表面工程學(xué)重點

1、第二章 表面工程技術(shù)的物理、化學(xué)基礎(chǔ)一、固體的表面：理想表面、清潔表面、機械加工面、一般表面。1、表面：固體材料與氣相接觸的面（1）理想表面：將晶體切開后形成的表面；（2）潔凈表面：在特殊條件下獲得的固體表面，表面有極少量的吸附物。（3）清潔表面：零件經(jīng)過去油、除銹等預(yù)處理后的表面。（4）機加工表面：機械加工后的表面，表面粗糙度取決于加工方法。（5）一般表面（實際表面）：放置在大氣中的材料表面。二、固體的界面及其結(jié)合方式：冶金結(jié)合、擴散結(jié)合、外延生長、化學(xué)鍵結(jié)合、分子鍵結(jié)合、機械結(jié)合。1、界面：固相之間的分界面；（1）冶金結(jié)合：覆層與基材之間是通過熔化或熔融后重新凝固結(jié)晶而成，如堆焊。 冶金結(jié)

2、合屬于金屬鍵結(jié)合，結(jié)合強度最高。（2）擴散結(jié)合：兩個固相平面在加熱、加壓等條件下，固相原子在界面處相互擴散并連接在一起，如擴散焊。 擴散結(jié)合屬于原子級的冶金結(jié)合。（3）外延生長：沿單晶襯底的晶軸向外延伸，生成與原晶格相同的新單晶涂層。 外延生長界面結(jié)合強度取決于結(jié)合鍵的類型，如分子鍵、共價鍵、離子鍵和金屬鍵（依次增強）。（4）化學(xué)鍵結(jié)合：涂層與基材之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化合物。化學(xué)鍵的結(jié)合強度高，但界面韌性差。（5）分子鍵結(jié)合：以范德華力結(jié)合的界面，界面上沒有發(fā)生擴散或化學(xué)反應(yīng)，如物理氣相沉積。 雖然分子鍵的結(jié)合力稍差，但可以滿足某些要求。（6）機械結(jié)合：涂層與基體之間靠相互鑲嵌連接結(jié)合在一起，

3、如噴涂。 機械結(jié)合的結(jié)合強度較差。三、表面張力及表面能1、表面張力（1） 液體表面張力：使液體表面向最小表面積趨向的力。（2） 固體表面張力2 、表面能因物質(zhì)表面原子和內(nèi)部原子排列差別引起的一種物理表現(xiàn)。其物理意義是指產(chǎn)生1cm2新表面需消耗的等溫可逆功。液態(tài)表面能與表面張力在數(shù)學(xué)上是相等的。3、表面能及表面張力的關(guān)系（1）縮小表面積的過程是自發(fā)過程。結(jié)晶時，固相中的小晶粒合并長大成大晶粒等。（2）表面張力減小的過程是自發(fā)過程。如固體或液體物質(zhì)表面發(fā)生的吸附現(xiàn)象，就是因為該吸附物質(zhì)可以減小表面張力。（3）若表面張力和表面積都發(fā)生變化，則總的效果是引起自由能減小，則為自發(fā)過程這種現(xiàn)象稱為潤濕現(xiàn)象

4、。四、固體表面的吸附1、吸附的基本特性由于物質(zhì)表面原子或分子力場不飽和，所以有吸引周圍其它物質(zhì)(主要是氣體、液體)分子的能力。吸附可以減少物質(zhì)表面某些過剩的自由能，物質(zhì)表面因吸附物的存在而穩(wěn)定，所以吸附是自發(fā)進行。2、固體表面的吸附有物理吸附和化學(xué)吸附：（1）物理吸附：固體表面與被吸附分子之間不發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，它們之間靠范德華力結(jié)合。物理吸附對溫度很敏感，提高溫度容易解吸，所以物理吸附是可逆的。（2）化學(xué)吸附：吸附原子與固體表面原子之間有電子的轉(zhuǎn)移，二者靠化學(xué)鍵力結(jié)合。從熱力學(xué)角度講，化學(xué)吸附的自由能減小要比物理吸附大得多，狀態(tài)更穩(wěn)定，而且是不可逆的過程。（3）化學(xué)吸附往往是先形成物理吸附膜，

5、然后在界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成化學(xué)吸附，結(jié)合牢固并不可逆。3、固體對氣體的吸附任何氣體在其臨界溫度以下都會被吸附于固體表面，可能是物理吸附，也可能是化學(xué)吸附。吸附強度排列順序為：O2 > C2H2 > C2H4 > CO > H2 > CO2 > N24、固體對液體的吸附（1） 電解質(zhì)的吸附：固體和溶液之間發(fā)生離子交換，如化學(xué)鍍；（2） 非電解質(zhì)的吸附：液體在固體表面為單分子層吸附。溶液吸附的吸附熱很小，說明液體在固體表面的結(jié)合不牢。五、固體表面的潤濕：潤濕角、親水物質(zhì)和疏水物質(zhì)。1、潤濕現(xiàn)象：液體在固體表面上鋪展的現(xiàn)象，稱為潤濕（1） 親水物質(zhì)：能被水潤濕的

