金屬材料表面處理

1、.金屬材料表面處理一，金屬材料簡(jiǎn)介金屬材料是具有光澤、延展性、導(dǎo)電、傳熱等性能的物質(zhì),除汞外,在常溫下均為固體。金屬具有較高的強(qiáng)度、硬度及韌性.金屬材料通常分為兩大類,一類主要以鐵為主,因其色為黑色,故稱黑色金屬。這一類的金屬也是工業(yè)產(chǎn)品中用途和用量最大的一類,約占金屬材料的另一類為有色金屬,即除了鐵以外的其他金屬,如金、銀、銅、錫、鎳、鋁等,因各具不同色彩,故稱有色金屬。此外,在有色金屬中,金、鉑、銥等金屬因儲(chǔ)量稀少,故稱稀有金屬將一種金屬與其他元素熔和而成的物質(zhì),則稱合金。合金的物理性質(zhì)已經(jīng)與原來的金屬不同,一般合金比純金屬具有更良好的性能。大多數(shù)金屬都可以通過添加其他金屬或非金屬元素來改

2、善本身的性能,并研制出新的金屬材料。工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中用量最大的黑色金屬,包括鑄鐵和鋼。鑄鐵又稱生鐵,其含碳量在之間,并含有磷、硫、硅等雜質(zhì)。物理性能硬而脆,不易拉伸,價(jià)格較低,常用于機(jī)械的支架和基礎(chǔ)等部件。有色金屬中的鋁是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品中最常用的金屬材料之一。純鋁外觀呈銀白色,質(zhì)輕,導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能良好,延展性好,熔點(diǎn)低,便于鑄造加工和焊接。鋁常常和鎂、錳、鐵、銅、鎳等其他金屬元素制成合金,可有效地提高強(qiáng)度和硬度。如鋁錳合金和鋁鎂合金等具有耐腐蝕、高強(qiáng)度、焊接和拋光性能優(yōu)良等特點(diǎn),鋁鎂合金還有航空工業(yè)的重要材料,飛機(jī)制造的主要材料。鋁是世紀(jì)中應(yīng)用最廣泛的金屬材料,從年起的年間,世界鋁的產(chǎn)量提高了5倍

3、。銅也是用途最廣泛和用量最大的有色金屬之一。純凈的銅呈紫色,具有良好的延展性,導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,是電氣工業(yè)的良好材料。銅的合金在工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中廣泛運(yùn)用。黃銅是銅與鋁的合金,鑄造五金和樂器制作的材料。黃銅是金屬材料中歷史最悠久的材料之一。因其具有鑄造性能好的特點(diǎn)而常作為銅像、工藝品和機(jī)械部件的用材。白銅是銅與鎳的合金,常用于家庭用品、工藝品和貨幣制造。二，處理工藝由于金屬材料良好的材料特性被廣泛的運(yùn)用到我們的日常生活中。金屬材料或制品的表面受到大氣、水分、日光、鹽霧霉菌和其他腐蝕性介質(zhì)等的侵蝕作用,會(huì)引起金屬材料或制品失光、變色、粉化或裂開,從而遭到損壞。因此，對(duì)金屬材料的表面處理工藝的了解和掌

4、握顯得十分重要。金屬材料表面處理工藝主要包括表面精加工處理、表面層改質(zhì)處理、表面被覆三種，這三種處理工藝的功效,一方面是保護(hù)產(chǎn)品,即保護(hù)材質(zhì)表面所具有的光澤、色彩和機(jī)理等而呈現(xiàn)出的外觀美,并延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命,有效地利用材料資源。另一方面起到美化、裝飾產(chǎn)品的作用,使產(chǎn)品高雅含蓄,表面有更豐富的色彩、光澤變化,更有節(jié)奏感和時(shí)代特征,從而有利于提高產(chǎn)品的商品價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)力。1，金屬材料的表面精加工處理在對(duì)金屬材料或制品進(jìn)行表面處理之前,應(yīng)有前處理或預(yù)處理工序,以使金屬材料或制品的表面達(dá)到可以進(jìn)行表面處理的狀態(tài)。金屬制品表面的前處理工藝和方法很多,其中主要包括有金屬表面的機(jī)械處理、化學(xué)處理和電化學(xué)處理

5、等。機(jī)械處理是通過切削、研磨、噴砂等加工清理制品表面的銹蝕及氧化皮等。將表面加工成平滑或具有凹凸模樣化學(xué)處理的作用主要是清理制品表面的油污、銹蝕及氧化皮等電化學(xué)處理則主要用以強(qiáng)化化學(xué)除油和侵蝕的過程,有時(shí)也可用于弱侵蝕時(shí)活化金屬制品的表面狀態(tài)。（1） 切削和研削 切削和研削是利用刀具或砂輪對(duì)金屬表面進(jìn)行加工的工藝?？傻玫礁呔鹊谋砻嫘Ч?。（2）研磨研磨是可以達(dá)到把金屬表面加工成平滑面效果的工藝?？梢缘玫焦饷?、鏡面、梨皮面的效果。（3）表面蝕刻表面蝕刻是一種使用化學(xué)酸進(jìn)行腐蝕而使得金屬表面得到的一種斑駁、滄桑裝飾效果的加工工藝。即,用耐藥薄膜覆蓋整個(gè)金屬表面,然后用機(jī)械或者化學(xué)方法除去需要凹下去

