金属表面加工工艺

1、 10级工业设计2班 10020211 宋建表面处理一 化学镀（自催化镀） 在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。表面处理二 电镀 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。表面处理三 电铸 通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与

2、蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。表面处理四 真空镀 真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的

3、表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。 表面处理五 塑料电镀 塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后，可防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。表面处理六 金属喷镀 金属喷镀时，镀面材料在专门的喷汇或喷枪中熔化和雾化，并喷射到基体材料上，

4、这种面饰方法有时也称为金属喷涂。一般使用氧乙炔焰，但有时也使用其它气体。当镀面金属丝通过焰心自动给送时，金属丝熔化并同时被压缩空气流雾化和喷射到基体材料上。几乎任何一种能够制成金属丝的金属都能用这种方法喷镀。另一种喷枪利用粉末状材料通过火焰喷射出来。这种方法的优点是不仅能喷镀金属，而且也能喷镀金属陶瓷复合材料、氧化物和硬质合金。表面处理七 塑件烫印 塑件烫印是工业产品（特别是轻工产品）的重要表面装饰手段之一。目前在产品设计中已由字模烫印发展为图案和大面积板上烫印。烫印就是通过烫印机如图所示热源，胶辊（或胶板），在一定的压力一将烫印材料（烫印箔）上彩色铝、木纹等转移到塑件表面上，从而获得精美的图

5、案，得到良好的装饰效果的工艺。烫印起源于17世纪的欧洲，当时只是贵族阶层用于书籍、圣经的表面装饰，其烫印箔的材料是真金、真银。随着聚酯薄膜的出现，而出现了化学合成箔，人们就转而使用价廉物美的新型装饰材料，并把它用于工业产品的表面装饰设计上。表面处理八 IMD注塑表面装饰技术 注塑表面装饰技术IMD是目前国际风行的表面装饰技术，主要应用于家电产品的表面装饰及功能性面板，常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲控制面板多种领域的面板、标志等外观件上。IMD又分为IML、IMR，这两种工艺的最大区别就是产品表面是否有一层透明的保护薄膜。IML的中文名称

6、：模内镶件注塑其工艺非常显著的特点是：表面是一层硬化的透明薄膜，中间是印刷图案层，背面是塑胶层，由于油墨夹在中间，可使产品防止表面被刮花和耐磨擦，并可长期保持颜色的鲜明不易退色。表面处理九 模内转印 此工艺是将图案印刷在薄膜上，通过送膜机将膜片与塑模型腔贴合进行注塑，注塑后有图案的油墨层与薄膜分离，油墨层留在塑件上而得到表面有装饰图案的塑件，在最终的产品表面是没有一层透明的保护膜，膜片只是生产过程中的一个载体。但IMR的优势在于生产时的自动化程度高和大批量生产的成本较低。IMR的缺点：印刷图案层在产品的表面上，厚度只有几个微米，产品使用一段时间后很容易会将印刷图案层磨损掉，也易褪色，造成表面很

7、不美观。另外新品开发周期长、开发费用高，图案颜色无法实现小批量灵活变化也是IMR工艺无法克服的弱点。改性处理一 整体热处理 整体热处理是对工件整体加热，然后以适应的的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体的热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺改性处理二 表面热处理 热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。一、表面热处理1、表面淬火 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。感应加热感应加热表面淬火目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; 心部在保持一定的强度、硬度的条

8、件下，具有足够的塑性和韧性。即表硬里韧。适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。 表面淬火用材料 0.4-0.5%C的中碳钢。 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 含碳量过高，心部韧性下降； 铸铁 提高其表面耐磨性。机床导轨机床导轨表面淬火齿轮表面淬火齿轮 预备热处理预备热处理 工艺：工艺： 对于结构钢为调质或正火。对于结构钢为调质或正火。 前者性能高，用于要求高的重前者性能高，用于要求高的重要件，后者用于要求不高的普要件，后者用于要求不高的普通件。通件。 目的目的: 为表面淬火作组织准备；为表面淬火作组织准备； 获得最终心部组织。获得最终心部组织。 回火索氏体回火索氏体索氏体索氏体 表面淬

9、火后的回火表面淬火后的回火 采用低温回火，温度不高于采用低温回火，温度不高于200。 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 表面淬火表面淬火+低温回火后的组织低温回火后的组织 表层组织为表层组织为M回回；心部组织为；心部组织为S回回(调质调质)或或F+S(正火正火)。感应加热表面淬火感应加热表面淬火一、表面热处理一、表面热处理2、化学表面热处理、化学表面热处理 化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使化学热处理是将工件置于特定介质中加热保温，使介质中活性原子介质中活性原子渗入工件表层从渗入工件表层从而改变工件表层而改变工件表层化学成分