6、材料，如玻璃、石英等；（2） 疏水材料：不能被水潤濕的物質(zhì)，如石蠟、石墨等2、潤濕角： 或（1） 當(dāng)S-G>S-L時，cos為正值，<90°，潤濕狀態(tài)；（2） 當(dāng)S-G<S-L時，cos為負值，>90°，不潤濕狀態(tài);(3) 當(dāng)=0°和180°時，則相應(yīng)地稱為完全潤濕和完全不潤濕。六、摩擦與潤滑：干摩擦、邊界潤滑摩擦、流體潤滑摩擦、滾動摩擦、固體潤滑。1 、摩擦的定義和分類兩個相互接觸物體在外力作用下發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，在接觸面間產(chǎn)生切向的運動阻力，這一阻力稱為摩擦力，這種現(xiàn)象稱為摩擦。（1） 按摩擦副的運動狀態(tài)分類：

7、1） 靜摩擦：一個物體沿另一個物體表面有相對運動趨勢時產(chǎn)生的摩擦稱為靜摩擦，這種摩擦力稱為靜摩擦力。靜摩擦力隨作用于物體上的外力變化而變化。2） 動摩擦：一個物體沿另一個物體表面相對運動時產(chǎn)生的摩擦稱為動摩擦，其阻礙物體運動的切向力稱為動摩擦力。動摩擦力通常小于靜摩擦力2） 按摩擦副的運動形式分類1） 滑動摩擦：物體接觸表面相對滑動時產(chǎn)生的摩擦。2）滾動摩擦：在力矩作用下，物體沿接觸表面滾動時產(chǎn)生的摩擦。滾動摩擦系數(shù)比滑動摩擦小得多。（3） 按摩擦副表面的潤滑狀況（工作狀態(tài)）分類：1） 純凈摩擦：摩擦表面沒有任何吸附膜或化合物的摩擦，如真空中的摩擦。2）干摩擦（無潤滑摩擦）：在大氣條件下，摩擦

8、表面之間不存在潤滑劑時的摩擦。3） 邊界潤滑摩擦：摩擦面之間有一層極薄的潤滑膜存在時的潤滑。這層膜稱為邊界膜，厚度小于0.01m。4）流體潤滑摩擦：相對運動的兩物體表面完全被流體隔開時的摩擦，流體可以是液體或氣體。流體潤滑時，摩擦發(fā)生在流體的內(nèi)部，摩擦阻力取決于流體的性質(zhì)（如粘度）。5）固體潤滑摩擦：相對運動的兩物體表面間有固體潤滑存在時的摩擦。七、粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、沖蝕磨損、腐蝕磨損的基本磨損方式、機理、影響因素和提高零件耐磨性的途徑。1粘著磨損（1）基本磨損方式： 輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫、咬死（2）機理 1）固體表面微凸體相接觸時，在外作用下形成微觀應(yīng)力場。 2）當(dāng)接觸應(yīng)力

9、較大時，將引起材料塑性變形和“冷焊”現(xiàn)象。此時若摩擦副相對滑動，焊合點被剪斷。若微凸體較硬，也會對較軟的對磨材料造成犁削作用。（3）影響因素 1）潤滑條件或環(huán)境：在真空條件下大多數(shù)金屬材料的磨損十分嚴(yán)重。 2）硬度：對摩擦副材料的硬度而言，材料越硬，耐磨性越好。 3）晶體結(jié)構(gòu)和晶體的互溶性：密排六方的材料摩擦系數(shù)最低，體心立方材料最高。冶金上互溶性好的一對金屬摩擦副摩擦系數(shù)和磨損率都高。 4）溫度：溫度升高，磨損加劇。2磨粒磨損（1）基本磨損方式：鑿削式、高應(yīng)力碾碎式、低應(yīng)力擦傷式（2）機理 1）若磨粒是個剛性三角錐體，被磨損材料呈塑性時，磨粒與材料之間會發(fā)生顯微切削和顯微犁溝兩種塑性變形的磨

