金屬的表面處理

1、金屬的表面處理金屬表面處理 知 識(shí)金屬表面處理的分類金屬表面處理的分類 = = 化學(xué)處理方法化學(xué)處理方法 = = 機(jī)械處理方法機(jī)械處理方法金屬表面處理 知 識(shí)化學(xué)處理方法的定義化學(xué)處理方法的定義 金屬的化學(xué)處理法是通過化學(xué)或電化學(xué)手段,使金屬表面形成穩(wěn)定的化合物膜層的方法,這種經(jīng)過化學(xué)處理生成的膜層稱之為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜金屬表面處理 知 識(shí)化學(xué)處理方法的分類化學(xué)處理方法的分類 電鍍電鍍( (電沉積電沉積) ) 化學(xué)鍍化學(xué)鍍 電化學(xué)及化學(xué)轉(zhuǎn)化電化學(xué)及化學(xué)轉(zhuǎn)化( (化學(xué)處理化學(xué)處理) ) 陽極氧化陽極氧化 化學(xué)氧化化學(xué)氧化 鉻酸鹽處理鉻酸鹽處理 磷酸鹽處理磷酸鹽處理 金屬表面處理 知 識(shí)電鍍處理的定義及

2、應(yīng)用電鍍處理的定義及應(yīng)用 定義定義: : 利用電解在制件表面形成均勻.致密.結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程,使其具有防腐耐磨潤(rùn)滑等作用,如:鍍各色鋅.鍍銅等;金屬表面處理 知 識(shí)電鍍處理的工藝要求電鍍處理的工藝要求 工件表面不能有明顯的劃碰痕跡及無 法清除的銹斑 不銹鋼五金零件的電鍍很容易脫落鍍 層,所以一般不銹鋼材料不要求電鍍, 如有工件須鉚不銹鋼的五金零件且需 電鍍時(shí),在工藝安排時(shí)必須考慮,如電 鍍后再鉚對(duì)工件有影響時(shí),此時(shí)有必 要改變五金零件的材質(zhì)(不鏽鋼改為 快削鋼)金屬表面處理 知 識(shí)電鍍處理的工藝要求電鍍處理的工藝要求 壓死邊的工件電鍍后死邊處的電鍍 殘液會(huì)滲出來腐蝕工件,工藝上

3、需 預(yù)留約0.3mm的間隙 電鍍前工件應(yīng)強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)加工人員的 防銹意識(shí)(戴手套,刷防銹油),因工 件上有手印會(huì)導(dǎo)致電鍍后出現(xiàn)花斑 .水印等不良現(xiàn)象金屬表面處理 知 識(shí)電鍍處理的工藝要求電鍍處理的工藝要求 如工件需組裝.一般情況下是先電 鍍?cè)俳M裝,否則易出現(xiàn)工件變形.松 動(dòng)及電鍍良現(xiàn)象(如抽孔鉚合可電 鍍后再鉚合) 彈簧螺釘?shù)你T合是在電鍍后進(jìn)行金屬表面處理 知 識(shí)化學(xué)鍍的特性化學(xué)鍍的特性金屬表面處理 知 識(shí)(1) 不需要通電,將鍍件直接浸入溶液即可.(2) 可在金屬,半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料上直接進(jìn)行.(3) 可在零件表面獲得厚度均勻的鍍層.(4) 通過自催化特性可得到任意厚度的鍍層.(5) 膜層空隙少

4、,致密,具有很好的耐蝕性,很高的硬度 和耐磨性.鍍液穩(wěn)定性差,更新快,成本比電鍍高. 目前最常用的主要有化學(xué)鍍目前最常用的主要有化學(xué)鍍鎳和化學(xué)鍍銅鎳和化學(xué)鍍銅化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳的比較化學(xué)鍍鎳和電鍍鎳的比較金屬表面處理 知 識(shí)化學(xué)鍍鎳膜層電鍍鎳層空隙少,致密多孔, 只有達(dá)到一定厚度(25微米以上)才能做到無孔.耐蝕必好,12.5微米厚的耐蝕性優(yōu)于25微米厚的電鍍鎳層耐蝕性不如化學(xué)鍍鎳層光亮化學(xué)鍍鎳層的亮度不如電鍍亮鎳層的亮度管理,只能得到半光亮鍍層可得到全光亮的鍍層鍍層為鎳磷合金層,含磷10%以上的鍍層為非晶態(tài)鍍層.鍍層為純鎳組成,晶體結(jié)構(gòu)無論是半光亮還是不光亮鍍層脆性均較大光亮鍍層脆性大,延性小

