熱處理工第四章課件

1、第四章第一節(jié)表面清洗、清理與防銹的相關(guān)知識(shí)一、真空清洗機(jī)的工作原理與操作二、振動(dòng)光飾的工作原理與操作三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作一、真空清洗機(jī)的工作原理與操作1.真空清洗機(jī)的清洗原理4Z1.eps一、真空清洗機(jī)的工作原理與操作圖4-1蒸汽(氣)壓曲線圖1水2石油系溶劑3低溫系列淬火油4高溫系列淬火油一、真空清洗機(jī)的工作原理與操作圖4-2水蒸氣蒸餾時(shí)的蒸餾溫度a)蒸汽壓曲線b)蒸餾溫度的求法一、真空清洗機(jī)的工作原理與操作2.真空清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作流程(1)預(yù)清洗被清洗工件首先在前清洗室內(nèi)進(jìn)行預(yù)清洗。(2)真空清洗熱處理工件經(jīng)過預(yù)清洗后，再進(jìn)入真空清洗室，此時(shí)，發(fā)熱體進(jìn)行升溫同時(shí)對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確控

2、制。二、振動(dòng)光飾的工作原理與操作1.振動(dòng)光飾設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理(1)旋流式振動(dòng)光飾機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理旋流式光飾機(jī)配置的光飾桶的下半部分與回轉(zhuǎn)中心軸聯(lián)成一個(gè)整體，工作時(shí)，光飾桶在電機(jī)帶動(dòng)下沿順時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使桶內(nèi)的磨料與工件均勻地混在一起，并隨回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，形成離心力，與光飾桶內(nèi)壁的聚氨酯膠層相互碰撞，因?yàn)楣怙椡皟?nèi)壁的聚氨酯膠層的圓周呈波浪形，就使磨料在與工件在碰撞的同時(shí)又不停地進(jìn)行翻動(dòng)，從而完成微切削過程，并最終達(dá)到光飾的目的。二、振動(dòng)光飾的工作原理與操作(2)振動(dòng)式振動(dòng)光飾機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理振動(dòng)式光飾機(jī)的工作原理是利用在振動(dòng)電動(dòng)機(jī)激振作用下，使光飾桶產(chǎn)生水平和搖擺兩個(gè)方向的振動(dòng)，

3、在光飾桶內(nèi)，顆粒型的磨粒與工件均勻地混合在一起，并產(chǎn)生有規(guī)律的空間運(yùn)動(dòng)，磨粒與工件相互磨擦并持續(xù)不斷地進(jìn)行翻動(dòng)，使工件各部分都受到比較均勻的磨削作用，工件上的凸起和棱角部分則會(huì)受到比較大的磨削作用，從而達(dá)到了理想的圓滑倒角，光亮的外觀的作用。2.振動(dòng)光飾工藝參數(shù)的確定二、振動(dòng)光飾的工作原理與操作(1)轉(zhuǎn)速的確定體積小的工件需使用相對(duì)快一些轉(zhuǎn)速，而處理體積大的工件時(shí)，轉(zhuǎn)速就要相對(duì)減慢，一般不超過200r/min。(2)時(shí)間的確定體積較小的工件振動(dòng)光飾的時(shí)間應(yīng)相對(duì)較短，而體積較大的工件振動(dòng)光飾的時(shí)間就需要相對(duì)延長(zhǎng)。3.振動(dòng)光飾的操作要點(diǎn)1)當(dāng)使用新的磨料時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先加水進(jìn)行2030min的自磨，放

4、掉臟水后，再加入工件進(jìn)行振動(dòng)光飾，以防止工件表面的劃傷和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的破壞。二、振動(dòng)光飾的工作原理與操作2)在振動(dòng)光飾過程中，當(dāng)桶中的水變黑時(shí)，應(yīng)及時(shí)放掉臟水，重新注入干凈的水并加入適量的研磨劑或光亮劑后，再重新進(jìn)行振動(dòng)光飾，以防止影響工件的外觀質(zhì)量。3)粗光時(shí)，光飾桶內(nèi)的水位應(yīng)略低于磨料的表面；精光時(shí)，水位應(yīng)略高于磨料的表面。4)在振動(dòng)光飾的整個(gè)過程中，要定期加水，嚴(yán)禁無(wú)水干磨。三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作1.電拋光的電化學(xué)機(jī)理(1)宏觀拋光機(jī)理在電解拋光液中，以被拋光工件作為陽(yáng)極，以不溶性金屬作為陰極。圖4-3電拋光時(shí)的電壓-電流特性曲線三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作1)在AB段，隨著電

