真空电镀表面处理介绍

第一节 真空电镀外表处理根底学问一、外表处理概述而具有不同于基体材料的特别性能。诸如高硬度、高疲乏强度、高耐磨耐蚀性、抗高温氧化性等。二、外表处理的作用1、腐蚀保护性2、抗磨性3、电性能4、耐热性5、光学特性6、电磁特性7、密封性8、装饰性9、耐疲乏性、保油性、焊接性等。三、外表处理的分类1、按工艺特点分真空电镀：包括合金电镀、复合电镀、电刷镀、非晶态电镀、非金属电镀等。涂装堆焊热喷涂：火焰丝材喷涂、火焰粉末喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂及爆炸喷涂等。热渗镀化学转化膜：包括阳极氧化、化学氧化、磷酸盐膜、铬酸盐膜和草酸盐膜。金属着色：包括电化学着色、化学着色和染料着色。气相沉积：分化学气相沉积和物理气相沉积。三束改性：包括电子束技术、离子束技术和激光束技术。2、按学科特点分外表合金化技术：包括喷焊、堆焊、离子注入、激光熔敷、热渗镀等。、堆焊、金属着色、热浸镀等。外表组织转化技术：包括激光、电子束热处理技术，以及喷丸、滚压等外表加工硬化技术。其次节热喷涂一、概述而形成一种特制薄层以提高基体的外表性能。1、热源：火焰、电弧、电热热源、爆炸热源和激光热源等。2、热喷涂的材料：金属、合金、陶瓷、塑料、尼龙等。3、基体：金属、陶瓷、玻璃、石膏、木材、布、纸等固体材料。4、工艺过程：加热熔化、熔滴雾化、粒子飞行、撞击基体、冷却凝固形成涂层5、热喷涂的优点基体温度低，不变形、不弱化。喷涂尺寸不受限制。喷涂厚度可以把握。〔与电镀相比较〕可赐予一般材料以特别的外表性能。6、存在问题结合力低。孔隙率高。均匀性较差。二、热喷涂方法热喷涂的方法较多，诸如火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等。下面仅介绍火焰喷涂。利用气体火焰放出的燃烧热进展的热喷涂称为火焰喷涂。1、线材喷涂线材喷涂的涂层特点：具有明显的层状构造。含有明显的气孔和氧化物夹渣。线材喷涂的应用：在大型构件上喷涂铝和锌，以制备防护涂层。机械零件上喷涂适宜材料，以获得耐腐蚀涂层、耐磨损涂层和耐高温氧化涂层等。2、粉末喷涂粉末材料：“自熔”合金粉。“自熔”合金粉中含有起助熔作用和削减氧化作用的硼和硅。工艺过程：粉末喷涂形成涂层、加热涂层到熔点、涂层重熔、冷却形成致密涂层涂层与基体形成冶金结合，格外结实。涂层硬度可达50HRC以上。应用：主要用于机械零件、化工容器和辊筒外表制备耐蚀和耐磨涂层。第三节气相沉积气相沉积也称干镀，按机理划分为物理气相沉积〔PVD通常指的是离子镀膜即离子真空镀〕和化学气相沉积。一、物理气相沉积间使这些携带能量的蒸发粒子沉积到基体或零件的外表，以形成膜层。物理气相沉积法主要有真空蒸镀〔即蒸发真空镀膜设备、阴极溅射〔中频磁控镀膜设备〕和离子镀。1、真空蒸镀在真空中使金属、合金或化合物蒸发，然后分散在基体外表上的方法叫真空蒸镀。真空镀膜特点：镀膜由气相沉积，均匀性好；在真空条件下形成，纯洁性好；成膜过程简洁，工艺可准确把握。应用：真空蒸镀主要用于光学透镜的反射膜及装饰用的金膜、银膜。2、阴极溅射阴极溅射是利用高速正离子轰击某一靶材〔阴极在工件外表沉积的过程。阴极溅射与真空蒸镀相比有如下特点：薄膜的结合力高；简洁相成高熔点物质的膜；可以在较大面积上得到均匀的薄膜；简洁把握膜的组成；可以长时间地连续运转；有良好的再现性；几乎可以制造一切物质的薄膜。3、离子镀离子镀借助于一种惰性气体的辉光放电使欲镀金属或合金蒸发离子化，在带负电荷的基体〔工件〕上形成镀膜。离子镀膜的特点：离子镀膜附着力强；均匀性好；取材广泛且能相互搭配；整个工艺过程无污染。应用：形成附着力强的耐磨镀层；形成外表致密的耐蚀镀层、润滑镀层；形成各种颜色的装饰镀层；形成各种特别性能镀层。