5、.半光亮層有一定的韌性,暗鎳有較好的韌性.成本高,在得到相同的鍍層的條件下,大約為電鍍鎳價(jià)格的5倍.成本比化學(xué)鍍鎳低.鍍前處理鍍前處理金屬表面處理 知 識(shí)鍍前處理鍍前處理: : 為使制件材質(zhì)暴露出真實(shí)表面和消除內(nèi)應(yīng)力及其他特殊目的所需除去油污.氧化物等種種前置處理(如:粗化.敏化.浸亮.化學(xué)除油.電解除油.化學(xué)/機(jī)械拋光.刷化.超音波清洗等)鍍后處理鍍后處理金屬表面處理 知 識(shí)鍍后處理鍍后處理: : 為使鍍件增強(qiáng)防護(hù)性能.裝飾性及其它特殊目的所進(jìn)行的電鍍后置技術(shù)處理(如:鈍化.熱溶.封閉.除氫.退火.熱擴(kuò)散.著色等等)電化學(xué)及化學(xué)轉(zhuǎn)化電化學(xué)及化學(xué)轉(zhuǎn)化 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜依形成膜時(shí)所采用的介質(zhì)可分以下三

6、類: .氧化物膜(氧化) .磷酸鹽膜(磷化) .鉻酸鹽膜(鈍化)金屬表面處理 知 識(shí)鋼鐵的化學(xué)氧化鋼鐵的化學(xué)氧化 是指在含有氧化劑的溶液中進(jìn)行處理,使其表面生成一層均勻的藍(lán)黑到黑色膜層(通常為0.61.5um,主要是由呈現(xiàn)藍(lán)黑色的四氧化三鐵組成)的過程,也稱鋼鐵的“發(fā)黑”或“發(fā)藍(lán)”金屬表面處理 知 識(shí)鋼鐵的化學(xué)氧化應(yīng)用鋼鐵的化學(xué)氧化應(yīng)用 由於其有很好的吸附性,經(jīng)過填充處理的發(fā)藍(lán)膜有較好的耐蝕性.如早期的槍炮管大多使用化學(xué)氧化後涂油,烏黑的油高外表.發(fā)藍(lán)膜薄,不影響零件的裝配尺寸;對(duì)表面光潔度高或拋光的精密件,發(fā)藍(lán)後表面既亮又黑,具有防護(hù)和裝飾的雙重效果.因此發(fā)藍(lán)膜在精密儀器,光學(xué)儀器以及機(jī)械制

7、造上廣為應(yīng)用.金屬表面處理 知 識(shí)鋁及鋁合金的化學(xué)氧化鋁及鋁合金的化學(xué)氧化 鋁及鋁合金經(jīng)過化學(xué)氧化可得到厚度為0.54um的氧化膜,膜層多孔.具有良好的吸附性,可作為有機(jī)途層的底層,但其耐磨性和耐蝕性均不及陽極氧化膜好; 金屬表面處理 知 識(shí)鎂合金的化學(xué)氧化鎂合金的化學(xué)氧化 鎂合金的化學(xué)氧化可在表面上獲得0.53um的氧化膜.由于氧化膜薄而軟,使用中易損傷,所以一般用作有機(jī)涂料的底層,以提高涂料與機(jī)體的結(jié)合力和防護(hù)性能 金屬表面處理 知 識(shí)陽極氧化的定義及分類陽極氧化的定義及分類 陽極氧化是指有適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?以金屬作為陽極,在外加電流作用下,使其表面生成氧化膜的方法,膜厚幾到幾百微米; 按處

