金属材料表面处理第六讲

1、第二章第二章 金属材料及其加工技术金属材料及其加工技术n第一节 常用金属材料及其特性n第二节 金属材料成型与工艺性n第三节 金属表面处理与装饰技术第三节 金属表面处理与装饰技术n1 铝及铝合金的氧化与着色处理n2 钢铁的氧化与磷化处理n3 铜及铜合金的氧化处理n1 镀层装饰技术n2 涂层装饰技术n3 搪瓷被覆技术金属表面处理与装饰的作用？n保护产品外观美，延长使用寿命n美化、装饰产品n产品造型设计师要了解表面处理与装饰技术的特点，会正确合理的选用。一、金属材料的表面处理 n指金属表面的后，在金属表面生成膜层，该膜层叫转化膜。：n电化学转化膜。n化学转化膜：氧化膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜。基体金属直

2、接参与成膜反应；电绝缘，防腐，着色、装饰，应用极广。铝及铝合金的氧化与着色处理n1 铝及铝合金的铝及铝合金的氧化与着色处理n1 铝及铝合金的铝及铝合金的氧化与着色处理n2 铝及铝合金的铝及铝合金的氧化与着色处理n3 铝及铝合金着色着色铝及铝合金的氧化与着色处理n3 铝及铝合金铝及铝合金的氧化与着色处理n3 铝及铝合金铝及铝合金的氧化与着色处理n3 铝及铝合金铝及铝合金的氧化与着色处理n3 铝及铝合金钢铁的氧化与磷化处理n1 钢铁的氧化处理n钢铁的化学氧化（发蓝） n将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生成稳定的四氧化三铁的过程。四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，故又称“发蓝”n特点：n简便、经济。

3、n膜厚0.5-1.6um,吸附性好，发蓝后可浸油或填充处理，进一步提高膜层的耐蚀性。n膜薄，不影响零件的装配尺寸；对表面光洁要求高或抛光的精密件，发蓝后表面既亮又黑，可防护和装饰。n一般不产生氢脆现象，适用于高强钢薄钢片、氢脆敏感弹簧件等发蓝钢铁的氧化与磷化处理n2 钢铁的磷化处理n将零件进入磷酸盐溶液中进行化学处理，在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程。n特点：n膜厚3-20um,或更厚。膜与金属基体有较好的结合，对大气及各种有机油类、苯、甲苯等气体燃料有很好的耐蚀性；n对润滑油有很好的吸附性，不粘附熔融金属、不影响零件的焊接性能n是高电阻膜层，有很好的电绝缘性n不足：膜机械强度不高，有一

4、定脆性，有氢的析出，应注意氢脆问题，如对高强钢铜及铜合金的氧化处理“铜绿”：铜在潮湿的大气和海水条件下容易腐蚀，在水、二氧化碳、氧的作用下生成腐蚀产物碱式碳酸铜。耐蚀处理方法：耐蚀处理方法：n1 过硫酸盐碱性溶液氧化法n2 铜氨溶液化学氧化法n3 古铜色化学氧化铜镀层n4 碱性溶液电化学氧化法铜及铜合金的氧化处理n1 过硫酸盐碱性溶液氧化法n 在由氢氧化钠和过硫酸盐配好的过硫酸钾溶液中经60-65度浸煮，生成黑色氧化膜。铜及铜合金的氧化处理n2 铜氨溶液化学氧化法n适合含铜52%-68%的黄铜件，所得氧化膜为蓝黑色。n氧化膜质量比过硫酸盐法氧化膜差，为提高防护能力，可再涂以清漆。铜及铜合金的氧

5、化处理n3 古铜色化学氧化铜镀层n在制件镀铜后，在硫酸溶液中活化，再以过硫酸盐碱性溶液氧化。n色泽雅致、美观大方、古色古香；化学氧化后，可进行机械抛光或滚光，再浸涂清漆，提高防蚀和变色能力铜及铜合金的氧化处理n4 碱性溶液电化学氧化法n以铜制件为阳极，置入氢氧化钠热溶液中，钢或镀镍钢板作为阴极，通以直流电，形成黑色氧化膜。n适用于各种牌号的铜合金。二、金属材料的表面装饰n定义 也称金属材料的表面被覆处理，表面被覆处理层是一种皮膜。n1 镀层装饰技术n电镀、化学镀、真空蒸发沉积镀、气相镀n2 涂层装饰技术n3 搪瓷被覆技术二、金属材料的表面装饰n1 镀层装饰技术n在制品表面形成具有金属特性的镀层