5、壓的上升，電流也成比例相應(yīng)增加。2)在BC段，雖然電壓升高，但電流保持不變。3)在CD段，電流又隨電壓的上升而急劇增大。圖4-4電拋光原理示意圖a)液體膜的形成b)液體膜與固體膜的形成1電解液2Jacquet層3固體膜4被拋光金屬三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作(2)光澤度及微觀拋光機(jī)理光澤度是指工件拋光表面反射光的能力。2.拋光液的分類及其電拋光效果(1)磷酸磷酸是中等強(qiáng)度的三元無(wú)機(jī)酸，對(duì)大部分金屬的化學(xué)腐蝕性較弱，且易與金屬生成鈍化膜。(2)硫酸硫酸是強(qiáng)氧化劑，是強(qiáng)酸，能完全電離，因此有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。(3)鉻酸鉻酸是強(qiáng)氧化劑，當(dāng)在濃硫酸中加入鉻酸時(shí)，能使分散性更好，金屬表面更平滑。3.電拋光

6、處理后工件表面質(zhì)量的特點(diǎn)4.電拋光處理所需的設(shè)備簡(jiǎn)介三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作(1)電源電拋光要求使用低壓直流電流，通常由整流器提供，在少數(shù)情況下也可使用直流發(fā)電機(jī)或電池提供電流，但多數(shù)情況下都用硅二級(jí)管整流器。(2)電拋光夾具需進(jìn)行電拋光的工件通常用一個(gè)導(dǎo)電的夾具或緊固件固定在特定位置上。(3)攪拌設(shè)備無(wú)論采用何種電拋光工藝，拋光液均需要進(jìn)行攪拌，攪拌可以給金屬表面提供新鮮溶液，而且有助于防止在被拋光工件的表面上形成氣體條紋及溫度分布不均等。(4)溫度控制設(shè)備加熱或冷卻電拋光液的設(shè)置由所采用的拋光類型確定。三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作5.電拋光處理的工藝流程(1)工藝流程A裝夾化學(xué)脫脂

7、熱水洗烘干電拋光漂洗酸性清洗清水漂洗中和二級(jí)漂洗烘干外觀檢驗(yàn)。(2)工藝流程B有機(jī)溶劑脫脂裝夾電拋光漂洗酸性清洗清水漂洗中和二級(jí)漂洗烘干外觀檢驗(yàn)。6.不銹鋼制工件電拋光的典型工藝規(guī)范(1)第一種電拋光工藝(2)第二種電拋光工藝(3)第三種電拋光工藝三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作(4)第四種電拋光工藝7.電拋光處理操作的要點(diǎn)(1)裝夾進(jìn)行電拋光處理時(shí)，要將工件裝夾在專用夾具上，注意工件與工件之間應(yīng)留有1030mm的間隙，且分布均勻，工件的外輪廓應(yīng)平整，不得出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，夾具接觸不良時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換或修理。(2)烘干烘干工序是電拋光過程中的一道關(guān)鍵工序，工件表面的干燥程度直接影響其電拋光質(zhì)量

8、。(3)電拋光電拋光的過程應(yīng)嚴(yán)格控制拋光電流、拋光槽溫度和拋光時(shí)間，并及時(shí)協(xié)調(diào)好電流與溫度的關(guān)系。三、電化學(xué)拋光的工作原理與操作(4)清洗工件拋光并從電解槽中移出后，應(yīng)迅速洗去帶出的電解液，此時(shí)可將夾具與工件一起浸入流動(dòng)清洗槽中，如果槽中有壓縮空氣，還可進(jìn)一步提高清洗效率。(5)酸性漂洗與中和工件在清水中清洗以后，再在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%8%的稀硫酸溶液中清洗1min左右，然后用清水進(jìn)行清洗。第二節(jié)發(fā)藍(lán)和磷化處理的原理與工藝一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝二、磷化處理的原理與工藝一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝1.發(fā)藍(lán)的概念和特點(diǎn)2.發(fā)藍(lán)的基本原理(1)鐵在堿性溶液中溶解生成亞鐵酸鈉(2)亞鐵酸鈉進(jìn)一步氧化成鐵酸鈉