8、理方法分為:硫酸陽極化/草酸陽極化/鉻酸監(jiān)陽化/磷酸陽極化/硼酸陽極化;按膜硬度可分為:普通陽極化和硬質(zhì)陽極化,金屬表面處理 知 識(shí)鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質(zhì)和用途鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質(zhì)和用途 氧化膜多孔性氧化膜多孔性:膜層的蜂窩狀多孔結(jié)搆對(duì)各種有機(jī)物.樹脂.地蠟.無幾物.燃料及油漆等表現(xiàn)出良好的吸附能力,可作為涂鍍層的底層.也可將氧化膜染成各種不同的顏色,提高金屬的裝飾效果; 氧化膜耐磨性氧化膜耐磨性:鋁氧化膜具有很高的硬度,可以提高金屬表面的耐磨性,當(dāng)膜層吸附潤(rùn)滑劑后,能進(jìn)一步提高其耐磨性金屬表面處理 知 識(shí)鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質(zhì)和用途鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質(zhì)和用途 氧化膜絕熱性

9、氧化膜絕熱性:鋁氧化膜是一種良好的絕熱層,其穩(wěn)定性可達(dá)1500,氧化膜的導(dǎo)熱率很低; 氧化膜電結(jié)合力氧化膜電結(jié)合力:陽極氧化膜與機(jī)體金屬的結(jié)合力很強(qiáng),很難用機(jī)械方法將它分開,即使膜層隨集體彎曲直至破裂,膜層與集體金屬仍保持良好的結(jié)合;金屬表面處理 知 識(shí)鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質(zhì)和用途鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質(zhì)和用途 氧化膜耐蝕性氧化膜耐蝕性:鋁氧化膜在大氣中很穩(wěn)定,因此具有很好的耐蝕性,為提高膜的耐蝕能力,陽極氧化后的膜層通常再進(jìn)行封閉或噴漆處理; 氧化膜電絕緣性氧化膜電絕緣性:陽極氧化膜具有很高的絕緣電阻和擊穿電壓,可以用作電解電容器的電介質(zhì)層和電器制品的絕緣層;金屬表面處理 知 識(shí)陽極氧

10、化與化學(xué)氧化的比較陽極氧化與化學(xué)氧化的比較金屬表面處理 知 識(shí)化學(xué)氧化化學(xué)氧化 陽極氧化陽極氧化成本低,生產(chǎn)效率高,收效快,可以大批量連續(xù)化生產(chǎn). 成本較高.工藝穩(wěn)定,操作方便,設(shè)備簡(jiǎn)單,溶液易維護(hù),零件大小和形狀不受限制.由於零外加電源,零件大小和形狀影響電力線和電流和分布.對(duì)鋼鐵,鋁,銅,銀,鋅,錫,鎘以及它們的合金均可進(jìn)行化學(xué)氧化.此外化學(xué)氧化在某些功能性應(yīng)用領(lǐng)域也得到了令人滿意的效果.因此,近年來化學(xué)氧化技術(shù)得到了很大的發(fā)展.常用的為鋁及其合金,鎂及鎂合金,鈦及其合金的等材料陽極氧化.膜薄,一般厚度為0.5-4微米.膜厚一般厚度為幾十幾百微米.質(zhì)軟,不耐磨,抗蝕性和耐磨性低于陽極氧化膜

11、耐蝕性好,硬度高可得到某些陽極化膜不能具有的功能性膜層可得到某些特殊功能性的膜層,如在多孔膜中沉積磁性合金作記憶元件.如導(dǎo)電性氧化膜層太陽能吸收板,超高硬質(zhì)膜等.工藝特點(diǎn)膜層特性金屬的磷酸鹽皮金屬的磷酸鹽皮膜膜( (磷化磷化) )處理處理 把金屬放入含有錳.鐵.鋅的磷酸鹽溶液中進(jìn)行化學(xué)處理,使金屬表面生成一層難溶與水的磷酸鹽保護(hù)膜的方法,叫做金屬的磷酸鹽處理,簡(jiǎn)稱磷化,;磷化膜層為微孔結(jié)構(gòu),與集體結(jié)合牢固,具有良好的吸附性.潤(rùn)滑性,.耐蝕性.不粘附熔融金屬(Sn.Al.Zn)性及較高的電絕緣性等.磷化膜主要用作涂料的底層.金屬冷加工時(shí)的潤(rùn)滑層.金屬表面保護(hù)層以及用做電機(jī)硅鋼片的絕緣處理.壓鑄模