10、損方式，磨粒錐體在滑動一定距離所磨掉的材料體積 2）當(dāng)磨粒和脆性材料表面接觸時，主要以表面斷裂破壞為主。此時材料去除體積（3）影響因素 1)磨粒特性的影響： a磨粒硬度 b磨粒粒度：當(dāng)磨粒在某一臨界尺寸以下，材料的磨損率隨磨粒尺寸增加而大幅度增加；超過臨界尺寸后，磨損增大的幅度顯著降低。 c磨粒形狀：磨粒越尖銳，磨損速率越大。 d磨粒脆性：脆性的磨料磨?？赡芩榱?，使磨粒邊緣變得銳利，因而磨損率又可能增高。 2)材料力學(xué)性能：材料耐磨粒磨損性能主要決定于其硬度，而與其它力學(xué)性能關(guān)系不大。 3)材料微觀組織：在同樣硬度條件下，奧氏體、貝氏體的耐磨性優(yōu)于珠光體和馬氏體。夾雜物和內(nèi)部缺陷會大大降低耐磨

11、性。 4)工況和環(huán)境條件：速度、載荷、磨粒沖擊角、環(huán)境濕度、溫度和腐蝕介質(zhì)等工況和環(huán)境條件都會影響到材料的磨粒磨損性能。3疲勞磨損（1）基本磨損方式：點蝕、淺層剝落、深層剝落（2）機理當(dāng)兩個接觸體相對滾動或滑動時，在接觸區(qū)形成的循環(huán)應(yīng)力超過材料的疲勞強度的情況下，表面層將引發(fā)裂紋，并逐步擴展，最后裂紋以上的材料斷裂剝落下來的磨損過程。（3）影響因素 1）材料內(nèi)部夾雜物的存在方式與數(shù)量； 2）材料表面粗糙度； 3）材料的硬度； 4）材料組織結(jié)構(gòu)； 5）潤滑狀態(tài)和零件工作環(huán)境等。4沖蝕磨損（1）基本磨損方式：噴砂沖蝕、水滴沖蝕、泥漿沖蝕、氣蝕（2）機理 粒子沖擊固體表面時發(fā)生能量交換，根據(jù)粒子的入

12、射速度和材料的流動應(yīng)力，固體表面可能發(fā)生彈性變形，也可能出現(xiàn)塑性壓痕。 1)脆性磨損機制：脆性材料受到粒子的沖擊作用時，不發(fā)生塑性變形，而出現(xiàn)裂紋并很快脆斷。脆性沖蝕時的磨損體積 2)延性磨損機制：當(dāng)撞擊角為90°時沖蝕很小，而在撞擊角為20°時沖蝕最大（切削磨損）。（3）影響因素 1）環(huán)境參數(shù)：如粒子的入射角、速度、濃度、沖蝕時間、環(huán)境溫度等； a入射角 b速度：粒子速度對材料沖蝕率有很大的影響 c沖蝕時間：沖蝕磨損存在較長的潛伏期或孕育期。首批粒子沖擊表面時主要造成加工硬化和表面粗糙化，經(jīng)過一定的累積損傷后才能逐漸過渡到穩(wěn)定沖蝕階段。對于噴砂型沖蝕，沖蝕初期可能因粒子嵌

13、入而呈現(xiàn)“增重”。 d環(huán)境溫度：一般隨著溫度增加，材料沖蝕率上升。但溫度過高時，材料表面生成的氧化膜反而會提高材料的抗沖蝕能力。 2）磨料性質(zhì)：如硬度、粒度、可破碎性、固體還是液體等。 a固體粒子：固體粒子的形狀和粒度對沖蝕有很大影響。當(dāng)粒子超過臨界尺寸后，沖蝕率趨于平穩(wěn)。尖顆粒造成的破壞要比球形粒子嚴(yán)重；硬粒子產(chǎn)生的沖蝕破壞比軟粒子嚴(yán)重。 b液滴：沖蝕中液滴直徑變大其沖蝕能力也增大。在滴徑從1.02.5mm范圍內(nèi)，相對沖蝕率幾乎不變。 3）材料性能：如熱物理性能和材料強度等。相對沖蝕率幾乎不變。隨著材料表面粗糙度的降低，其抗沖蝕能力增高。5腐蝕磨損（1）基本磨損方式： 1）氧化磨損：一般說來

14、，氧化磨損率比其它磨損輕微得多。 2）特殊介質(zhì)腐蝕磨損：摩擦副在酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)中發(fā)生的磨損叫特殊介質(zhì)腐蝕磨損。（2）機理腐蝕磨損是材料同時受腐蝕和機械磨損的綜合作用而產(chǎn)生的磨損過程。（3）影響因素影響氧化磨損的因素有滑動速度、接觸載荷、氧化膜的硬度、介質(zhì)的含氧量、潤滑條件及材料性能等因素。6提高零件耐磨性的途徑（1）材料選擇要根據(jù)不同的磨損類型來選擇不同的耐磨材料。 1） 粘著磨損的選材原則： a塑性材料比脆性材料容易產(chǎn)生粘著磨損。 b相同金屬或晶格類型、電化學(xué)性能相近的金屬制造的摩擦副粘著傾向大。 c金屬與非金屬材料組成的摩擦副粘著傾向小。 2） 磨料磨損的選材原則： 一般是提高材料的