9、(3)亞鐵酸鈉和鐵酸鈉水解形成過飽和的Fe3O4溶液，同時(shí)產(chǎn)生微小的Fe3O4晶核，然后在一定條件下晶核逐漸長(zhǎng)大，并連成一片，最終形成一層連續(xù)的氧化膜，見圖4-5。一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝圖4-5F氧化膜形成的機(jī)理一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝3.發(fā)藍(lán)處理的工藝控制(1)控制堿的濃度氫氧化鈉是鋼鐵表面溶解形成亞鐵酸鈉、鐵酸鈉的中間產(chǎn)物，進(jìn)而水解形成Fe3O4晶核的充分必要條件。(2)控制氧化劑含量和增加輔助氧化劑鋼鐵氧化液中氧化劑的含量會(huì)影響氧化膜層的質(zhì)量。(3)減少紅色掛霜、提高氧化膜的外觀質(zhì)量氧化膜表面的紅色掛霜是氧化過程中Na2FeO2和Na2Fe2O4的水解產(chǎn)物，即二價(jià)鐵和三價(jià)鐵的水合物，是

10、鋼鐵發(fā)藍(lán)過程中有害的副反應(yīng)所造成的，也是鋼鐵發(fā)藍(lán)工藝最難根治的疵病。一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝1)對(duì)不同鋼材采用不同的溫度：對(duì)wC為0.2%0.7%的普通碳素鋼，發(fā)藍(lán)溫度控制在135140，氧化膜表面不會(huì)泛紅。2)采用二次氧化：氧化膜表面產(chǎn)生紅色掛霜一般都發(fā)生在氧化膜形成初期，所以采用在兩個(gè)不同含堿量的槽液中進(jìn)行二次氧化，即可解決上述問題：第一次：稀堿槽，沸點(diǎn)135。3)清除槽邊殘?jiān)轰撹F氧化副反應(yīng)生成物為FeO、Fe2O3的水合物，這些固體殘?jiān)ǔ＞奂诓圻叀?)添加少量黃血鹽：若在堿性氧化溶液中添加少量的黃血鹽，就可以減少氧化膜的紅色掛霜。一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝5)后處理提高氧化膜耐蝕性能

11、：鋼鐵氧化后需進(jìn)行必要的后處理，如進(jìn)行鉻酸鹽鈍化、肥皂水鈍化或浸油處理等方法，均可明顯提高氧化膜的耐蝕性能。4.發(fā)藍(lán)工藝參數(shù)的選擇(1)發(fā)藍(lán)的溫度如果發(fā)藍(lán)溫度過低(低于136)，則Fe3O4的形核率和長(zhǎng)大速度也低，氧化膜難以形成；當(dāng)溫度過高(高于150)，氧化膜容易被溶解。(2)發(fā)藍(lán)的保溫時(shí)間發(fā)藍(lán)的保溫時(shí)間可以以生成一定厚度(0.60.8m)的氧化膜為標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)隨鋼種不同而不同。一、發(fā)藍(lán)處理的原理與工藝4Z2.eps二、磷化處理的原理與工藝1.磷化處理的基本原理1)酸的浸蝕作用使基體金屬表面H+濃度降低2)磷酸根的多級(jí)離解3)磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜。二、磷化處理的原理與工藝4)磷酸鹽沉淀

12、與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續(xù)長(zhǎng)大成為磷化晶粒，無(wú)數(shù)個(gè)晶粒緊密堆集成磷化膜。 適當(dāng)?shù)难趸瘎┛商岣呤?4-2)的反應(yīng)速度。 較低的H+濃度可使磷酸根離解式(4-3)的離解平衡更容易向右移動(dòng)，進(jìn)一步離解出PO3-。 金屬表面如存在活性點(diǎn)時(shí)，可使沉淀式(4-4)和式(4-5)不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉淀晶核。二、磷化處理的原理與工藝 磷化沉渣的產(chǎn)生取決于式(4-1)與式(4-2)，溶液H+濃度高、促進(jìn)劑強(qiáng)，均可以使沉渣增多。2.磷化處理的分類3.磷化的前處理(1)脫脂脫脂的目的在于清除掉工件表面的油脂和油污，其方法包括機(jī)械方法和化學(xué)方法兩大類。(2)酸洗酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域中