10、和组织化学成分和组织,进而改变其性能进而改变其性能的热处理工艺。的热处理工艺。 与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。变其化学成分。 化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。共渗、渗其他元素等。 可控气氛渗碳炉可控气氛渗碳炉渗碳回火炉渗碳回火炉二、表面形变强化二、表面形变强化 表面形变强化指使钢件在常温下发生塑性变形，以表面形变强化指使钢件在常温下

11、发生塑性变形，以提高其表面硬度并产生有利的残余压应力分布的表提高其表面硬度并产生有利的残余压应力分布的表面强化工艺。面强化工艺。 工艺简单，成本低廉，是提高钢件抗疲劳能力，延工艺简单，成本低廉，是提高钢件抗疲劳能力，延长其使用寿命的重要工艺措施。长其使用寿命的重要工艺措施。1、喷丸、喷丸 喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹如喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹如无数个小无数个小锤锤击锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的金属表面，使零件表层和次表层发生一定的塑性变形而实现强化的一种技术。塑性变形而实现强化的一种技术。 应用：形状较复杂的零件应用：形状较复杂的

12、零件 在磨削、电镀等工序后进行在磨削、电镀等工序后进行2、滚压处理、滚压处理 利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压，利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压，使之产生塑性变形，压平钢件表面的粗糙凸峰，形成有利的使之产生塑性变形，压平钢件表面的粗糙凸峰，形成有利的残余压应力，从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。残余压应力，从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。 应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件三、表面覆层强化三、表面覆层强化 表面覆层强化是通过物理或化学的方法在金属表面表面覆层强化是通过物理或化学的方法在金属表面涂覆一层或

13、多层其他金属或非金属的表面强化工艺。涂覆一层或多层其他金属或非金属的表面强化工艺。 目的：提高钢件的耐磨性、耐蚀性、耐热性或进行目的：提高钢件的耐磨性、耐蚀性、耐热性或进行表面装饰。表面装饰。1、金属喷涂技术、金属喷涂技术 将金属粉末加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾将金属粉末加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。l利用热喷涂技术可改善材料利用热喷涂技术可改善材料的耐磨性、耐蚀性、耐热性的耐磨性、耐蚀性、耐热性及绝缘性等。及绝缘性等。l广泛用于包括航空航天、原广泛用于包括航空航天、原子能、电子等尖端

14、技术在内子能、电子等尖端技术在内的几乎所有领域。的几乎所有领域。等离子热喷涂等离子热喷涂2、金属镀层、金属镀层 在基体材料的表面覆上一层或多层金属镀层，可以显著改在基体材料的表面覆上一层或多层金属镀层，可以显著改善其耐磨性、耐蚀性和耐热性，或获得其他特殊性能。善其耐磨性、耐蚀性和耐热性，或获得其他特殊性能。 电镀：工件作为阴极电镀：工件作为阴极 化学镀：不外加电源的条件下，利用化学还原的方法在基化学镀：不外加电源的条件下，利用化学还原的方法在基体材料表面催化膜上沉积一层金属的表面强化方法。体材料表面催化膜上沉积一层金属的表面强化方法。 特点：形状工件复杂上也能得到均匀厚度镀层；镀层晶粒细小致密

15、，特点：形状工件复杂上也能得到均匀厚度镀层；镀层晶粒细小致密，孔隙与裂纹少；可以在非金属材料表面沉积金属层。孔隙与裂纹少；可以在非金属材料表面沉积金属层。 复合镀：电镀或化学镀的溶液中加入适量金属或非金属微复合镀：电镀或化学镀的溶液中加入适量金属或非金属微粒，借助于强烈的搅拌，与基质金属一起均匀沉积而获得粒，借助于强烈的搅拌，与基质金属一起均匀沉积而获得特殊性能镀层的表面强化方法。特殊性能镀层的表面强化方法。 应用：对材料有特殊要求。原子能工业和航天航空工业应用：对材料有特殊要求。原子能工业和航天航空工业3、金属碳化物覆层气相沉积法、金属碳化物覆层气相沉积法 气相沉积技术是指将含有沉积元素的气

16、相物质，通过物理气相沉积技术是指将含有沉积元素的气相物质，通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。术。l根据沉积过程的原理不同，根据沉积过程的原理不同，气相沉积技术可分为物理气相沉积技术可分为物理气相沉积气相沉积(PVD) 和化学气和化学气相沉积相沉积(CVD)两大类。两大类。金属拉丝 在金属压力加工中.在外力作用下使金属强行通过模具,金属横截面积被压缩,并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝工艺.使其改变形状.尺寸的工具称为拉丝模. 拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。 直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方 法加工出直线纹路。 乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。 波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。 旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。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）高速喷射到被需处理工件表面，使工件表面的外表面的外表