15、硬度來提高它的耐磨性。 3） 疲勞磨損的選材原則： 要求鋼材質(zhì)量好，控制鋼中有害的非金屬夾雜物。（2）潤滑 降低摩擦系數(shù)是減少磨損的有效辦法，如液體潤滑可使摩擦系數(shù)降到0.003以下。（3）表面處理 1）提高材料的表面硬度：如表面淬火、滲碳、滲氮、涂覆硬涂層等。 2）降低表面摩擦系數(shù)：在材料摩擦表面形成低摩擦系數(shù)的化合物，如滲硫等。（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計 正確設(shè)計摩擦副的結(jié)構(gòu)。如有利于摩擦副間潤滑膜的形成、摩擦熱的散失、防止外界雜物的進入等。（5）使用保養(yǎng) 機器的正確的使用和保養(yǎng)有利于提高機器的使用壽命。八、正常磨損過程的三個階段：“跑合”、“穩(wěn)定磨損”、“急劇磨損”。1、“跑合”階段（0a段）：粗糙

16、表面逐漸磨平，接觸面積逐漸增大，磨損速度開始很快，然后逐漸減慢。2、“穩(wěn)定”磨損階段（ab段）：“跑合”后摩擦表面加工硬化，微觀幾何形狀改變，磨損開始趨于穩(wěn)定，磨損量與時間成正比。3、“急劇”磨損階段（b點以后）：由于摩擦條件發(fā)生較大的變化，磨損速度急劇增加。九、電化學(xué)腐蝕原理、金屬材料的極化、鈍化、活化和腐蝕控制及防護方法。1、電化學(xué)腐蝕：金屬在導(dǎo)電的液態(tài)介質(zhì)中因電化學(xué)作用導(dǎo)致的腐蝕，在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。如金屬在潮濕環(huán)境中的氧化。 電化學(xué)腐蝕的四個主要因素：陽極、陰極、電解質(zhì)、電流通路。2、極化：陰、陽極之間的電位差比初始電位差小的現(xiàn)象。 極化減小了腐蝕電流,從而降低了金屬的腐蝕速率。

17、(1)電化學(xué)極化：電極上的電化學(xué)反應(yīng)速度小于電子運動速度而造成的極化。 (2)濃差極化：溶液中的物質(zhì)擴散速度小于電化學(xué)反應(yīng)速度而造成的極化。 (3)電阻極化：電極表面生成了具有保護作用的鈍化膜或不溶性的腐蝕產(chǎn)物，阻礙電極反應(yīng)，使電極電位發(fā)生變化。3、鈍化： 由于金屬表面狀態(tài)的改變引起金屬表面活性下降，使表面反應(yīng)速度急劇降低的現(xiàn)象稱為鈍化現(xiàn)象。4、活化：（1）活化目的：使基材表面處于活化狀態(tài)，以加速表面反應(yīng)過程，提高涂層結(jié)合強度。（2）金屬表面的活化方法： 1）金屬表面凈化：用機械拋光、噴砂、酸洗等方法去除金屬表面氧化膜，或在真空中進行離子濺射，減少金屬表面的吸附，提高金屬表面的化學(xué)活性； 2）

18、機械法：用機械法或離子轟擊法增加金屬表面晶體缺陷，提高金屬表面活性。5、金屬材料腐蝕控制及防護方法（1）產(chǎn)品合理設(shè)計與正確選材（2）電化學(xué)保護 1)陰極保護：被保護工件在工作條件下的電位移至平衡可逆電位以下，從而停止腐蝕的方法。 2）陽極保護法：使腐蝕件的電位正移，在表面形成穩(wěn)定的鈍態(tài)而受到保護。（3）表面覆層及表面處理 1)陽極性金屬涂層：這種涂層可以作為陽極對基體金屬起保護作用。即使涂層局部破壞裸露基材仍可作為陰極而受到涂層保護，如鐵表面鍍鋅。 2)陰極性金屬及非金屬涂層：這類覆層自身耐蝕性、穩(wěn)定性良好，通過機械屏蔽作用，把金屬和腐蝕環(huán)境介質(zhì)隔離開，如鐵表面鍍鉻。（4） 加入緩蝕劑 通過添

19、加特殊的活性物質(zhì)吸附到金屬表面，使其表面鈍化，從而達到減緩抑制腐蝕過程。第三章 表面工程技術(shù)的預(yù)處理工藝與作業(yè)環(huán)境一、表面預(yù)處理的目的和重要性。1、預(yù)處理的目的： 清除被處理材料表面附著的雜質(zhì)，使處理后的材料本體表面的原子能和處理介質(zhì)（氣相或液相）的原子相接觸，原子直接在材料本體上沉積或向材料內(nèi)部擴滲，有利于提高涂層與基體材料之間的結(jié)合強度。二、預(yù)處理工藝：機械清理、脫脂、浸蝕。1、機械清理：去除被處理零件表面固體雜物。（1 )機械打磨 （2)滾光 （3)噴砂（丸）2、脫脂處理：去除被處理零件表面的油污。（1）溶劑法 （2）化學(xué)法 （3 ）電化學(xué)法3、侵蝕：去除被處理零件表面較薄的銹或氧化膜。

