表面處理技術(shù)06988課件

3．常用表面處理方法①熱噴涂、噴丸、表面滾壓二、熱噴涂

熱噴涂是將金屬或非金屬材

料加熱熔化，靠壓縮氣體連續(xù)吹

噴到制件表面上，形成與基體牢

固結(jié)合的涂層，從制件表層獲得

所需要的物理化學(xué)性能。1．熱噴涂原理說(shuō)明：④?chē)娡康耐繉雍穸葹閹资⒚字翑?shù)毫米。①?lài)娡繜嵩纯捎萌細(xì)饣鹧?、電弧、等離子弧或激光束等。②噴涂材料可為金屬、合金、金屬氧化物和碳化物、陶

瓷和塑料等，材料形態(tài)可為線材、棒料或粉末。③噴涂的基體可為金屬、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木

材、布、紙等固體材料。3．熱噴涂的應(yīng)用③特殊功能層:通過(guò)噴涂獲得表層某些特殊

性能，如耐高溫、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、

防幅射等，在航空航天和原子能等部門(mén)

應(yīng)用較多。①防腐蝕:主要用于大型水閘鋼閘門(mén)、造紙

機(jī)烘缸、煤礦井下鋼結(jié)構(gòu)、高壓輸電鐵

塔、電視臺(tái)天線、大型鋼橋梁、化工廠

大罐和管道的防腐噴涂。②防磨損:通過(guò)噴涂修復(fù)已磨損的零件，或

在零件易磨損部位預(yù)先噴涂上耐磨材料，

如風(fēng)機(jī)主軸、高爐風(fēng)口、汽車(chē)曲軸、機(jī)

床主軸、機(jī)床導(dǎo)軌、柴油機(jī)缸套、油田

鉆桿、農(nóng)用機(jī)械刀片等。三、噴丸①?lài)娡杼幚硎抢酶咚賴(lài)娚涑龅纳巴韬丸F丸，對(duì)工件表

面進(jìn)行撞擊，以提高零件的部分力學(xué)性能和改變表面狀

態(tài)的工藝方法。說(shuō)明：④?chē)娡栌糜谔岣吡慵C(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐

蝕性等，還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、

焊件的殘余應(yīng)力等。②噴丸的方法通常有手工操作和機(jī)械操作兩種。③噴丸通常是直徑為0.5～2mm的沙粒或鐵丸。沙粒的材

料多為Al2O3或SiO2。表面處理的效果與丸粒的大小、

噴射速度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。③滾壓可在臥式車(chē)床上進(jìn)行，可滾壓金屬零件上的外圓、內(nèi)圓

和平面等。說(shuō)明：①表面滾壓是在常溫上用硬質(zhì)滾柱或滾輪施壓于施轉(zhuǎn)的工件

表面上，并沿母線方向移動(dòng)，使工件表面塑性變形硬化，以

獲得準(zhǔn)確、光潔和強(qiáng)化的表面。②滾壓余量通常為表面微觀不平度的平均高度(0.01～0.02mm)。

滾壓后，尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT7～I(xiàn)T6,Ra值可達(dá)0.8～0.1mm，

