表面處理概念

1、surface treatment定義：改進構件表面性能的處理工藝。概念：表面處理在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。目的：滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。對于金屬鑄件，我們比較常用的表面處理方法是，機械打磨，化學處理，表面熱處理，噴涂表面，表面處理就是對工件表面進行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等。廣義的表面處理，即包括前處理、電鍍、涂裝、化學氧化、熱噴涂等眾多物理化學方法在內的工藝方法；另一種為狹義的表面處理，即只包括噴砂、拋丸等在內的即我們常說的前處理部分。以下我們所說的主要是狹義的表面處理。表面處理（前處理）方法手工處理

2、：如刮刀、鋼絲刷或砂輪等。用手工可以除去工件表面的銹跡和氧化皮，但手工處理勞動強度大、生產效率低，質量差，清理不徹底?；瘜W處理：主要是利用酸堿性或堿性溶液與工件表面的氧化物及油污發(fā)生化學反應，使其溶解在酸性或堿性的溶液中，以達到去除工件表面銹跡氧化皮及油污，再利用尼龍制成的毛刷輥或304#不銹鋼絲（耐酸堿溶液制成的鋼絲刷輥清掃干凈便可達到目的?；瘜W處理適應于對薄板件清理，但缺點是：若時間控制不當，即使加緩蝕劑，也能使鋼材產生過蝕現象，對于較復雜的結構件和有孔的零件，經酸性溶液酸洗后，浸入縫隙或孔穴中的余酸難以徹底清除，若處理不當，將成為工件以后腐蝕的隱患，且化學物易揮發(fā)，成本高，處理后的化學排

3、放工作難度大，若處理不當，將對環(huán)境造成嚴重的污染。隨著人們環(huán)保意識的提高，此種處理方法正被機械處理法取代。尼龍刷輥機械處理法: 主要包括鋼絲刷輻拋光法、拋丸法和噴丸法。拋光法也就是刷輻在電機的帶動下，刷輻以與軋件運動相反的方向在板帶的上下表面 高速旋轉刷去氧化鐵皮。刷掉的氧化鐵皮采用封閉循環(huán)冷卻水沖洗系統沖掉。拋丸法清理是利用離心力將彈丸加速，拋射至工件進行除銹清理的方法。但拋丸靈活 性差，受場地限制，清理工件時有些盲目性，在工件內表面易產生清理不到的死角。 設備結構復雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修工時多，費用高，一次性 投入大。用噴丸進行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸對

4、薄板工件的處理，容易使 工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無論拋丸或噴丸）使金屬基材產生變形，由于四 氧化三鐵和三氧化二鐵沒有塑性，破碎后剝離，而油膜與其材一同變形，所以對帶有 油污的工件，拋丸、噴丸無法徹底清除油污。在現有的工件表面處理方法中，清理效 果最佳的還數噴砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國目前通用噴 砂設備中多由錢龍、刮板、頭號式提升機等原始笨重輸砂機械組成。用戶需要施建一 個深地坑及做防水層來裝置機械，建設費用高，維修工作量及維修費用極大，噴砂過 程中產生大量的矽塵無法清除，嚴重影響操作工人的健康并污染環(huán)境。手工噴砂房要根據實際情況設計相對于容納工件較寬敞的空間，不

5、能太拘謹否則影 響工人手工作業(yè)，同時照明條件一定要好，對于較干燥的地區(qū)完全可以把拋沙放在室 外進行。等離子表面處理等離子又名電漿，是由帶正電的正粒子、負粒子（其中包括正離子，負離子、電子、 自由基和各類活性基團等）組成的集合體，其中正電荷和負電荷電量相等故稱等離子 體，是除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外物質存在的第四態(tài)一等離子態(tài)。等離子表面處理器由等離子發(fā)生器，氣體輸送管路及等離子噴頭等部分組成，等離子發(fā)生器產生高壓高頻能量在噴嘴鋼管中被激活和被控制的輝光放電中產生低溫等離子體，借助壓縮空氣將等離子噴向工件表面，當等離子體和被處理物體表面相遇時，產生了物體變化和化學反應。表面得到了清潔，去除了碳化氫類污

