金属材料表面处理简介

1、金属外表处理种类简介电镀/电泳/磷化/发黑/抛丸/喷丸/喷砂/钝化/喷涂/抛光/镀铭/镀镣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外表被复原形成镀层.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,以保持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,改变基材外表性质或尺寸.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、预防磨耗、提升导电性、润滑性、耐热性、和外表美观.镀铭镀铭层具有很高的硬度,根据镀液成分和工艺条件不同,其硬度可在很大范围4001200HV内变化.镀铭层有较好的耐热性,在500

2、c以下加热,其光泽性、硬度均无明显变化,温度大于500c开始氧化变色,大于700c硬度开始降低.镀铭层的摩擦系数小,特别是干摩擦系数,在所有的金属中是最低的.所以镀铭层具有很好的耐磨性.镀铭层具有良好的化学稳定性,在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用,但能溶于氢氯酸如盐酸和热的硫酸中.在可见光范围内,铭的反射水平约为65%介于银88%和锦55%之间,且因铭不变色,使用时能长久保持其反射能力而优于银和银.镀镣通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层银的方法,称为镀银.镀银分电镀银和化学镀锦.电镀银是在由镇盐称主盐、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中,阳极用金属锦,阴极为镀件

3、,通以直流电,在阴极镀件上沉积上一层均匀、致密的银镀层.从加有光亮剂的镀液中获得的是亮银,而在没有参加光亮剂的电解液中获得的是暗锦.1、厚度均匀性厚度均匀和均镀水平好是化学镀银的一大特点,也是应用广泛的原因之一,化学镀银预防了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀.化学镀时,只要零件外表和镀液接触,镀液中消耗的成份能及时得到补充,镀件部位的镀层厚度都根本相同,即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此.2、镀件不会渗氢,没有氢脆,化学镀银后不需要除氢.3、很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀银好.4、可沉积在各种材料的外表上,例如：钢银基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材

4、料的外表上,从而为提升这些材料的性能创造了条件.5、不需要一般电镀所需的直流电机或限制设备.6、热处理温度低,只要在400c以下经不同保温时间后,可得到不同的耐蚀性和耐磨性,因此,特别适用于形状复杂,表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等.镀锌镀锌是指在金属、合金或者其它材料的外表镀一层锌以起美观、防锈等作用的外表处理技术.现在主要采用的方法是热镀锌.电镀锌是商业紧固件最常用的镀层.它比拟廉价,外观也较好看,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

5、的5-8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60C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,加工本钱高.在现实中,一般生产厂不会主动去氢,除非特定客户的强制要求.电镀锌的紧固件扭矩一预紧力一致性较差,且不稳定,一般不用于于重要部位的连接.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升扭矩一预紧力一致性.电泳电泳是电泳涂料在阴阳两极,施加于电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,弁与阴极外表所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件外表.电泳外表处理工艺的特点：电泳漆膜具有涂层饱

6、满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺.电镀与电泳的区别电镀就是利用电解原理在某些金属外表上镀上一薄层其它金属或合金的过程.电泳：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到达别离的技术称为电泳技术.原料是电泳涂料.磷化工件钢铁或铝、锌件浸入磷化液某些酸式磷酸盐为主的溶液,在外表沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化.一般用于电泳前工件打底,提升漆膜层的附着力与防腐蚀水平.磷化相对镀锌廉价,耐腐蚀性能比镀锌差.磷化后应涂油,其耐腐蚀性能的上下与所涂油的性能有很大的关系.例如,磷化后涂一般

7、的防锈油,中性盐雾试验也只有1020小时.涂高档的防锈油,那么可达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,锌系磷化和镒系磷化.锌系磷化润滑性能比镒系磷化好,镒系磷化抗腐蚀性,耐磨性镀锌较好.它的使用温度可达华氏225度到400度107204C.锌系磷化液上膜后是灰色,深灰色,浅灰色；铁系磷化液成膜后是彩色,彩虹色,蓝色,紫蓝色以及五彩颜色；镒系磷化液成膜后的颜色是黑色,深黑色；锌镒系磷化液成膜后的颜色是灰黑色.一般涂装用磷化液是灰色的薄膜,这样有利于增加涂层的附着力,提升外表处理效果.工业用紧固件很多用磷化涂油处理.由于它扭矩一预紧力一致性很好,装配时能保证到达设计

8、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,发动机的连杆螺栓、螺母,缸盖、主轴承、飞轮螺栓,车轮螺栓螺母等.高强度螺栓采用磷化,还可以预防氢脆问题,所以在工业领域10.9级以上的螺栓一般采用磷化外表处理.发黑钢制件的外表发黑处理,也有被称之为发蓝的.具原理是将钢铁制品外表迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层,提升钢件的防锈水平.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晚的常温发黑两种.发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠.发黑时所需温度的温度较大,大概在135-155C之间都可以得到不错的外表,只是所需时间有些不同而已.但常温发黑工艺对于低碳

9、钢的效果不太好.A3钢用碱性发黑好一些.在高温下约550C氧化成的四氧化三铁呈天蓝色,故称发蓝处理.在低温下约350C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.发黑+涂油是工业紧固件很流行的镀层,由于它最廉价,弁且在油耗尽之前看起来不错.由于发黑几乎无防锈水平,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至U3-5小时.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,将直径约在0.23.0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外表,使工件的外表到达一定的粗糙度,使