二、化学气相沉积化学气相沉积是利用气态物质在一固体外表进展化学反响物的过程。化学气相沉积的过程：产生挥发性运载化合物、把挥发性化合物运到沉积区、发生化学沉积反响生成固态产物常见的化学气相沉积反响有：热解反响；化学合成反响；化学传输反响。1、热解反响基体上沉积出固相涂层。热分解反响的化合物主要有：氢化物金属有机物。广泛用于沉积高附着性的金属膜和氧化物膜。氢化物和金属有机物体系，利用这类热解体系可在各种半导体或绝缘体上制备化合物半导体膜。其他气态铬合物和复合物，多用于贵金属〔铂族〕和其他过渡族金属的沉积。2、化学合成反响有两种或多种气态反响物在一个基体上相互反响进展沉积的反响称为化学合成反响。化学合成反响主要有：用氢气复原卤化物来沉积金属和半导体；用氢化物、卤化物或金属有机化合物来沉积绝缘膜。应用：制备各种单晶薄膜；制备多晶态和非晶态的沉积层，如二氧化硅、氧化铝、氮化硅、硼硅玻璃及各种金属化合物、氮化物和其他元素间的化合物等。3、化学传输反响样的反响称为化学传输反响。第四节化学转化膜技术化学转化膜技术是通过化学或电化学手段，使金属外表形成稳定的化合物膜层的技术。实质就是处在外表的基体金属直接同选定介质中的阴离子反响，使之形成自身转化的产物。化学转化膜技术主要有：1、氧化膜或发蓝技术；2、磷酸盐膜技术；3、铬酸盐膜技术；4、草酸盐膜技术；5、阳极氧化膜技术。一般原理：用或阴、阳极极化作用，在金属外表形成一层附着力良好的、难溶的腐蚀生成物薄膜。化学转化膜的方法：1、电化学法；2、化学法。化学转化膜的施工方法：1、浸渍法；2、喷淋法；3、刷镀法；4、滚镀法。应用：化学转化膜广泛应用于金属与金属相互摩擦的部位的吸油力气，从化学和机械两方面保护基体第五节电镀、电刷镀、热浸镀和化学镀一、电镀电镀是通过电解方法在固体外表获得金属沉积层的过程。电镀的实质在组成电极的金属与溶液的界面上进展氧化-复原反响。常用的单金属电镀主要有：镀锌、镀镍、镀铬、镀锡和镀铬。电镀的作用：1、防腐；2、装饰；3、改善焊接性能。二、电刷镀在不断供给电解液的条件下，用一只镀笔在工作外表上进展擦拭，从而获得镀层。电刷镀与电镀的主要区分电刷镀所用的溶液中含有欲镀的金属离子得多。电刷镀的特点：设备简洁，操作简洁，镀层结合结实，经济效益显著。应用：的修理等。三、热浸镀热浸镀是将一种基体金属浸在熔融状态的另一种低熔点金属中膜的方法。基体材料：钢、铸铁、铜等。镀层金属材料：锌、锡、铝等金属及其合金。依据热浸镀前处理的方法不同，热浸镀分为溶剂法和保护气体复原法。1、溶剂法热浸镀镀前在金属外表涂一层助镀剂其作用包括去除金属外表的氧化物防止镀前金属外表腐蚀和降低熔融金属的外表张力。 2、保护气体复原法热浸镀用煤气或自然气火焰加热金属外表，烧掉金属外表的油污、乳化液等，同时生成一层蓝色的氧化薄膜。然后在复原性气氛中复原为活性海绵状铁，并进展再结晶退火，待冷却到确定温度后进入镀锅进展热浸镀。3、应用：该工艺主要用于钢带热浸镀锌、铝和钢管热镀锌等。四、化学镀成复原沉积层的过程。催化剂：1、被镀金属本身；2、具有自催化作用的元素：Ni、Co、Pb、Cu、Ag、Au及其中一种或多种合金。复原剂：1、次磷酸盐；2、甲醛；3、硼氢化物以及氨基硼烷类及其衍生物等。第六节涂料及涂装方法一、涂料种丰富的颜色，改散外观。1、涂料的组成成膜物质：油料和树脂。主要作用是形成漆膜，并打算涂料的性能，如硬度、耐磨、耐酸碱等。颜料：红丹、氧化亚铅、碱性铬酸铅、钡酸锌、偏硼酸钡等。主要作用是着色，还可起到防锈和填充作用。辅料：主要作用是改善涂料的工艺性及涂膜的物理、化学和力学性能。辅料：主要作用是改善涂料的工艺性及涂膜的物理、化学和力学性能。溶剂：石油、煤焦、酯类、醇类、酮类、醇醚类