表面處理概念

1、表面處理surface treatment定義： 改進(jìn)構(gòu)件表面性能的處理工藝。概念： 表面處理在基體材料表面上人工形成一層與基體的機(jī)械、物理和化學(xué)性能不同 的表層的工藝方法。目的：滿足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。 對(duì)于金屬鑄件，我們 比較常用的表面處理方法是，機(jī)械打磨，化學(xué)處理，表面熱處理，噴涂表面，表面處 理就是對(duì)工件表面進(jìn)行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等。廣義的表面處理， 即包括前處理、電鍍、涂裝、化學(xué)氧化、熱噴涂等眾多物理化學(xué)方 法在內(nèi)的工藝方法；另一種為狹義的表面處理， 即只包括噴砂、拋丸等在內(nèi)的即我們常說的前處理部分。 以下我們所說的主要是狹義的表面處理。表

2、面處理（前處理）方法手工處理： 如刮刀、鋼絲刷或砂輪等。用手工可以除去工件表面的銹跡和氧化皮，但 手工處理勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，質(zhì)量差，清理不徹底?；瘜W(xué)處理： 主要是利用酸堿性或堿性溶液與工件表面的氧化物及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 使其溶解在酸性或堿性的溶液中，以達(dá)到去除工件表面銹跡氧化皮及油污，再利用尼 龍制成的毛刷輥或 304#不銹鋼絲（耐酸堿溶液制成的鋼絲刷輥清掃干凈便可達(dá)到目的 化學(xué)處理適應(yīng)于對(duì)薄板件清理，但缺點(diǎn)是：若時(shí)間控制不當(dāng)，即使加緩蝕劑，也能使 鋼材產(chǎn)生過蝕現(xiàn)象，對(duì)于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件和有孔的零件，經(jīng)酸性溶液酸洗后，浸入縫 隙或孔穴中的余酸難以徹底清除，若處理不當(dāng)，將成為工件以后腐蝕的

3、隱患，且化學(xué) 物易揮發(fā)，成本高，處理后的化學(xué)排放工作難度大，若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重 的污染。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，此種處理方法正被機(jī)械處理法取代。機(jī)械處理法：主要包括鋼絲刷輥拋光法、拋丸法和噴丸法 拋光法 也就是刷輥在電機(jī)的帶動(dòng)下，刷輥以與軋件運(yùn)動(dòng)相反的方向在板帶的上下表面 高速旋轉(zhuǎn)刷去氧化鐵皮。刷掉的氧化鐵皮采用封閉循環(huán)冷卻水沖洗系統(tǒng)沖掉。 拋丸法 清理是利用離心力將彈丸加速，拋射至工件進(jìn)行除銹清理的方法。但拋丸靈活 性差，受場地限制，清理工件時(shí)有些盲目性，在工件內(nèi)表面易產(chǎn)生清理不到的死角。 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修工時(shí)多，費(fèi)用高，一次性 投入大。用噴丸進(jìn)

4、行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸對(duì)薄板工件的處理，容易使 工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無論拋丸或噴丸）使金屬基材產(chǎn)生變形，由于四 氧化三鐵和三氧化二鐵沒有塑性，破碎后剝離，而油膜與其材一同變形，所以對(duì)帶有 油污的工件，拋丸、噴丸無法徹底清除油污。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效 果最佳的還數(shù)噴砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國目前通用噴 砂設(shè)備中多由鉸龍、刮板、頭號(hào)式提升機(jī)等原始笨重輸砂機(jī)械組成。用戶需要施建一 個(gè)深地坑及做防水層來裝置機(jī)械，建設(shè)費(fèi)用高，維修工作量及維修費(fèi)用極大，噴砂過 程中產(chǎn)生大量的矽塵無法清除，嚴(yán)重影響操作工人的健康并污染環(huán)境。手工噴砂房要根

5、據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)相對(duì)于容納工件較寬敞的空間，不能太拘謹(jǐn)否則影 響工人手工作業(yè)，同時(shí)照明條件一定要好，對(duì)于較干燥的地區(qū)完全可以把拋沙放在室 外進(jìn)行。等離子表面處理 等離子 又名電漿，是由帶正電的正粒子、負(fù)粒子（其中包括正離子，負(fù)離子、電子、 自由基和各類活性基團(tuán)等）組成的集合體，其中正電荷和負(fù)電荷電量相等故稱等離子 體，是除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外物質(zhì)存在的第四態(tài)等離子態(tài)。 等離子表面處理器由等離子發(fā)生器，氣體輸送管路及等離子噴頭等部分組成，等離子 發(fā)生器產(chǎn)生高壓高頻能量在噴嘴鋼管中被激活和被控制的輝光放電中產(chǎn)生低溫等離子 體，借助壓縮空氣將等離子噴向工件表面，當(dāng)?shù)入x子體和被處理物體表面相遇時(shí)，產(chǎn) 生