12、具的防粘處理等.膜厚一般為520um.金屬表面處理 知 識(shí)磷酸鹽皮磷酸鹽皮膜的應(yīng)用及特點(diǎn)膜的應(yīng)用及特點(diǎn) 塗裝打底用皮膜塗裝打底用皮膜:致密.均勻.薄的適當(dāng),結(jié)晶粗大會(huì)吸入涂料而減少光澤,不均勻會(huì)降低塗裝后的耐蝕性;但因很硬很脆,過厚的皮膜塗裝后遭到彎曲或沖擊等外力時(shí),有可能脫落 防銹用皮膜防銹用皮膜: :致密.均勻.越厚越好,孔隙率越低越好;金屬表面處理 知 識(shí)磷酸鹽皮磷酸鹽皮膜處理工藝及監(jiān)控膜處理工藝及監(jiān)控 脫脂脫脂-水洗水洗-(-(除銹除銹)-)-化成化成-水洗水洗-封閉處理或烤漆封閉處理或烤漆; ; 化成工序的監(jiān)控參數(shù)化成工序的監(jiān)控參數(shù): :游離酸度游離酸度, ,全酸度全酸度, ,雜質(zhì)含

13、量雜質(zhì)含量; ; 脫脂工序的監(jiān)控參數(shù)脫脂工序的監(jiān)控參數(shù): :游離鹼度游離鹼度, ,全鹼度全鹼度 金屬表面處理 知 識(shí)磷酸鹽皮磷酸鹽皮膜處理工藝及監(jiān)控膜處理工藝及監(jiān)控 表面調(diào)整表面調(diào)整: :由于脫脂溶液中的硅酸鹽使膜結(jié)晶粗糙,膜重增加,不適合塗裝,同時(shí)強(qiáng)鹼溶液如NaOH也使鋅鹽磷化膜粗糙變厚,并且降低磷化膜的耐蝕性和柔韌性.且活化晶核由于生成氫氧化物或氧化物的薄膜而減少,因此用弱鹼性的磷酸鈦鹽溶液或稀草酸溶液對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行處理,可使大多數(shù)的晶核重新活化和復(fù)原,細(xì)化晶粒,增加晶粒數(shù).金屬表面處理 知 識(shí)磷化過程中產(chǎn)生的缺陷及原因磷化過程中產(chǎn)生的缺陷及原因 金屬表面處理 知 識(shí)缺陷狀態(tài)產(chǎn)生原因金屬表

14、面無磷化膜表面不變或發(fā)黑油銹去除不干凈磷化膜上起白霜磷化膜上覆蓋一層均勻細(xì)致的白色粉末氧化劑過量,溫度高磷化膜上有斑點(diǎn)發(fā)花,色澤不均勻磷痠鹽溶液變成醬油色前處理除油不良表面銹和氧化膜未除凈磷化膜耐腐蝕性差或變黃 表面呈鐵鏽的黃色表面有殘酸 缺陷缺陷: :磷酸鹽處理對(duì)零件本身影響不大,但對(duì)普通材質(zhì)的五金零件具有腐蝕作用,因此必須考慮五金零件的鉚合工藝安排金屬的鉻酸鹽金屬的鉻酸鹽( (鈍化鈍化) )處理處理 把金屬或金屬鍍層放入含有某些含添加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中,通過化學(xué)或電化學(xué)的方法使金屬表面生成由三價(jià)鉻和六價(jià)鉻組成的鉻酸鹽膜的方法,叫做金屬的鉻酸鹽處理,簡(jiǎn)稱鈍化,;鉻酸鹽膜與機(jī)體結(jié)合牢固,具

15、有良好穩(wěn)定性.耐蝕性.對(duì)機(jī)體有較好的保護(hù)作用;鉻酸鹽膜的顏色豐富,從無色透明或乳白色到黃色.金黃色.淡綠色.綠色.橄欖色.暗綠色.褐色.黑色,應(yīng)有盡有;常用作提高金屬或金屬鍍層的耐蝕性,金屬表面處理 知 識(shí)金屬表面的機(jī)械處理方法金屬表面的機(jī)械處理方法金屬表面處理 知 識(shí) 噴砂處理方法噴砂處理方法 拉絲處理方法拉絲處理方法 研磨處理方法研磨處理方法噴砂處理的原理噴砂處理的原理 原理原理: :籍著壓縮空氣或高速旋轉(zhuǎn)的籍著壓縮空氣或高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉輪, ,將磨料加速噴向機(jī)體表面將磨料加速噴向機(jī)體表面, ,以沖以沖擊和研削而去除油污銹及殘留物擊和研削而去除油污銹及殘留物, ,使使機(jī)體表面清潔機(jī)體表面清

