表面處理是指在基材表面人工地形成一層與基材具有不同機(jī)械、物理和化學(xué)性質(zhì)的表層。表面處理的目的是滿(mǎn)足產(chǎn)品耐腐蝕、耐磨、裝飾或其他特殊功能的要求。對(duì)于金屬鑄件,我們常用的表面處理方法是機(jī)械研磨、化學(xué)處理、表面熱處理、涂裝表面、表面處理是清潔工件表面、清潔、去除毛刺、去除油污、去除氧化皮等。
表面處理生產(chǎn)線是利用現(xiàn)代物理、化學(xué)、金相和熱處理等新的邊緣技術(shù),改變零件表面的狀態(tài)和性能,使其與芯材相結(jié)合,達(dá)到預(yù)定性能要求的工藝方法,稱(chēng)為表面處理。表面處理的一般說(shuō)明有兩種:一種是廣義的表面處理,即前處理、電鍍、涂層、化學(xué)氧化、熱噴霧等多種物理和化學(xué)方法,另一種是狹義的表面處理,即噴砂、研磨等,也就是我們常說(shuō)的前處理部分。
下面我們主要談?wù)劒M義的表面處理。
工件在加工、運(yùn)輸、保管等過(guò)程中,表面多含有氧化皮、銹模殘留的型砂、爐渣、灰塵、油等污垢。如果涂層能牢固地附著在工件表面,工件表面必須在涂覆前清洗干凈,否則,不僅會(huì)影響涂層與金屬的結(jié)合力和防腐性能,而且會(huì)使母材即使在涂層的保護(hù)下繼續(xù)腐蝕,導(dǎo)致涂層剝落,影響工件的力學(xué)性能和使用壽命。因此,工件涂裝前的表面處理是獲得高質(zhì)量保護(hù)層、延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命的重要保證和措施。
表面處理方法
根據(jù)使用的方法不同,表面處理工藝可分為以下幾類(lèi)。
電化學(xué)法
該方法是利用電極反應(yīng),在工件表面形成鍍層。其中主要的方法是:
(一)電鍍
在電解質(zhì)溶液中,工件是陰極,在外加電流的作用下,在其表面形成一層鍍層,稱(chēng)為電鍍。涂層可以是金屬、合金、半導(dǎo)體或包含各種固體顆粒,例如鍍銅和鍍鎳。
(二)氧化
電解液中的工件是陽(yáng)極,在外加電流的作用下,在其表面形成一層氧化膜的過(guò)程,叫做陽(yáng)極氧化,就像鋁合金的陽(yáng)極氧化。
化學(xué)或電化學(xué)可用于鋼鐵的氧化處理。化學(xué)法是將工件置于氧化溶液中,依靠化學(xué)作用在工件表面形成一層氧化膜,如鋼鐵的青色處理。
化學(xué)方法
采用無(wú)電流作用,利用化學(xué)物質(zhì)的相互作用,在工件的表面形成涂層。其主要方法如下:
(一)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理
在電解質(zhì)溶液中,在沒(méi)有外部電流的情況下,通過(guò)溶液中的化學(xué)物質(zhì)與工件之間的相互作用在金屬工件表面形成涂層的過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。例如金屬表面的藍(lán)色、磷化、鈍化、鉻鹽處理等。
(二)化學(xué)鍍
在電解質(zhì)溶液中,工件表面在沒(méi)有外加電流的情況下進(jìn)行催化處理。在溶液中,由于化學(xué)物質(zhì)的減少,一些物質(zhì)沉積在工件表面形成涂層,這就是所謂的化學(xué)鍍,如化學(xué)鍍鎳和化學(xué)鍍銅。
熱加工法
該方法使材料在高溫下熔化或熱擴(kuò)散,在工件的表面形成涂層。其主要方法是:
(一)熱浸鍍
將金屬工件放入熔融金屬中,在其表面進(jìn)行熱浸鍍的工藝,如熱鍍鋅、熱鍍鋁等。
(二)熱噴涂
將熔融金屬霧化,噴涂在工件表面,形成涂層過(guò)程,稱(chēng)為熱噴鋅、熱噴鋁等。
(三)熱燙印
將金屬箔加熱、加壓復(fù)蓋在工件表面,形成復(fù)蓋層的過(guò)程,稱(chēng)為熱印鋁箔等。
(四)化學(xué)熱處理
工件與化學(xué)物質(zhì)接觸、加熱,在高溫下命令某些要素進(jìn)入工件表面的過(guò)程,稱(chēng)為氮化、碳化等化學(xué)熱處理。
(五)堆焊
用焊接方式將熔融金屬堆積在工件表面形成焊接層的過(guò)程稱(chēng)為堆積焊接,如堆積焊接耐磨合金等。
真空法
這種方法是在高真空狀態(tài)下,材料被蒸發(fā)或電離并沉積在工件表面形成涂層的過(guò)程。其主要方法是。
(一)物理氣相沉積(PVD)
把金屬氣化為原子或分子,或把金屬離子化為離子,在真空條件下,直接沉積到工件表面,形成鍍層的過(guò)程,稱(chēng)為物理氣相沉積,其沉積的顆粒束源于非化學(xué)因素,如蒸發(fā)鍍、離子鍍等。
(二)離子注入
通過(guò)在高壓下注入不同的離子對(duì)工件進(jìn)行表面改性的過(guò)程稱(chēng)為離子注入,如硼注入。
(三)化學(xué)氣相沉積(CVD)
低氣壓(有時(shí)也是常壓)條件下,氣態(tài)物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在工件表面形成固體沉積層的過(guò)程,稱(chēng)為化學(xué)氣相鍍,如氧化硅,氮化硅等。
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