常见金属表面处理工艺

1、创作編'； ： BG75314OOO19813488897SX， 创作者：别如药金属表面处理种类简介电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子 在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢 固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保捋镀层金属阳离子的浓度不 变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增 强金属的抗腐蚀性（镀层金属多采用耐腐蚀的金属）、增加硬度、防止磨耗、提高 导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。电泳电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极, 并与阴极表面所产生之

2、碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。电泳表面处理工艺的特点：电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附看力、 耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工 艺。镀锌镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用 的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。电镀与电泳的区别电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。 电泳:溶液中带輸子（离子）在电场中移动的现象。溶液中带电粒子（离子）在 电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为 电泳技术。电泳又名电看（著），泳漆，电沉积。发

3、黑钢制件的表面发黑处理,也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速 氧化.使之形成致密的氧化膜保护层,提高钢件的防锈能力。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晩的常温发黑两种。 但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。在高温下（约55OC ）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温 下（约3 50°C ）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制造中，常用 的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜,以防止金属表面 被腐蚀,此处理过程称为“发蓝“。黑色金属表面经“发蓝”处理后

4、所形成的氧化膜, 其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。发蓝（发黑）的操作擁:工件装夹T去油T清洗T酸洗T清洗T氧化T清洗T皂化T热水煮洗-> 检查。所谓皂化,是用月巴皂水溶液在一定温度下浸泡工件。目的是形成一层硬脂酸 铁薄膜，以提高工件的抗腐蚀能力。金属表面着色金属表面着色，顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色,改变其单一的、冰冷的 金属色泽,代之以五颜六色,满足不同行业的不同需求。给金属看色后一般都增加了防腐能力,有的还增加了抗磨能力。但表面彩色技 术主要的应用还在装饰领域,即用来美化生活,美化社会。抛丸抛丸的原理是用电动机带动叶轮体旋转（直接带动或用V型皮带传动），靠离 心力的作用

5、，将直径约在0.2 3.0的弹丸（有铸钢丸、钢丝切丸、不锈钢丸等不同 类型）抛向工件的表面,使工件的表面达到一定的粗糙度,使工件变得美观,或者 改变工件的焊接拉应力为压应力，提高工件的使用寿命。通过提高工件表面的粗 糙度,也提高了工件后续喷漆的漆膜附看力。其寓意即为抛丸处理可以为喷漆工 艺的前道工序。喷砂喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、 金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面 的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面 获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高 了工件的抗

6、疲劳性，增加了它和涂层之间的附看力,延长了涂膜的耐久性，也有 利于涂料的流平和装饰。喷砂工艺与其它清理工艺（如酸洗,工具清理）相比有以下特点：一、喷砂处理是最彻底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法。二、喷砂处理可以在不同粗糙度之间任意选择,而其它工艺是没办法实现这一 点的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢，化学溶剂清理则清理表面过于光滑不利 于涂层粘接。喷丸的特点：1、清理的灵活性大。容易清理复杂工件的内外表面和管件的内壁；并且不 受场地的限制,可以将其移至到特大型工件附近进行清理。2、设备结构简单，整机投资少，易损件少,维修费用低。3、消耗能量大,必须配备大功率的空压站4、清理表面易有潮气,

7、容易生绣。5、清理效率低,操作人员多，劳动强度大。抛丸的特点：1、灵活性差。受场地的限制，清理工件有些盲目性，在工件内卫表面易产 生清理不到的死角、2、不用压缩空气加速弹丸,不必设置大功率的空压站,3、清理表面不易有潮气，不容易生绣。4、设备结构比较复杂，易损件多，特别是叶片等零件，维修工时多，费用 咼。5、清理效率高,费用低,操作人员少,容易实现自动化控制,适用于大批 量生产。喷丸喷丸shot peening。用喷丸进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但喷丸 对薄板工件的处理,容易使工件变形,且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸） 使金属基材产生变形，由于Fc3O4和Fc2O3没有塑性，破

8、碎后剥离，而油膜与基材 -同变形,所以对带有油污的工件,抛丸、喷丸无法彻底清除油污。在现有的工件 表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的 清理。但是我国目前通用喷砂设备中多由狡龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂 机械组成。喷丸与抛丸的区别喷丸使用高压风或压缩空气作动力,而抛丸一般为高速旋转的飞轮将钢砂高 速抛射出去。抛丸效率高，但会有死角，而喷丸比较灵活，但动力消耗大。两种工艺虽喷射动力和方式不同，但都是高速冲击工件为目的其效果也基 本相同.相比而言.喷丸比较精细,容易控制精度.但效率不及抛丸之高.适形状复杂 的小型工件抛丸比较经济实用，容易控制效率和成本，可

