第四章 钢铁材料的表面处理

第四章钢铁材料的表面处理《材料成型基础》化学镀定义：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。原理：依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀镍及其原理定义：利用化学镀的原理，在镀件表面镀上一层致密的金属镍层的方法。也叫Ni-P化学镀。原理（原子氢态理论）

H2PO2-+H2O=HPO32-+H++2[H]（次磷酸根）（亚磷酸根）Ni2++2[H]=Ni+2H+H2PO2-+[H]=P+H2O+OH-化学镀镍的装置示意图化学镀镍及其原理1—水浴2—烧杯3—试样4—温度计5—化学镀液6—电阻加热器化学镀镍及其原理表一、镀液化学镀镍特点镀层性能（Ni-P）厚度均匀、表面光滑硬度高、附着力好抗腐蚀性好钎焊镀镍产品

镀镍产品电镀及原理

在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等水溶液组成。通电后，阳极的金属会氧化（失去电子），电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。电镀要素

材料要求：镀层大多是单一金属或合金，如钛、锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层，如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢等金属外，还有非铁金属或ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前，必须经过特殊的活化和敏化处理。。电镀要素：电镀的要素：1.阴极：被镀物，指各种接插件端子2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）3.电镀液：含有欲镀金属离子的电镀液4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素5.整流器：提供直流电源的设备

电镀工艺一般包括电镀前预处理，电镀及镀后处理三个阶段。基本工艺流程图如下所示：产品工件除油

酸浸清洗

清洗电解除油清洗

电镀清洗处理/烘干电镀种类

镀镍镀锌镀锡镀金镀铜镀银镀铬合金电镀复合电镀种类

电镀的优缺点电镀的优点

电镀最大的优点是成本较低、使用的靶材少。利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术，电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。电镀的缺点

电镀的缺点首先是是污染问题：当镀液加温较高时，镀液会加速蒸发和分解，气雾中有高浓度的溶质成分。这时会严重污染环境，尤其是酸、碱气雾，氰化物和铬雾对环境的影响和人体危害会更大；镀液处理过程中若不加以注意，则镀液的损耗量是相当大的；电镀槽或加温(冷却)管渗漏往往也会造成严重污染。

另外，电镀过程中常常会造成不连续水膜（表面被污染所引起的不均匀润湿性，使表面上的水膜变的不连续）、孔隙、针孔、起皮、剥离、海绵状镀层、烧焦镀层、麻点（在电镀或腐蚀中，与金属表面上形成的小坑或小孔）等。

热浸镀简称热镀，是把被镀金属件浸入到熔融的金属或合金液体中使其表面形成金属镀层的一种工艺方法。

镀层材料的金属或合金的熔点要比基体金属低得多，故热镀层金属都采用低熔点的金属及其合金，如锡（231.9℃）、铅（327.4℃）、锌（419.5℃）、铝（658.7℃）及它们的合金，被镀金属材料一般为钢、铸铁及不锈钢等。1.1热浸镀定义基本工艺流程前处理热浸镀后处理清洗除油酸洗除锈水洗熔剂处理热浸镀基本工艺流程（1）按镀层类别分类：热浸镀锌热浸镀铝热浸镀锡热浸镀铅1.热浸镀分类按前处理方法不同溶剂法保护气体还原法干式湿式1.2.热浸镀分类（2）按前处理方法分类：（1）溶剂法热浸镀的工艺流程为：

镀前检查一碱液除油一水清洗一酸洗一水清洗一溶剂处理→烘干预热（湿式法无此程序）一热浸镀锌一冷却一干燥一检验一成品1.2.热浸镀分类设备简单、成本低生产灵活操作简便、易学浸镀产品范围广溶剂法热浸镀特点：溶剂法热浸镀特点：（1）溶剂法热浸镀特点：（2）保护气体还原法（氢还原法）热浸镀：

该法主要采用保护气体还原法为前处理方式。钢材的表面预处理按照顺序在氧化炉和还原炉中完成。

1.2.热浸镀分类

（2）保护气体还原法特点：

优：生产速度快效率高、镀层结合力好、无污染。另外，还原型生产线高温辐射加热温度高，退火时间长，产品性能好。缺：设备比较复杂，投资大，技术难度大，适合单一产品的批量生产。现代带钢连续热浸镀采用的最普遍和最广泛的一种工艺。1.2.热浸镀分类

热浸镀的金属层一般较厚，因此能在某些腐蚀环境中长期使用。或作为抗特种介质腐蚀的防蚀镀层。（1）抗大气腐蚀环境条件下应用（2）抗高温、抗氧化和耐蚀条件下应用1.3.热浸镀的性能与应用离