20、 化學(xué)浸蝕和電化學(xué)浸蝕三、典型的金屬清洗工藝： 機械清理脫脂清洗浸蝕清洗中和清洗（甩干）進行表面處理。第四章 表面淬火和表面形變強化技術(shù)一、表面淬火與常規(guī)淬火的區(qū)別： 臨界溫度上移、奧氏體成分不均勻、晶粒細化、硬度高、耐磨性好、抗疲勞強度高。1、加熱速度越快，奧氏體晶粒越細、硬度越高。2、提高加熱速度將使Ac3與Acm線上移，可以防止過熱。3、快速加熱使奧氏體成分不均勻，易形成貧碳的奧氏體，合金元素也難實現(xiàn)成分均勻化。 4、不均勻奧氏體在冷卻過程對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有很大影響：（1） 奧氏體中未溶碳化物和高碳偏聚區(qū)的存在將促進過冷奧氏體分解，使奧氏體轉(zhuǎn)變孕育期縮短，C曲線向左移動。（2）

21、 亞共析鋼中原鐵素體領(lǐng)域形成低碳奧氏體，原珠光體領(lǐng)域形成高碳奧氏體。兩種奧氏體在淬火后分別得到低碳馬氏體及高碳馬氏體。二、表面淬火層組成：淬硬區(qū)、過渡區(qū)和心部區(qū)。1 表面淬火層的組織和硬度分布表面淬火層分為：（1） 淬硬區(qū) （完全相變區(qū) ）（2） 過渡區(qū) （部分相變區(qū) ）（3） 心部區(qū) （無相變區(qū) ）45鋼的淬硬區(qū)組織為馬氏體；過渡區(qū)組織為馬氏體鐵素體；心部組織為珠光體鐵素體。 三、硬化層厚度的測定：金相法和硬度法。1、金相法：由表面測至50%馬氏體區(qū)2、硬度法：按半馬氏體硬度為準(zhǔn)3、酸蝕法四、感應(yīng)加熱淬火原理、渦流、集膚效應(yīng)。 1、感應(yīng)加熱淬火基本原理 鐵制零件在高頻交變磁場中，鐵的內(nèi)部將產(chǎn)

22、生很大的感應(yīng)電流。電流在金屬體內(nèi)自行閉合，稱為渦流。由于工件阻抗很小，渦流很大。受集膚效應(yīng)的影響，越靠近工件表面電流越大。感應(yīng)電流快速將零件的表面加熱到Ac3或Acm以上，快速冷卻后即可在零件表層獲得馬氏體組織。 感應(yīng)加熱頻率f越高，淬硬層越淺，但加熱速度越快。溫度越高，加熱速度越慢，避免了表面過熱。 2、集膚效應(yīng)：導(dǎo)體中的交變電流在趨近導(dǎo)體表面處電流密度增大的效應(yīng)。 五、工件感應(yīng)加熱淬火的工藝流程。 鍛打毛坯正火處理(220HB)粗加工調(diào)質(zhì)處理（250HB）精加工（滾齒）感應(yīng)加熱淬火回火（55HRC）磨削六、各種表面淬火的特點和應(yīng)用范圍。（書P60-61）七、噴丸強化技術(shù)原理、特點、應(yīng)用范圍

23、。（書P61-63） 1、噴丸強化技術(shù)原理 小彈丸高速射向金屬工件表面，使金屬表層發(fā)生塑性變形并產(chǎn)生大量的位錯和較大的殘余壓應(yīng)力，從而提高金屬表面的硬度、強度、抗疲勞強度和抗應(yīng)力腐蝕能力。2、噴丸強化對表面形貌和性能的影響（1）噴丸增加金屬表面的粗糙度。（2）硬化層的深度： 彈丸越硬或彈丸動能越大，硬化層越深，硬化效果越好。（3）疲勞強度：噴丸后在金屬表層生成數(shù)百兆帕的殘余壓應(yīng)力，有利于提高金屬的疲勞強度。第五章 熱擴滲一、熱擴滲層形成的基本條件、基本過程（吸附、解吸、擴散）、影響熱擴滲速度的影響因素、擴滲層的組織特征。1、熱擴滲的基本條件：（1） 滲劑生成活性原子的化學(xué)反應(yīng)必須滿足G <

