部：M M回回+F+F（淬透時）（淬透時）二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織M+F廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司22二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法14.2 14.

27、2 氮化氮化 氮化是指把合金鋼（一般含有Al、Cr、Mo）在無水氨氣（NH3）流中在500570左右長時間加熱，使鋼的表面形成一層硬度很高又耐腐蝕的氮化物（主要為Fe2N、Fe3N、Fe4N）。一般有氣體滲氮液體滲氮和輝光離子滲氮。 氮化時合金鋼的含碳量一般在0.2%0.5%，主要由零件心部的機械性能來決定含碳量，含碳量高時阻礙N的擴散，從而減少氮化層的厚度，而含碳量少時，零件截面上的硬度梯度變化就會大，從而造成氮化層容易剝離。Al的作用是增加滲氮后鋼的表面硬度，Cr可以增加氮化層的厚度，Mo可以防止在500570長時間加熱造成的回火脆性，Cr、Mo對材質的改良也很重要。歷史最久國際上普遍采用

28、的滲氮鋼是38CrMoAl38CrMoAl。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司23u 一般的氮化零件的工藝流程為鍛造退火粗加工調質精加工氮化。u 不需要氮化的部位可以鍍Ni或者鍍Sn或者鍍Pb20%+Sn80%。u 氮化處理前先對零件進行調質處理，使其具有良好的塑性和韌性，氮化處理后不再實施淬火、回火，并且氮化處理本身的溫度就比較低，所以工件的變形小。u 氮化處理后工件表面的硬度可以達到HRC6572，比滲碳處理后的硬度更高更耐磨，并且耐腐蝕性能要好。u 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。如儀表的用于耐磨性、精度要求

29、高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。 二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法縫紉機用氮化件縫紉機用氮化件經氮化的機車曲軸經氮化的機車曲軸廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司24二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法井式氣體氮化爐井式氣體氮化爐離子氮化爐離子氮化爐l氮化溫度氮化溫度為為500-570500-570l氮化層厚度氮化層厚度不超過不超過0.6-0.7mm0.6-0.7mm。l氣體氮化法與氣體滲碳法類似，氣體氮化法與氣體滲碳法類似， 滲劑為氨。滲劑為氨。l 離子氮

30、化法是在電場作用下，離子氮化法是在電場作用下，使使 電離的氮離子高速沖擊作為陰極電離的氮離子高速沖擊作為陰極 的工件。的工件。l與氣體氮化相比，氮化時間短，氮與氣體氮化相比，氮化時間短，氮 化層脆性小?；瘜哟嘈孕?。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司25二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法14.3 14.3 硬質陽極氧化硬質陽極氧化u 鋁的陽極氧化是以鋁或鋁合金作陽極，以鉛板作陰極在電解液中電解，使其表面生成氧化膜層。經過陽極氧化，鋁表面能生成厚度為幾個至幾百微米的氧化膜。這層氧化膜的表面是多孔蜂窩狀的，比起鋁合金的天然氧化膜，其

31、耐蝕性、耐磨性和裝飾性都有明顯的改善和提高。采用不同的電解液和工藝條件，就能得到不同性質的陽極氧化膜。u 工藝流程：工藝流程： 脫脂除油脫脂除油堿腐蝕堿腐蝕拋光拋光陽極氧化陽極氧化染色染色封孔處理。封孔處理。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司26二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法u 堿腐蝕的目的是去除鋁合金表面致密但不均勻的氧化膜，對高硅鋁合金，采用HN03、HF混合溶液，其他鋁合金采用以NaOH溶液為主的堿性槽液。u 拋光拋光的目的是得到光亮的基體表面，分為機械拋光、電解拋光的目的是得到光亮的基體表面，分為機械拋光、電解拋光

32、和化學拋光和化學拋光。機械拋光就是采用機械方法磨出光亮表面。電解拋光是利用電流的作用，使鋁合金發(fā)生電化學反應，在鋁合金表面凸凹不平的部分發(fā)生不同程度的溶解，使鋁件表面產生光滑的鏡面效果?；瘜W拋光就是把零件浸在化學溶液里面發(fā)生反應從而得到光亮的表面，分為酸性拋光和堿性拋光。 u 染色染色就是利用陽極氧化膜的多孔結構和強吸附性能，將已陽極就是利用陽極氧化膜的多孔結構和強吸附性能，將已陽極氧化處理的鋁制件浸漬在有機染料或無機染料的溶液中，則氧氧化處理的鋁制件浸漬在有機染料或無機染料的溶液中，則氧化膜針孔吸附染料而著色。另外還有電解著色、整體著色等。化膜針孔吸附染料而著色。另外還有電解著色、整體著色等