13、應(yīng)用最為廣泛的方法。(3)表面調(diào)整表面調(diào)整的目的是促進(jìn)磷化形成晶粒細(xì)致密實(shí)的磷化膜，以及提高磷化速度這兩個(gè)方面。4.防銹、磷化工藝第三節(jié)發(fā)藍(lán)和磷化訓(xùn)練實(shí)例 訓(xùn)練1常溫發(fā)藍(lán)處理的基本操作1.工藝流程2.操作流程3.操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)4.發(fā)藍(lán)處理后的檢驗(yàn)1.工藝流程2.磷化工藝規(guī)范3.磷化溶液的管理4.磷化操作注意事項(xiàng)5.磷化處理后的質(zhì)量檢查 訓(xùn)練1常溫發(fā)藍(lán)處理的基本操作1.工藝流程2.操作流程1)裝夾：將需要發(fā)藍(lán)的工件進(jìn)行裝夾，以便使工件在清洗和發(fā)藍(lán)時(shí)能方便抖動(dòng)。2)化學(xué)脫脂：使用金屬清洗劑溶液對(duì)工件進(jìn)行脫脂處理。3)清洗：用流動(dòng)清水去除工件表面殘存的清洗劑。4)酸洗除銹：用體積分?jǐn)?shù)為15%以上

14、的鹽酸去除工件表面的銹斑或氧化層，增加活性易于氧化。5)清洗：用流動(dòng)清水洗掉工件表面的殘酸。6)常溫發(fā)藍(lán)：將發(fā)藍(lán)液配制好，其配制的數(shù)量根據(jù)工件的批量確定，然后將經(jīng)酸洗的工件放在發(fā)藍(lán)槽中，要不時(shí)地抖動(dòng)工件，保持58min即可完成發(fā)藍(lán)過程。2.操作流程7)清洗：用清水洗去工件表面的發(fā)藍(lán)液。8)脫水油脫水封閉：將發(fā)藍(lán)后的工件迅速放到專用的置換型脫水防銹油中，浸泡5min左右，將工件表面的水分置換掉，并使發(fā)藍(lán)層微孔中吸收防銹油劑，提高防銹能力并增加表面光澤。9)完成以上工序后即可將工件入庫(kù)保存。3.操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)1)工件脫脂一定要徹底，否則會(huì)產(chǎn)生花斑、不上色或氧化膜層疏松等缺陷，并且應(yīng)注意經(jīng)常清除

15、清洗液液面漂浮的油污，避免工件的二次污染。2)工件必須經(jīng)過酸洗，即使沒有銹斑也要進(jìn)行酸洗，使工件表面活化，以增強(qiáng)氧化反應(yīng)。3)工件進(jìn)入下道工序前必須用流動(dòng)的清水進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，以確保沒有上道工序的殘液，尤其是在進(jìn)入發(fā)藍(lán)液前。4)工件完成發(fā)藍(lán)后必須用專用的脫水防銹油進(jìn)行脫水封閉。3.操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)5)常溫發(fā)藍(lán)液使用一段時(shí)間后有效成分會(huì)消耗，需要經(jīng)常補(bǔ)充新的發(fā)藍(lán)液。4.發(fā)藍(lán)處理后的檢驗(yàn)1)經(jīng)過以上工藝流程操作后的工件，鋼件應(yīng)呈正黑色，鑄鐵件常呈黑褐色，外觀顏色均勻一致，無(wú)明顯的花斑及銹跡。2)將去油后的發(fā)藍(lán)工件用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%中性硫酸銅滴定35s內(nèi)不顯示銅色，就證明采用常溫發(fā)藍(lán)可以達(dá)到與傳統(tǒng)的

16、高溫堿性發(fā)藍(lán)相同的效果。 訓(xùn)練2常用磷化處理的基本操作1.工藝流程2.磷化工藝規(guī)范(1)溶液的配方及工藝條件(2)磷化溶液的配制按照溶液的配方計(jì)算各組分的用量，先將氧化鋅用少量水調(diào)成糊狀，在不斷攪拌下加入11磷酸溶液中，待氧化鋅完全溶解后，再加入硝酸鋅，攪拌溶解，加水至液面，加溫進(jìn)行鐵屑處理，試驗(yàn)合格后即可投入生產(chǎn)。3.磷化溶液的管理4.磷化操作注意事項(xiàng)1)脫脂、除銹要徹底，為避免結(jié)晶粗糙，要盡量避免用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿處理。2)要控制好磷化溶液的溫度，不要加熱到沸騰，以免沉渣泛起。3)根據(jù)磷化液化驗(yàn)分析結(jié)果或磷化膜的外觀及時(shí)補(bǔ)充母液，調(diào)整溶液的總酸度和游離酸度。4)為了保證磷化膜均勻，在磷化過程中應(yīng)將零件從槽內(nèi)提出，翻動(dòng)12次再繼續(xù)磷化。5)磷化后的零件要徹底清洗干凈。6)磷化后的零件要盡快干燥、油封、填充或涂漆。5.磷化處理后的質(zhì)量檢