24、; 0 。（2） 滲劑能連續(xù)穩(wěn)定地向金屬表面提供欲滲元素活性原子。（3） 活性原子必須與鋼的原子直接接觸。（4） 工件必須保持一定的溫度，使?jié)B入元素原子有足夠的擴散動力。（5） 欲滲元素必須能夠與鋼形成固溶體或金屬間化合物。2、熱擴滲的基本過程（1） 介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提供界面反應(yīng)所需要的反應(yīng)物；（2） 反應(yīng)物通過（外）擴散輸運至金屬表面；（3） 反應(yīng)物中的某些粒子被金屬表面吸附并發(fā)生界面反應(yīng)；（4） 界面反應(yīng)產(chǎn)生的活性原子被金屬表面吸收并向內(nèi)擴散；（5） 滲入金屬的元素發(fā)生反應(yīng)，形成化合物或金屬間化合物。3、化學(xué)熱處理的相界面反應(yīng)-吸附和解吸過程（1）物理吸附：沒有電子的轉(zhuǎn)移和化學(xué)鍵生成的

25、吸附。物理吸附是可逆的，吸附量隨溫度升高而下降(線段1)。（2）化學(xué)吸附：有電子交換，組成離子鍵結(jié)合或共價鍵結(jié)合的吸附 (線段2)。化學(xué)吸附有選擇性，反應(yīng)速度很快，并隨溫度升高反應(yīng)速度明顯增大。4、熱擴滲中的擴散機理擴散規(guī)律符合Fick第一、二定律，影響擴散速率的因素有：（1） 溫度的影響 擴散系數(shù)與溫度之間的關(guān)系 因此，擴散系數(shù)隨溫度升高而急劇增大。（2） 晶體結(jié)構(gòu)的影響 1）晶體結(jié)構(gòu)中原子排列愈緊密，擴散愈困難； 2）體心立方的擴散系數(shù)要比面心立方大； 3）金屬晶體缺陷(如晶界、位錯、空位等)可促進擴散。5、影響熱擴滲速度的因素（1）金屬表面的狀態(tài)：是否有阻礙界面反應(yīng)的物質(zhì)；（2）反應(yīng)物濃

26、度：增加反應(yīng)物濃度可以加快反應(yīng)速度；（3）反應(yīng)溫度：提高溫度可加速活性原子的產(chǎn)率；（4）催化劑：加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛沙杀短岣呋瘜W(xué)反應(yīng)速度。6、擴滲層的組織特征（1）純擴散：溶質(zhì)元素在基體金屬中形成單相固溶體,如滲碳層中的鐵素體相等。（2）反應(yīng)擴散：隨表面溶質(zhì)濃度的增加而有新相形成的化合物，如滲氮層中的相（F2-3N），滲硼層中F2B等。 化學(xué)熱處理后，一般可同時存在固溶體、化合物的多相滲層。二、熱擴滲方法：固體法、液體法、氣體法、離子法。（1）固體法：工件埋入裝有欲滲元素、活化助滲劑和防粘結(jié)劑粉末的容器里進行加熱保溫擴散。 特點：設(shè)備簡單、操作容易，但處理時間長、效率低。（2）液體法：工件浸入含

27、有欲滲元素的化合物的熔鹽中加熱保溫，使工件表面形成一層該元素的化合物層。 特點：適合處理形狀復(fù)雜的工件，但熔鹽腐蝕設(shè)備。（3）氣體法：工件在有欲滲元素氣體的熱擴滲爐內(nèi)加熱，欲滲元素的活性原子與金屬表面接觸發(fā)生一系列反應(yīng)，使欲滲元素擴散滲入工件表面。 特點：滲層厚度均勻、易控制，對形狀復(fù)雜的工件擴滲效果好，勞動條件比較好。（4）離子法：利用低壓氣體放電產(chǎn)生的等離子體激活反應(yīng)氣體對工件表面進行熱擴滲。 特點：擴滲溫度低、滲速高、質(zhì)量好，但設(shè)備較復(fù)雜。三、熱擴滲工藝：滲碳和滲氮的工藝、組織、性能及影響因素。I、滲碳（1）氣體滲碳 在含碳氣氛中將低碳（合金）鋼加熱到奧氏體化的高溫（> 900），

28、碳原子吸附在工件表面并滲入鋼的內(nèi)部，然后經(jīng)淬火+低溫回火使工件表面具有高硬度和高耐磨性，而心部仍保持較較好的塑性和韌性。 1）工藝特點 a工藝成熟，是一種最常用的滲碳方法； b被處理的材料是價格低廉的低碳鋼，處理成本低； c滲碳后的零件性能合理； d應(yīng)用面廣，如齒輪、軸類等。 2）影響氣體滲碳的工藝因素 a滲碳氣氛 b滲碳溫度：滲碳溫度越高，滲碳層越深 c滲碳時間：隨著滲碳時間的延長，滲碳層的厚度呈非線性增加，一般滲碳時間為230小時。 d鋼的化學(xué)成分對滲碳層的影響 合金元素對碳在奧氏體中的擴散有顯著的影響。碳化物形成元素（Cr、W、Mo等）能降低碳的擴散系數(shù)，增大碳的濃度梯度。而非碳化物形成