6、。n作用：n可提高制品的耐蚀性和耐磨性n增强制品的表面色彩、光泽和肌理的装饰效果n提高制品的品位和档次电镀饰品二、金属材料的表面装饰n2 涂层装饰技术（简称涂装）n在制品表面形成以有机物为主体的涂层，并干燥成膜的工艺。一般分三步：前处理、涂敷、涂层干燥。n作用：n保护：防腐蚀、划伤、脏污；n装饰：色彩、光泽、肌理；n特殊作用：隔热、绝缘、耐辐射、阻尼、杀菌、吸收雷达波、隔音、导电等n缺点：工艺不当，易出现劣化、脱落、起泡、膜下浸蚀等二、金属材料的表面装饰n3 搪瓷被覆技术n公元前3世纪在埃及已有了铜器表面的搪瓷技术。n后来发展为景泰蓝工艺，工业上称。n用玻璃质材料在金属制品表面形成一被覆层，然

7、后在800度左右进行一定时间的烧制而成。铁、铜、铝、不锈钢以及金、银都可被覆搪瓷和景泰蓝。n不足：受到冲击、急剧温度变化，易剥落三、其他面饰工艺n1 切削与研削加工n2 研磨n3 蚀刻n4 层压塑料薄膜n5 热浸涂层n6 暂时性防护涂层三、其他面饰工艺n1 切削和研削n研削：利用砂轮对金属表层进行加工的方法。n行磨n高精度切削加工 三、其他面饰工艺n2 研磨n通过坚硬细微的研磨料进行的机械研磨n通过电解金属表面溶解而进行的电解研磨n通过试剂作用引起的金属化学溶解而进行的化学研磨n电解研磨和化学研磨：金属表面凸部选择性溶解而使表面平滑。三、其他面饰工艺n3 蚀刻n利用化学药品的作用使被加工金属表

8、面的特定部位浸蚀溶解而形成的凹凸模样的一种加工方法。n用耐药品浸蚀膜（隔离模式掩蔽膜）覆盖整个金属表面，然后用机械或化学方法去除要求凹下去的部位的膜，最后进入药液进行溶解。n例如 17世纪发明的铜板画：涂蜡硝酸液浸蚀；金属刻蚀画三、其他面饰工艺n4 层压塑料薄膜n用层压法把塑料薄膜粘结在钢板上。n利用粘结剂将钢材基件和塑料薄膜粘结在一起，膜层上可以压制图案、花纹。n丙烯酸树脂薄膜：20年不退色、脱落，75um厚，主要用于建筑装饰层压于镀锌钢板n氯乙烯薄膜：优良的韧性、耐候性、抗腐蚀，膜色彩鲜艳、品种繁多，厚200um，用于钢板和钢带，各工业部门都有应用n聚乙烯薄膜：100-300um厚,可压制

9、或印刷花纹，有良好的绝缘性和抗刮伤性，建筑上用于隔墙材料，仪表工业用于外罩n聚氯乙烯薄膜：良好的耐候性、耐热性和耐化学药品性能，最高持续工作温度100度，后12-100um,可在镀锌钢板和铝板上层压，有很强的抗老化性能，用于建筑装饰面板和室外器材，20年不退色、脱落和开裂三、其他面饰工艺n5 热浸涂层n将金属制件浸入熔融金属中获得金属涂层的一种方法。有：锌、锡、铝、铅，基体材料主要有钢铁、铸铁、铜n“纯熔融金属熔融金属与基体金属的合金层基体金属”：标准热浸涂层组织三、其他面饰工艺n5 热浸涂层n热浸层：经济、实用，有良好的耐磨性和耐蚀性，相对于钢铁基体属阳极性涂层，具有牺牲性阳极防护特性，用于在室外暴晒使用的钢材n热浸层：不具备阳极保护作用，在有机酸中稳定、无毒、不易变色，多用于包装工业和食品罐头工业n热浸涂： 主要用于包覆电缆及汽车汽油箱三、其他面饰工艺n6 暂时性防护涂层n指当需要使用金属材料或制件时，n涂层：防锈油、防锈纸、可剥性塑料等非