6、了物體變化和化學(xué)反應(yīng)。表面得到了清潔，去除了碳化氫類污物，如油脂，輔助添 加劑等，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙， 或形成致密的交聯(lián)層， 或引入含氧極性基團(tuán) （羥基、羧基） ， 這些基因?qū)Ω黝愅糠蟛牧暇哂写龠M(jìn)其粘合的作用，在粘合和油漆應(yīng)用時(shí)得到了優(yōu)化。 在同樣效果下，應(yīng)用等離子體處理表面可以得到非常薄的高張力涂層表面，有利于粘 結(jié)、涂覆和印刷。不需其他機(jī)器、化學(xué)處理等強(qiáng)烈作用成份來增加粘合性。等離子表面處理在印刷包裝行業(yè)廣義表面處理技術(shù)的分類 根據(jù)使用的方法不同，可將表面處理技術(shù)分為下述種類。一、電化學(xué)方法 這種方法是利用電極反應(yīng)，在工件表面形成鍍層。其中主要的方法是：（一）電鍍?cè)陔娊赓|(zhì)溶液中，工件為陰極，

7、在外電流作用下，使其表面形成鍍層的過程，稱 為電鍍。鍍層可為金屬、合金、半導(dǎo)體或含各類固體微粒，如鍍銅、鍍鎳等。（二）氧化 在電解質(zhì)溶液中，工件為陽極，在外電流作用下，使其表面形成氧化膜層的過程，稱為陽極氧化，如鋁合金的陽極氧化鋼鐵的氧化處理可用化學(xué)或電化學(xué)方法?；瘜W(xué)方法是將工件放入氧化溶液中，依 靠化學(xué)作用在工件表面形成氧化膜，如鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理。二、化學(xué)方法這種方法是無電流作用，利用化學(xué)物質(zhì)相互作用，在工件表面形成鍍覆層。其中 主要的方法是：（一）化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理 在電解質(zhì)溶液中，金屬工件在無外電流作用，由溶液中化學(xué)物質(zhì)與工件相互作用 從而在其表面形成鍍層的過程，稱為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。如金屬表面

8、的發(fā)藍(lán)、磷化、鈍 化、鉻鹽處理等。（二）化學(xué)鍍 在電解質(zhì)溶液中，工件表面經(jīng)催化處理，無外電流作用，在溶液中由于化學(xué)物質(zhì) 的還原作用，將某些物質(zhì)沉積于工件表面而形成鍍層的過程，稱為化學(xué)鍍，如化學(xué)鍍 鎳、化學(xué)鍍銅等。三、熱加工方法這種方法是在高溫條件下令材料熔融或熱擴(kuò)散，在工件表面形成涂層。其主要方 法是：（一）熱浸鍍 金屬工件放入熔融金屬中，令其表面形成涂層的過程，稱為熱浸鍍，如熱鍍鋅、 熱鍍鋁等。（二）熱噴涂 將熔融金屬霧化，噴涂于工件表面，形成涂層的過程，稱為熱噴涂，如熱噴涂鋅、 熱噴涂鋁等。（三）熱燙印將金屬箔加溫、加壓覆蓋于工件表面上，形成涂覆層的過程，稱為熱燙印，如熱 燙印鋁箔等。（四

9、）化學(xué)熱處理 工件與化學(xué)物質(zhì)接觸、加熱，在高溫態(tài)下令某種元素進(jìn)入工件表面的過程，稱為 化學(xué)熱處理，如滲氮、滲碳等。（五）堆焊 以焊接方式，令熔敷金屬堆集于工件表面而形成焊層的過程，稱為堆焊，如堆焊 耐磨合金等。四、真空法 這種方法是在高真空狀態(tài)下令材料氣化或離子化沉積于工件表面而形成鍍層的過 程。其主要方法是。（一）物理氣相沉積（ PVD） 在真空條件下，將金屬氣化成原子或分子，或者使其離子化成離子，直接沉積到 工件表面，形成涂層的過程，稱為物理氣相沉積，其沉積粒子束來源于非化學(xué)因素， 如蒸發(fā)鍍?yōu)R射鍍、離子鍍等。（二）離子注入 高電壓下將不同離子注入工件表面令其表面改性的過程，稱為離子注入，如

10、注硼 等。（三）化學(xué)氣相沉積（ CVD） 低壓（有時(shí)也在常壓）下，氣態(tài)物質(zhì)在工件表面因化學(xué)反應(yīng)而生成固態(tài)沉積層的 過程，稱為化學(xué)氣相鍍，如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。五、其它方法 主要是機(jī)械的、化學(xué)的、電化學(xué)的、物理的方法。其中的主要方法是。（一）涂裝閑噴涂或刷涂方法，將涂料（有機(jī)或無機(jī)）涂覆于工件表面而形成涂層的過程， 稱為涂裝，如噴漆、刷漆等。（二）沖擊鍍 用機(jī)械沖擊作用在工件表面形成涂覆層的過程，稱為沖擊鍍，如沖擊鍍鋅等。（三）激光面表處理用激光對(duì)工件表面照射，令其結(jié)構(gòu)改變的過程，稱為激光表面處理，如激光淬火、 激光重熔等。（四）超硬膜技術(shù)以物理或化學(xué)方法在工件表面制備超硬膜的技術(shù)，稱為超硬膜技術(shù)。如金剛石薄 膜，立方氮化硼薄膜等。（五）電泳及靜電噴涂1、電泳工件作為一個(gè)電極放入導(dǎo)電的水溶性或水乳化的涂料中