29、元素（Co、Ni等）則提高碳的擴散系數(shù)。Mn對碳的擴散系數(shù)幾乎沒有影響。 鋼的化學(xué)成分對鋼的淬透性和限制晶粒長大的能力有著重要的影響，是滲碳鋼的兩項重要指標(biāo)。 滲碳鋼中加入合金元素的目的是提高鋼的心部強度、提高鋼的淬透性（Si、Mn、Cr、Ni、Mo等）和細化晶粒（Ti、V、Mo等）。如20Cr、20CrMnTi等 3）氣體滲碳的組織特性和基本性能 a滲碳層的組織 滲碳層的碳含量從外向內(nèi)逐漸降低，滲層組織由表到心部依次為：過共析區(qū)共析區(qū)亞共析區(qū)心部原始姐織。 低碳鋼滲碳淬火組織由表到心部依次為：馬氏體+少量碳化物馬氏體低碳馬氏體心部原始組織。 b滲碳層的性能 取決于滲層含碳量。在碳質(zhì)量分數(shù)為0

30、.81%時，鋼的抗疲勞強度和韌性最好。 表面硬度：一般為5862HRC 。 滲層深度：取決于工作條件和心部材料的強度。零件承受載荷越大，滲層越要厚，一般0.51 mm。II、滲氮 1.氣體滲氮：滲氮溫度一般在500570。 （1）氣體滲氮過程 用氨（NH3）作為滲氮氣體，氨在金屬表面（催化）分解形成的原子氮被鋼件表面吸附，并擴散到鋼件內(nèi)部。氮與金屬之間的吸附是化學(xué)吸附，氮原子和金屬原子組成共價鍵和離子鍵MN (M指金屬) （2）滲氮層的性能 1）滲氮層硬度和耐磨性 某些合金元素能顯著提高滲氮鋼的表面硬度，滲氮層硬度遠高于滲碳層的硬度。另外，滲氮層的最大硬度和最耐磨處不在同一區(qū)域，而且并非越硬越

31、耐磨 。 2）疲勞強度 滲氮層有較大的殘余壓應(yīng)力，能顯著提高其疲勞強度。 3）紅硬性 滲氮層可以在500以下長期保持高硬度。超過600后，由于滲氮層中彌散分布 的氮化物的聚集而使?jié)B氮層硬度降低。 （3）主要滲氮工藝參數(shù) 1) 滲氮溫度：一般在480570左右。溫度越高滲氮層越厚。溫度過高使氮化物聚集長大，降低滲氮層的硬度。 2) 滲氮時間：滲氮層厚度的增長是先快后慢。 3) 氨分解率：某一溫度下氨分解出的氮、氫混合氣體占整個爐氣的體積百分數(shù)。過高或過低都降低滲氮速度。一般氨分解率在1540時鋼吸收氮的速度最快。氣體滲氮溫度低、滲氮周期長、成本高、滲層薄，當(dāng)表面有白亮化合物層時會增加滲氮工件的脆

32、性。 2、離子滲氮 （1）、離子滲氮機理 Kölbel離子濺射滲氮模型 高能氮離子轟擊陰極使Fe濺射出陰極表面，F(xiàn)e與氮原子結(jié)合成FeN，F(xiàn)eN重新沉積在工件表面（背散射），處于亞穩(wěn)態(tài)的FeN按FeN Fe2-3N Fe4N順序依次分解，分解出的活性N滲入鋼內(nèi)，同時鋼表面從外到內(nèi)形成由Fe2-3N（相）和Fe4N（相）的滲氮層。 （2）離子滲氮工藝過程 1）將清洗好的工件放入離子滲氮爐內(nèi)，抽真空至1Pa左右； 2）通入少量含氮氣體，接通直流高壓電源，產(chǎn)生輝光放電； 3）濺射清洗凈化被處理工件表面； 4）調(diào)整氣壓和電壓，將工件加熱到所需要的處理溫度（550），開始滲氮； 5）保溫一定時