16、潔. .粗化粗化; ; 普通噴射方式有干式和濕式兩種普通噴射方式有干式和濕式兩種; ; 缺點(diǎn)缺點(diǎn): :因噴射而粗化因噴射而粗化, ,不便于要求不便于要求精度的高級(jí)加工精度的高級(jí)加工; ;不適于小形而多的不適于小形而多的被塗物被塗物; ; 金屬表面處理 知 識(shí)噴砂工藝處理的注意事項(xiàng)噴砂工藝處理的注意事項(xiàng) 噴砂受高壓氣體沖擊噴砂受高壓氣體沖擊, ,使工件容使工件容易變形易變形, ,因此要有堅(jiān)實(shí)的制具作為支因此要有堅(jiān)實(shí)的制具作為支撐體撐體; ; 在外力的作用下在外力的作用下( (如折彎成型等如折彎成型等) )易使已噴沙工件的沙粒脫落或明顯壓易使已噴沙工件的沙粒脫落或明顯壓痕痕; ; 沙粒的型號(hào)與規(guī)格

17、的種類比較多沙粒的型號(hào)與規(guī)格的種類比較多, ,應(yīng)根據(jù)客戶的要求進(jìn)行選擇應(yīng)根據(jù)客戶的要求進(jìn)行選擇; ;金屬表面處理 知 識(shí)噴砂沙粒的種類及主要成分噴砂沙粒的種類及主要成分 激冷鋼砂激冷鋼砂: : FeFe 純氧化鋁純氧化鋁: Al: Al2 2O O3 3 金鋼砂金鋼砂: : 鐵石英鐵石英 標(biāo)準(zhǔn)砂標(biāo)準(zhǔn)砂: : 石英石英金屬表面處理 知 識(shí)拉絲處理的原理拉絲處理的原理 原理原理: :利用沙紙?jiān)谝欢ɡ蒙臣堅(jiān)谝欢ǖ膲毫ο率构ぜ谋砻嫘蔚膲毫ο率构ぜ谋砻嫘纬删鶆虻募y路成均勻的紋路; ;此處理需此處理需特定的拉絲機(jī)特定的拉絲機(jī), ,金屬表面處理 知 識(shí)拉絲工藝處理的注意事項(xiàng)拉絲工藝處理的注意事項(xiàng) 在工

18、程圖面上必須註明砂紙型號(hào)在工程圖面上必須註明砂紙型號(hào), ,因不同型號(hào)的砂紙所形成的紋路不一因不同型號(hào)的砂紙所形成的紋路不一樣樣, ,砂紙的型號(hào)越大砂紙的型號(hào)越大, ,砂粒越細(xì)所形成砂粒越細(xì)所形成的紋路也就越淺的紋路也就越淺, ,反之反之, ,紋路也就越深紋路也就越深; ; 拉絲具有方向性拉絲具有方向性, ,工程圖面上必須工程圖面上必須註明是直紋路還是橫紋路註明是直紋路還是橫紋路, ,一般應(yīng)采用一般應(yīng)采用雙箭頭表示雙箭頭表示金屬表面處理 知 識(shí)拉絲工藝處理的注意事項(xiàng)拉絲工藝處理的注意事項(xiàng) 拉絲工件的拉絲面不能有任何凸起拉絲工件的拉絲面不能有任何凸起部分和材質(zhì)硬度不一樣的五金小零件部分和材質(zhì)硬度不一樣的五金小零件, ,否則易造成諸多不良否則易造成諸多不良; ; 拉絲時(shí)需充分考慮加工工藝的先后拉絲時(shí)需充分考慮加工工藝的先后順序順序, ,形狀不規(guī)則的需做制具形狀不規(guī)則的需做制具; ; 一般情況下拉絲后須在做電鍍一般情況下拉絲后須在做電鍍. .氧氧化等處理化等處理; ;如如: :鐵材的電鍍鐵材的電鍍. .鋁材的氧化鋁材的氧化及陽極處理及陽極處理金屬表面處理 知 識(shí)研磨處理的原理研磨處理的原理 原理原理: : 研磨與拉絲類研磨與拉絲類似似, ,利用砂紙或砂輪在一利用砂紙或砂