表層硬度可提高5～10%，硬化層深度可達(dá)0.2～2mm，疲勞

強(qiáng)度可提高10～30%。2．表面脹光(擠光或擠壓)③脹光一般在壓力機(jī)或拉床上進(jìn)行，用于2～45孔壁較

厚的金屬零件。說(shuō)明：①表面脹光是在常溫下將直徑稍大于孔徑的鋼球或其他形

狀的脹光工具擠過(guò)工件已加工的內(nèi)孔，以獲得準(zhǔn)確，光潔

和強(qiáng)化的表面。②脹光余量一般為0.07～0.015mm。脹光后尺寸公差等級(jí)可

達(dá)IT7～I(xiàn)T5，Ra值可達(dá)0.8～0.025m。五、離子鍍③離子鍍已廣泛用于機(jī)械、電子、

航空、航天、輕工、光學(xué)和建筑

等部門(mén)，用以制備耐磨、耐蝕、

耐熱、超硬、導(dǎo)電、磁性和光電

轉(zhuǎn)換等鍍層。說(shuō)明：①離子鍍是將鍍層材料氣化并電離

成離子，通過(guò)擴(kuò)散和電場(chǎng)作用，

沉積于制件表面，形成與基體牢

固結(jié)合的滿(mǎn)足所需性能的鍍覆層。②離子鍍的種類(lèi)很多。其繞射性均

很好，能鍍覆制件上各個(gè)方向的

表面，可在金屬或非金屬表面上

鍍覆金屬或合金，鍍層厚度一般

為2～3mm。③激光表面強(qiáng)化的熱影響區(qū)小，變形小，工件表面清潔，

操作方便。⑤激光表面強(qiáng)化主要用于局部強(qiáng)化的零件，如沖裁模、曲

軸、凸輪、凸輪軸、花鍵軸、精密儀器導(dǎo)軌、高速鋼刀

具、齒輪及內(nèi)燃機(jī)缸套等。④激光表面強(qiáng)化的設(shè)備昂貴，硬化層深度較淺，一般為0.3～

0.5mm。七、拋光拋光是對(duì)零件表面進(jìn)行修飾的一種光整加工方法，一般只能得到光滑表面，不能提高甚至不能保持原有的加工精度，隨預(yù)加工狀況不同，拋光后的Ra值可達(dá)1.6～0.008m。拋光的分類(lèi)：1．機(jī)械拋光用高速旋轉(zhuǎn)的柔性?huà)伖廨喓蜆O細(xì)的磨料對(duì)工件表面進(jìn)行滾壓和微量切削實(shí)現(xiàn)拋光。拋光輪用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，用于較大零件的拋光。1)輪式拋光八、電鍍

電鍍是一種電化學(xué)和氧化還原過(guò)程。以鍍鎳為例；將金屬制件浸在金屬鹽(NiSO4)的溶液中作為陰極，金屬鎳板作為陽(yáng)極，接通直流電源后在制件上就會(huì)沉積出金屬鍍鎳層。②在陽(yáng)極上的反應(yīng)為：Ni－2e→Ni2+(陰極溶解)4OH－－4e→2H2O+O2↑2Ni＋3[O]→Ni2O32Cl-’－2e→Cl2↑電鍍有槽鍍(普通電鍍)和

特種電鍍等。1．電鍍?cè)恝僭陉帢O上的反應(yīng)為：Ni

2++2e→Ni(形成鍍層)2H++2e→H2↑2．槽鍍鋼鐵零件上鍍鋅主要作用是防腐蝕，用量占全部電鍍零件的1/3至1/2，是所有電鍍品種中產(chǎn)量最大的一個(gè)鍍種。鍍鋅具有成本低、抗蝕性好、美觀和耐貯存等優(yōu)點(diǎn)，在輕工、機(jī)電、農(nóng)機(jī)和國(guó)防等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。鋼鐵零件上鍍鎘，在海洋和濕熱大氣環(huán)境中，其保護(hù)性能

比鋅好，航空、航海及電子工業(yè)中的零件大多采用鍍鎘。但鎘

鹽有毒，且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，使鍍鎘的應(yīng)用受到限制。錫的腐蝕產(chǎn)物對(duì)人類(lèi)無(wú)害，且