9、以控制丸料的粒度来控 制喷射效果但会有死角.适合于形面单一的工件批量加工.两种工艺的选用主要取决工件的形状和加工效率.喷丸与喷砂的区别喷丸与喷砂都是使用高压风或压缩空气作动力将其高速的吹出去冲击工件表 面达到清理效果但选择的介质不同效果也不相同.喷砂处理后工件表面污物被清除掉工件表面被微量破坏表面积大幅增加从 而增加了工件与涂/镀层的结合强度.经过喷砂处理的工件表面为金属本色但是由于表面为毛糙面光线被折射掉. 故没有金属光浸为发暗表面.创作編号：BG75314OO019813488897SX 创作者喷丸处理后工件表面污物被清除掉工件表面被微量而不被破坏表面积有所 增加由于加工过程中,工件表面没

10、有被破坏.加工时产生的多余能量就会引会工件 基体的表面强化.经过喷丸处理的工件表面也为金属本色但是由于表面为球状面光线部分被 折射掉故工件加工为亚光效果.磷化磷化(phosphorization )是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保 护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附看力与防腐 蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。钝化其钝化的机理可用薄膜理论来解釋，即认为钝化是由于金属与氧化性质作 用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸 附在金属表面上的钝化膜。

11、这层膜成独立相存在，通常是氧化金属的化合物。它 起看把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质接触，从而使金属 基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用。钝化的优点1、与传统的物理封闭法相比，钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变 颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值，使操作更方便；2、由于钝化的过程属于无反应状态进行，钝化剂可反复添加使用，因此寿 命更长、成本更经济。3、钝化促使金属表面形成的氧分子结构钝化膜、膜层致密、性能稳定，并 且在空气中同时具有自行修复作用，因此与传统的涂防锈油的方法相比，钝化形 成的钝化膜更稳定、更具耐蚀性。金属或合金受一些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，

12、称为钝化。由 某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HN03、 浓H2SO4、HC103、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化 后,其电极电势向正方向移动，使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中 不能将铜置换出。此外，用电化学方法也可使金属钝化,如将Fc置于H2SO4溶 液中作为阳极，用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度, Fc就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象，叫阳极钝化或电化学钝化。喷涂利用压力或静电力将油漆或粉末附看在工件表面使工件有防腐和外观装饰作甩烤漆在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。

13、浸渗是一种微孔（细缝）渗透密封工艺。将密封介质（通常是低粘度液体）通 过自然渗透（即微孔自吸）、抽真空和加压等方法渗入微孔（细缝）中，将缝隙 填充满，然后通过自然（室温）、冷却或加热等方法将缝隙里的密封介质固化，达 到密封缝隙的作用。喷油将油漆喷在产品表面，自然风干的方式。抛光利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加 工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面 光淫为目的，有时也用以消除光泽（消光）。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光 轮一般用多层帆布、毛毡或皮革春制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由 微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光

14、时，高速旋转的抛光轮（圆周速 度在20米/秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获 得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra0.630.01微米:当采用非油脂性的消 光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。对产品表面要求稍低时，常采用滚 筒抛光的方法。粗抛时将大量磨料和产品放在罐状滚筒中，滚筒转动时,使产品 与磨料等在筒内随机地滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的。超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物 直接、间接的作用，使污物层被分散、孚b化、剥离而达到清洗目的。紧固件的表面处理:紧固件表面处理的选择由于几乎所有商业紧固件

15、都是由碳钢、合金钢制成,些种类的紧固件希望能 防止腐蚀，即使使用防腐蚀材料的紧固件，仍然需要表面处理来防止不同材料的腐 蚀。此夕卜,表面处理的镀层必须附看牢固,不能在安装和卸下的过程中脱落，对螺 纹紧固件，镀层还需足够薄,使得镀后螺纹仍能旋合。一般镀层的温度限制比紧固 件材料要低,因此还需考虑紧固件所处的工作温度要求。对于表面处理,人们一般 关注的是美观和防腐，但紧固件的主要功能是紧固零部件，而表面处理对紧固件的 紧固性能也有很大的影响，所以，选择表面处理时，也应考虑紧固性能的因素，即 安装扭矩一预紧力的T性。一名高水平的设计者,不仅应考虑设计,还因注意到 装配的工艺性，甚至坏保要求。下面根据