33、。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司27二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法u 由于鋁及鋁合金生成的氧化膜具有高的孔隙率和吸附性，很容易被污染，尤其在腐蝕性環(huán)境中，腐蝕介質容易進入膜層孔隙而引起腐蝕。u 氧化膜染色后應進行封閉處理，以增加色澤的耐曬性和耐蝕性。在工業(yè)生產中，經過陽極氧化的膜層，不管染色與否，一般都要進行封閉處理。一般采用的是熱水封閉和蒸汽封閉，其原理為氧化膜表面和孔壁的三氧化二鋁在熱水中發(fā)生水化反應，生成水合氧化鋁，使原來氧化膜的體積增加33100%，氧化膜體積的膨脹使膜孔顯著縮小，從而達到封孔的目的。 反應式為

34、： Al2O3+nH2O= Al2O3nH2Ou 此外還可以采用各種化學溶液封閉，如重鉻酸鉀溶液封閉，封閉后的陽極氧化膜呈淺黃色，有特別高的耐蝕性。u 陽極氧化采用的電解液主要有硫酸、草酸、鉻酸，其中硫酸陽極氧化處理應用最為廣泛。如果沒有特別指明，一般指的是硫酸陽極氧化。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司28二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法14.4 14.4 鍍鉻鍍鉻u 鉻的硬度可以達到 80010OOHV，是最硬的金屬。它有很強的鈍化性能，在大氣中很快鈍化，因而鉻層在大氣中很穩(wěn)定，能長期保持其光澤，在堿、硝酸、硫化物、碳酸

35、鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩(wěn)定，但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。u 鉻鍍層優(yōu)點為硬度高、耐磨性好、光反射性強。并且耐熱性佳，在480C以下不變色，50O 以上才開始氧化，700 則硬度下降。鉻鍍層缺點為太硬易脆、易脫落。鉻鍍層具多孔性，所以對鋼鐵腐蝕性不很理想，所以一般先鍍銅，再鍍鎳最后再鍍一層鉻才能達到防腐蝕及裝飾的目的。u 鍍硬鉻就是比一般鍍鉻層厚一點，所以相應的時間也要延長，一般需要十幾個小時。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司29二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法14.5 14.5 表面淬火表面淬火u 表面淬火是

36、指將工件表面一定深度范圍內迅速加熱到淬火溫度，然后迅速冷卻，在一定深度范圍內達到淬火目的的熱處理工藝。 u 目的是在工件表面一定深度范圍內獲得馬氏體組織，而心部仍保持淬火前的組織狀態(tài)（調質或者正火狀態(tài)），從而使表面硬而耐磨，而心部又有足夠的塑性和韌性。主要用于中碳調質鋼和球墨鑄鐵制的機器零件。u 主要的表面淬火方式有感應加熱表面淬火、火焰淬火以及激光加熱和電子束加熱表面淬火。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司30二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法14.5.1 14.5.1 感應加熱表面淬火感應加熱表面淬火u 定義：是使工件表面

37、產生一定的感應電流，迅速加熱零件表面，然后迅速淬火的一種金屬熱處理方法。u 感應加熱原理：工件放到感應器內，感應器一般是通入中頻或高頻交流電(500-300KHz)的空心銅管。產生交變磁場在工件中產生出同頻率的感應電流，這種感應電流在工件的分布是不均勻的，在表面強，而在內部很弱，到心部接近于0，叫做集膚效應。利用這個集膚效應，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內表面溫度上升到800-1000C，而心部溫度升高很小。u 根據電流頻率的不同，可將感應加熱表面淬火分為三類：p 第一類是高頻感應加熱淬火，常用電流頻率范圍為200300 千赫茲，一般淬硬層深度為0.52.0mm。適用于中小模數的 齒輪及中小尺寸的軸類零件等。廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司廣州影龍電影器材有限公司31二、常見表面處理方法二、常見表面處理方法p 第二類是中頻感應加熱淬火，常用電流頻率范圍為2500800HZ，一般淬硬層深度為210mm。適用于較大尺寸的軸和大中模數的 齒輪等。p 第三類是工頻感應加熱淬火，電流頻率為50赫茲，不需要變頻設備，淬硬層深度可達1015mm。適用于較大直徑零件的穿透加熱及大直徑零件如軋輥、火車車輪等的表面淬火。u 感應加熱表面淬火具有表面質量好