10、工件变得美观,或者改变工件的焊接拉应力为压应力,提升工件的使用寿命.通过提升工件外表的粗糙度,也提升了工件后续喷漆的漆膜附着力.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,在工件内卫外表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、清理外表不易有潮气,不容易生绣.4、设备结构比拟复杂,易损件多,特别是叶片等零件,维修工时多,费用高.5、清理效率高,费用低,操作人员少,容易实现自动化限制,适用于大批量生产.喷丸喷丸shotpeening.用喷丸进行外表处理,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,且钢丸打击到工件外表无论抛丸或

11、喷丸使金属基材产生变形,由于Fe3O4和Fe2O3没有塑性,破碎后剥离,而油膜与基材一同变形,所以对带有油污的工件,抛丸、喷丸无法彻底去除油污.在现有的工件外表处理方法中,清理效果最正确的还数喷砂清理.喷砂适用于工件外表要求较高的清理.但是我国目前通用喷砂设备中多由钱龙、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,而喷丸比拟灵活,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,其效果也根本相同,相比而言,喷丸比拟精细,容易控制精度,但效率不及抛丸之高,适形状复

12、杂的小型工件,抛丸比拟经济实用,容易限制效率和本钱,可以限制丸料的粒度来限制喷射效果,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外表到达清理效果,但选择的介质不同,效果也不相同.喷砂处理后,工件外表污物被去除掉,工件外表被微量破坏,外表积大幅增加,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外表为金属本色,但是由于外表为毛糙面,光线被折射掉,故没有金属光泽,为发暗外表.喷丸处理后,工件外表污物被去除掉,工件外表被微量而不被破坏,外表积有所增加.由于加工过程中,

13、工件外表没有被破坏,加工时产生的多余能量就会引会工件基体的外表强化.经过喷丸处理的工件外表也为金属本色,但是由于外表为球状面,光线局部被折射掉,故工件加工为亚光效果.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,使工件外表的外外表的外表或形状发生变化,由于磨料对工件外表的冲击和切削作用,使工件的外表获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件外表的机械性能得到改善,因此提升了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,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

14、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,而其它工艺是没方法实现这一点的.手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化学溶剂清理那么清理外表过于光滑不利于涂层粘接.钝化其钝化的机理可用薄膜理论来解释,即认为钝化是由于金属与氧化性质作用,作用时在金属外表生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属外表上的钝化膜.这层膜成独立相存在,通常是氧化金属的化合物.它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用,预防金属与腐蚀介质接触,从而使金属根本停止溶解形成钝态到达防腐蚀的作用.钝化处理：用铭酸盐溶液与金属作用在其外表生成三价或六价铭化层的过程,称为钝化,亦名铭

15、化.多用于铝、镁及其合金的处理,对钢铁也能形成铭化层,但很少单独使用,常和磷化配套使用,以封闭磷化层的孔隙,使磷化层中裸露的钢铁钝化,以抑制剩余磷化加速剂的腐蚀作用,进一步增加防护水平.钝化时一般用重铭酸钾溶液24克/升,有时也参加12克磷酸,在80-90摄氏度浸啧2-3分钟取出,水洗即可.喷涂喷漆-利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件外表,使工件有防腐和外观装饰作用.喷塑-将塑料粉末通过高压静电设备充电,在电场的作用下,将涂料喷涂到工件的外表,粉末会被均匀地吸附在工件外表,形成粉状的涂层；而粉状涂层经过高温烘烤后流平固化,塑料颗粒会融化成一层致密的效果各异的最终保护涂层；牢牢附着在工件表面

16、,喷塑产品多用于户内使用的箱体,漆膜呈现平光或哑光效果.喷塑粉主要有丙烯酸粉末、聚酯粉末等.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.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外表进行的修饰加工.抛光不能提升工件的尺寸精度或几何形状精度,而是以得到光滑外表或镜面光泽为目的,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、毛毡或皮革叠制而成,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.Pvd刀具涂层实现涂层的高性价比应用取决于许多因素,而且我们的涂层技术对我们的刀具寿命及使用性能有很大的影响.因此根据加工产品的速

17、度,我们的冷却方式,被加工材料的类型,加工方式等详细的参数来选择适宜的涂层的类型是必要的.涂层适用于刀具对我们刀具的作用十分有效.涂层后它可以使我们刀具的寿命提升3-5倍,增加耐磨性,耐腐蚀性,减小摩擦.可以说是一本万利.下面我们就来看看不同的涂层种类吧.1氮化钛涂层TiNTiN是一种常用的涂层,可以有效的提升刀具硬度而且具有较高的氧化温度,可以很大程度的提升我们刀具的寿命.2氮碳化钛涂层TiCNTiCN涂层是在TiN的根底上添加一定量的碳元素,用来提升涂层的硬度和低的摩擦系数,这样我们刀具的性能就提升一个台阶3氮铝钛-TiAlN此类涂层在加工过程中形成的氧化铝涂层可以有效提升加工工具的高温加工寿命,在实际生产中常常用到4氮化铭涂层-CrNCrN涂层抗粘结性较强,抗腐蚀性水平,耐磨性都比拟好