16、上述因素简要介绍一些紧固件常用的镀 层，以供设计人员和紧固件从业人员参考。电镀锌电镀锌是商业紧固件最常用的镀层。它比较便宜，夕卜观也较好看,可以有黑 色、军绿色。然而,它的防腐性能一般，其防腐性能是锌镀（涂）层中最低的。一 般电镀锌中性盐雾试验在72小时之内,也有采用特殊封闭剂，使得中性盐雾试验达 200小时以上，但价格贵，是一般镀锌的58倍。电镀锌加工过程易产生氢脆,所以10.9级以上的螺栓一般不采用镀锌的处理虽 然镀后可以用烘箱去氢”但因钝化膜在60°C以上时将遭破坏,因此去氢必须在电镀 后钝化前进行。如此可操作性差,加工成本高。在现实中,般生产厂不会主动去 氢，除弓購定客户的强

17、制要求。电镀锌的紧固件扭矩一预紧力一致性较差,且不稳定,般不用于重要部位的 连接。为了改善扭矩一预紧力一致性,也可采用镀后涂覆润滑物质的方法改善和提 高扭矩一预紧力一致性。磷化（磷化相对镀锌便宜，耐腐蚀性能比镀锌差）磷化相对镀锌便宜,耐腐蚀性能比镀锌差。磷化后应涂油,其耐腐蚀性能的高 低与所涂油的性能有很大的关系。例如，磷化后涂一般的防锈油,中性盐雾试验也 只有1020小时。涂高档的防锈油，则可达7296小时。但其价格是一般磷化涂油 的23倍。紧固件磷化常用的两种,锌系磷化和猛系磷化。锌系磷化润滑性能比猛系磷化 好，猛系磷化抗腐蚀性,耐磨性镀锌较好。它的使用温度可达华氏225度到400度（10

18、7-204eC ）。工业用紧固件很多用磷化涂油处理。因为它扭矩一预紧力一致性彳艮好,装配时 能保证达到设计所预期的紧固要求,所以在工业中使用较多。特别是一些重要零部 件的连接。如，钢结构连接副，发动机的连杆蝮栓、螺母，缸盖、主轴承、飞轮螺 栓,车轮螺栓蝮母等。高强度螺栓采用磷化,还可以避免氢脆问题，所以在工业领域10.9级以上的蝮 栓一般采用磷化表面处理。氧化（发黑）发黑+涂油是工业紧固件很流行的镀层，因为它最便宜，并且在油耗尽之前看 起来不错。由于发黑几乎无防锈能力,所以无油后它很快就会生锈。就是在有油状 态下,其中性盐雾试验也只能达到35小时。发黑的紧固件扭矩预紧力一致性也很差。如需提高,

19、可以在装配时在内处螺 纹上涂抹油脂后再旋合。电镀镉（价格约是电镀锌的1520倍）镉镀层耐腐蚀性能很好,特别是在海洋性大气坏境下的耐腐蚀性较其他表面处 理好。电镀镉的加工过程中的废液处理费用大，成本高,其价格约是电镀锌的 1520倍。所以在一般行业不使用，只用于一些特定的坏境。如,用于石油钻井平 台和海航飞机用紧固件。电镀洛¥各镀层在大气中很稳定,不易变色和失去光泽，硬度高耐磨性好。在紧固件上 用锯镀层一般是作为装饰作用。在防腐性要求较高的工业领域很少使用，因为好的 ¥各电镀紧固件与不锈钢同样昂贵,只是使用不锈钢强度不够时，才用镀锯紧固件代 替。为了防止腐蚀，镀锯前应首先镀铜和镇。锯镀层可以承受华氏1200度（650C ） 的高温。但也与电镀锌一样存在氢脆问题。镀银、镀镇银镀层既可以防腐蚀，又可以作为紧固件的固体润滑剂。由于成本原因，螺母 使用镀银,螺栓不用,有时小螺栓也镀银。银在空气中失去光泽，但可以在华氏 1600度下作用。所以,人们利用其耐高温和润滑的特性，用于在高温下工作的紧固 件，以防止螺栓、螺母的氧化咬死。紧固件镀镇，主要用于既要防腐，又要导电性好的地方。如车辆电瓶的引出端子 等。热浸锌热浸锌为锌加热到液体下热扩散涂层。其镀层厚度在1