6、部分的保護(hù)膜,使這部分金屬裸露。接著浸入藥液中,使裸露的部分溶解而形成凹陷,獲得紋樣,最后用其他藥液去除保護(hù)膜。2，金屬材料的表面層改質(zhì)處理金屬材料表面裝飾技術(shù)是保護(hù)和美化產(chǎn)品外觀的手段,主要分為表面著色工藝和肌理工藝。（1）金屬表面著色工藝金屬表面著色工藝是采用化學(xué)、電解、物理、機(jī)械、熱處理等方法,使金屬表面形成各種色澤的膜層、鍍層或涂層。1）化學(xué)著色：在特定的溶液之中,通過金屬表面與溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在金屬表面生成帶色的星體金屬化合物膜層的方法。2）電解著色：在特定的溶液中,通過電解處理方法,使金屬表面發(fā)生反應(yīng)而生成帶色膜層。3）陽極氧化染色：在特定的溶液中,以化學(xué)或電解的方法對(duì)金屬進(jìn)行處

7、理,生成能吸附染料的膜層,這染料作用下著色,或使金屬與染料微粒共析形成復(fù)合帶色鍍層。染色的特征是使用各種天然或合成染料來著色,金屬表面呈現(xiàn)染料的色彩。染色的色彩艷麗,色域?qū)拸V,但目前應(yīng)用范圍較窄,只限于鋁、鋅、鎬、鎳等幾種金屬。（2）金屬表面肌理工藝金屬表面肌理工藝是通過鍛打、刻劃、打磨、腐蝕等工藝在金屬表面制作出肌理效果。1）：表面鍛打：使用不同形狀的錘頭在金屬表面進(jìn)行鍛打,從而形成不同形狀的點(diǎn)狀肌理,層層疊疊,十分具有裝飾性。2）表面拋光：利用機(jī)械或手工以研磨材料將金屬表面磨光的方法。表面拋光又有磨光、鏡面、絲光、噴砂等效果。根據(jù)表面效果的不同,使用的工具和方法也不盡相同。3）表面鑲嵌：在

8、金屬表面刻畫出陰紋,嵌入金銀絲或金銀片等質(zhì)地較軟的金屬材料,然后打磨平整,呈現(xiàn)纖巧華美的裝飾效果。4）表面蝕刻：是使用化學(xué)酸進(jìn)行腐蝕而得到的一種斑駁、滄桑的裝飾效果,具體方法如下：首先在金屬表面涂上一層瀝青,接著將設(shè)計(jì)好的紋飾在瀝青的表面刻畫,將需腐蝕部分的金屬露出。下面就可以進(jìn)行腐蝕了,腐蝕可以視作品的大小選擇進(jìn)入化學(xué)酸溶液內(nèi)腐蝕和噴刷溶液腐蝕。一般來說,小型作品選擇浸入式腐蝕?；瘜W(xué)酸具有極強(qiáng)的腐蝕性,在進(jìn)行腐蝕操作時(shí)一定要注意安全保護(hù)。3，表面被覆（1）鍍覆著色：采用電鍍、化學(xué)鍍、真空蒸發(fā)沉積度和氣相鍍等方法,在金屬表面沉積金屬、金屬氧化物或合金等,形成均勻膜層。它是利用各種工藝方法在金屬

9、材料的表面覆蓋其他金屬材料的薄膜,從而提高制品的耐蝕性、耐磨性,并調(diào)整產(chǎn)品表面的色澤、光潔度以及肌理特征,以提高制品檔次。缺點(diǎn)是鍍層色彩單調(diào),對(duì)產(chǎn)品大小形狀有所限制。（2）涂覆著色：采用浸涂、刷涂、噴涂等方法,在金屬表面涂覆有機(jī)涂層。它是在金屬材料的表面覆蓋以有機(jī)物為主體的涂料層的加工工藝,也被稱為涂裝。目的在于保護(hù)作用裝飾作用特殊作用一隔熱、防輻射、殺菌等。優(yōu)點(diǎn)是能賦予產(chǎn)品豐富的色彩和肌理。缺點(diǎn)是涂層會(huì)老化和磨損,容易被劃傷導(dǎo)致保護(hù)膜破損,使底層金屬銹蝕。（3）琺瑯著色（搪瓷和景泰藍(lán)）：在金屬表面覆蓋玻璃質(zhì)材料,經(jīng)高溫?zé)菩纬赡印Ｔ硎怯貌ＡР馁|(zhì)覆蓋金屬表面,然后在度左右進(jìn)行燒制而成。效果是使金屬材料表面堅(jiān)硬,提高制品的耐蝕性、耐磨性。賦予產(chǎn)品表面寶石般的光澤和艷麗的色彩,具有極強(qiáng)的裝飾性。缺點(diǎn)為脆性高,不耐沖擊,在急冷急熱或變形沖擊下,容易脫落。（4）金銀錯(cuò)：它又稱為錯(cuò)金銀。市先秦時(shí)代發(fā)展起來出來的一種用金銀裝飾青銅器物表面的工藝。原理是在青銅器表面鑄出或者琴刻出所需要的圖案,銘文的凹槽,然后嵌入金銀絲、片,捶打牢固,再用蠟石錯(cuò)磨,使嵌入的金銀絲、片表面