6、物，如油脂，輔助添加劑等， 或產生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯層，或引入含氧極性基團（ 羥基、 羧基 ） ，這些基因對各類涂敷材料具有促進其粘合的作用，在粘合和油漆應用時得到了優(yōu)化。在同樣效果下，應用等離子體處理表面可以得到非常薄的高張力涂層表面，有利于粘結、涂覆和印刷。不需其他機器、化學處理等強烈作用成份來增加粘合性。等離子表面處理在印刷包裝行業(yè)廣義表面處理技術的分類根據使用的方法不同，可將表面處理技術分為下述種類。一、電化學方法這種方法是利用電極反應，在工件表面形成鍍層。其中主要的方法是：（一）電鍍在電解質溶液中，工件為陰極，在外電流作用下，使其表面形成鍍層的過程，稱為電鍍。鍍層可為金屬、

7、合金、半導體或含各類固體微粒，如鍍銅、鍍鎳等。（二）氧化在電解質溶液中，工件為陽極，在外電流作用下，使其表面形成氧化膜層的過程，稱為陽極氧化，如鋁合金的陽極氧化。鋼鐵的氧化處理可用化學或電化學方法。化學方法是將工件放入氧化溶液中，依靠化學作用在工件表面形成氧化膜，如鋼鐵的發(fā)藍處理。二、化學方法這種方法是無電流作用，利用化學物質相互作用，在工件表面形成鍍覆層。其中 主要的方法是：（一）化學轉化膜處理在電解質溶液中，金屬工件在無外電流作用，由溶液中化學物質與工件相互作用 從而在其表面形成鍍層的過程，稱為化學轉化膜處理。如金屬表面的發(fā)藍、磷化、鈍 化、銘鹽處理等。（二）化學鍍在電解質溶液中，工件表面

8、經催化處理，無外電流作用，在溶液中由于化學物質 的還原作用，將某些物質沉積于工件表面而形成鍍層的過程，稱為化學鍍，如化學鍍 銀、化學鍍銅等。三、熱加工方法這種方法是在高溫條件下令材料熔融或熱擴散，在工件表面形成涂層。其主要方 法是：（一）熱浸鍍金屬工件放入熔融金屬中，令其表面形成涂層的過程，稱為熱浸鍍，如熱鍍鋅、 熱鍍鋁等。（二）熱噴涂將熔融金屬霧化，噴涂于工件表面，形成涂層的過程，稱為熱噴涂，如熱噴涂鋅、 熱噴涂鋁等。（三）熱燙印將金屬箔加溫、加壓覆蓋于工件表面上，形成涂覆層的過程，稱為熱燙印，如熱 燙印鋁箔等。（四）化學熱處理工件與化學物質接觸、加熱，在高溫態(tài)下令某種元素進入工件表面的過程

9、，稱為 化學熱處理，如滲氮、滲碳等。（五）堆焊以焊接方式，令熔敷金屬堆集于工件表面而形成焊層的過程，稱為堆焊，如堆焊耐磨合金等。四、真空法這種方法是在高真空狀態(tài)下令材料氣化或離子化沉積于工件表面而形成鍍層的過程。其主要方法是。（一）物理氣相沉積（PVD）在真空條件下，將金屬氣化成原子或分子，或者使其離子化成離子，直接沉積到工件表面，形成涂層的過程，稱為物理氣相沉積，其沉積粒子束來源于非化學因素，如蒸發(fā)鍍?yōu)R射鍍、離子鍍等。（二）離子注入高電壓下將不同離子注入工件表面令其表面改性的過程，稱為離子注入，如注硼等。（三）化學氣相沉積（CVD）低壓（有時也在常壓）下，氣態(tài)物質在工件表面因化學反應而生成固

10、態(tài)沉積層的過程，稱為化學氣相鍍，如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。五、其它方法主要是機械的、化學的、電化學的、物理的方法。其中的主要方法是。（一）涂裝閑噴涂或刷涂方法，將涂料（有機或無機）涂覆于工件表面而形成涂層的過程，稱為涂裝，如噴漆、刷漆等。（二）沖擊鍍用機械沖擊作用在工件表面形成涂覆層的過程，稱為沖擊鍍，如沖擊鍍鋅等。（三）激光面表處理用激光對工件表面照射，令其結構改變的過程，稱為激光表面處理，如激光淬火、激光重熔等。（四）超硬膜技術以物理或化學方法在工件表面制備超硬膜的技術，稱為超硬膜技術。如金剛石薄膜，立方氮化硼薄膜等。（五）電泳及靜電噴涂1、電泳 工件作為一個電極放入導電的水溶性或水乳化的涂料中