易于釬焊，鍍錫廣泛用于食品罐頭

包裝制品、飲具、餐具及電子工

業(yè)中很多需要釬焊的零件。1)鍍鋅2)鍍鎘3)鍍錫4)鍍銅鉻在大氣中能長(zhǎng)久保持光澤，在堿液、硝酸、硫酸及許

多有機(jī)酸中不發(fā)生反應(yīng)，鍍鉻層有很高的硬度和優(yōu)良的耐磨

性及較低的摩擦系數(shù)，故鍍鉻常用于防護(hù)裝飾性鍍層，防止

基體金屬生銹和美化外觀，也常用于提高制品的耐磨性或修

復(fù)磨損。鍍銅常作為其他鍍層的中間層，以提高表面鍍層和基體

金屬的結(jié)合力。在電力工業(yè)中，也可用鐵絲鍍厚銅來(lái)代替純

銅導(dǎo)線，以減少銅的耗用量。鍍鎳的應(yīng)用面很廣，可用于防護(hù)裝飾性和功能性?xún)煞矫妗?/p>

前者主要用于自行車(chē)、鐘表、家用電器、五金產(chǎn)品、汽車(chē)、照

相機(jī)等零件的防護(hù)裝飾性鍍層；后者主要用于易磨損產(chǎn)品的

修復(fù)電鍍。5)鍍鎳6)鍍鉻2)非金屬電鍍④非金屬電鍍制品主要用于汽車(chē)、飛機(jī)某些裝飾性零部件以

及印刷線路板、電子儀器屏蔽和碳纖維等。說(shuō)明：①非金屬電鍍是指對(duì)塑料、玻璃、陶瓷、纖維等非金屬制品

電鍍。②非金屬電鍍的關(guān)鍵工藝是表面金屬化，使非金屬基體上生

成導(dǎo)電層以便進(jìn)行導(dǎo)電。表面金屬化的方法有化學(xué)鍍法、

噴涂法、燒滲銀法和涂刷法等。③塑料電鍍是非金屬電鍍中應(yīng)用最廣泛的一種。通過(guò)電鍍可

提高塑料制品的強(qiáng)度，防止老化，使其具有導(dǎo)電性、電磁

性、焊接性和裝飾性的外觀。九、鋼鐵發(fā)藍(lán)與磷化

③發(fā)藍(lán)后呈藍(lán)黑色和深黑色，可提高零件的耐蝕性、潤(rùn)滑性，

可改善外觀。1．鋼鐵發(fā)藍(lán)說(shuō)明：①發(fā)藍(lán)是對(duì)鋼鐵零件進(jìn)行的一種氧化處理，使其表面生成一

層極薄的Fe304氧化膜。②常用堿性化學(xué)溶液氧化法：用氫氧化鈉和亞硝酸納的水溶液，

在135～145℃溫度下處理60～90min，再在肥皂液中浸泡3～

5min，最后水洗、干燥及浸油。2．鋼鐵磷化③磷化后呈灰色或灰黑色，其耐蝕性比發(fā)藍(lán)好，但外觀不如發(fā)

藍(lán)。磷化主要用于鋼鐵制件(如槍炮)耐蝕防護(hù)和噴漆前處理，

以增加漆膜與鋼鐵工件的附著力及防護(hù)性。說(shuō)明：①磷化是鋼鐵零件在磷化液中處理，在表面沉積形成一層不

溶于水結(jié)晶型磷酸鹽膜。②常用磷化液由磷酸二氫鋅或磷酸二氫鐵、磷酸二氫錳組成

的酸性稀水溶液。在90～98℃溫度下處理8～20min。十一、涂裝(噴漆與噴塑)④顏料：成膜物質(zhì)一般為無(wú)色透明。顏料有遮蓋、美觀、

增加漆膜強(qiáng)度等作用1．涂料(油漆)1)涂料組成①成膜物質(zhì)：構(gòu)成涂料的基礎(chǔ)，是涂層的主要物質(zhì)②溶劑：又稱(chēng)稀釋劑，使涂料保持溶解狀態(tài)，調(diào)整涂料粘

度便于操作。不同涂料有不同溶劑。③助劑：改善涂料施工性能，有催干劑、增韌劑、固化劑

等。2)常用涂料(油漆)④磁漆(樹(shù)脂漆)：用清漆與著色顏料調(diào)配的色漆，有酚醛磁漆、醇

酸磁漆等。①清漆：不含顏料的透明漆，由樹(shù)脂、溶劑及催干劑制成的

涂料。②厚漆：由干性油、顏料混合而成的涂料。使用時(shí)用清油調(diào)到合

適粘度。該漆干燥慢、漆膜軟，炎熱潮濕天氣有反粘現(xiàn)象③調(diào)合漆：已調(diào)制好，不用加任何材料即可使用的涂料，分油性

調(diào)和漆和磁性調(diào)和漆兩種。⑨膩?zhàn)樱河筛鞣N填料加入少量漆料配制的糊狀物。主要用于底漆

前，使基體表面平整。⑤烘漆(烤漆)：涂于基體后需經(jīng)烘烤才能干燥成膜的漆。⑥水溶漆、乳膠漆：可用水作稀釋劑的涂料。水溶漆是以水溶性

樹(shù)脂為主要成分的漆；乳膠漆是以乳膠(合成樹(shù)脂)為主要成分

的漆。⑦大漆(天然漆)：特點(diǎn)是漆膜耐久性、耐酸性、耐油性、耐水性、

光澤性均較好。⑧底漆：直接涂于基體表面作為面漆基礎(chǔ)的涂料，有環(huán)氧底漆、

酚醛底漆等。1)高壓無(wú)氣噴涂③適宜噴涂高粘度涂料，一次可獲100～300mm厚度涂層。說(shuō)明：①利用低壓(0.4～0.6MPa)壓縮空氣帶動(dòng)高壓泵，將涂料加壓

到10～20MPa的壓力，經(jīng)高壓噴槍的特殊噴嘴噴出形成涂層。②高壓無(wú)氣噴涂的特點(diǎn)