33、間，達到滲氮層要求的厚度； 6）斷電、工件在真空中冷至200以下出爐。 滲氮后的工件表面呈銀灰色。 （3）、離子滲氮的組織 在<590（共析溫度）滲氮，隨著輸入氣體的氮勢的增加，滲氮層組織自外向內(nèi)依次為：e e+g g+擴散層 擴散層 （4）、影響離子滲氮層的主要因素 1）滲氮溫度：隨溫度升高，滲層厚度增加。<550，隨溫度提高，g相比例增加；>550后，e相比例增加。 2）滲氮時間：滲氮初期（<30min）滲速遠大于氣體滲氮速度，隨時間延長，滲速減慢，逐漸接近氣體滲氮速度。 3）滲氮氣體：常用氨、氮氣+氫氣等氣體。表3-8 是38CrMoAl鋼在不同氣氛中滲氮后，表面

34、氮濃度和化合物層相組成。 4） 滲氮氣壓、電壓和電流密度：氣壓對滲氮層厚度有最大值。 （5）、離子滲氮層的性能 1） 硬度：滲氮層的硬度取決于滲氮溫度、鋼中合金元素種類和鋼種。 2） 疲勞強度：滲氮可以提高工件的疲勞強度，并隨擴散層厚度的增加而提高。 3） 韌性：滲氮層僅有擴散層的韌性最好，有單相化合物層（e或g'）的次之，g'+e相混合相的最差。 4） 耐磨性：與其它滲氮方法相比，離子滲氮對滾動摩擦的耐磨性最好。四、離子熱擴滲：低壓氣體放電特性。（書P86）1、等離子體熱擴滲 利用低真空中氣體輝光放電產(chǎn)生的離子轟擊工件表面，使金屬表面成分、組織結(jié)構(gòu)及性能發(fā)生變化的工藝過程。第

35、六章 熱噴涂、噴焊與堆焊技術(shù)一、熱噴涂技術(shù)的原理，涂層形成過程，涂層組織結(jié)構(gòu)，結(jié)合、應(yīng)力，熱噴涂方法，噴涂材料，熱噴涂工藝流程和質(zhì)量控制，熱噴涂的應(yīng)用。1、熱噴涂原理 利用熱能將噴涂材料熔化，再借助高速氣流將其霧化，并在高速氣流的帶動下粒子撞擊基材表面，冷凝后形成具有某種功能的涂層。 2、涂層形成過程（1） 噴涂材料被加熱到熔融狀態(tài)。（2） 噴涂材料被霧化成微小熔滴并高速撞擊基體表面，撞擊基體的顆粒動能越大和沖擊變形越大，形成的涂層結(jié)合越好。（3） 熔融的高速粒子在沖擊基材表面后發(fā)生變形，冷凝后形成涂層。3、涂層結(jié)構(gòu)（1）涂層是由無數(shù)變形粒子互相交錯堆疊在一起，形成層狀結(jié)構(gòu)。（2）涂層性能具有

36、方向性，垂直和平行涂層方向上的性能不一致。（3）涂層中伴有氧化物等夾雜，存在部分孔隙，孔隙率420。（4）涂層內(nèi)有一定比例的孔隙，產(chǎn)生原因是： 1） 噴涂角度不同造成的遮蔽效應(yīng)； 2） 涂層材料凝固收縮時形成的空隙。 孔隙將降低涂層的硬度、耐磨性和耐蝕性。 涂層內(nèi)的氧化夾雜物含量及涂層的致密度取決于加熱源、噴涂材料及噴涂工藝。 4、涂層應(yīng)力 涂層冷凝收縮時，涂層外層的拉應(yīng)力、涂層內(nèi)層的壓應(yīng)力、組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的微觀應(yīng)力，結(jié)果使涂層產(chǎn)生殘余張應(yīng)力，應(yīng)力大小與涂層厚度成正比，當(dāng)張應(yīng)力超過涂層與基材之間結(jié)合強度時，涂層就會發(fā)生破壞。（1）殘余應(yīng)力限制了涂層的厚度。減少涂層殘余應(yīng)力措施： 1） 調(diào)整噴涂工

37、藝參數(shù)； 2）致密涂層的殘余應(yīng)力要比疏松涂層大； 3） 采用梯度過渡層緩和涂層內(nèi)應(yīng)力。5、涂層的結(jié)合強度 包括涂層與基材之間、涂層中顆粒與顆粒之間的結(jié)合，結(jié)合形式有：（1） 機械結(jié)合：撞成扁平狀的顆粒和凸凹不平的基材表面互相嵌合(即拋錨效應(yīng))而結(jié)合在一起。（2） 物理結(jié)合：熔融粒子的原子與基材表面原子之間距離達到晶格常數(shù)范圍時，產(chǎn)生范德華力，形成物理結(jié)合。（3） 冶金-化學(xué)結(jié)合：熔融粒子撞擊基材表面時釋放出的能量使噴涂材料與基材之間發(fā)生局部擴散和焊合，形成冶金結(jié)合。如噴涂鎳包鋁復(fù)合粉末時的放熱反應(yīng)。 熱噴涂的涂層與基材的結(jié)合主要以機械結(jié)合為主，結(jié)合強度較差(<70MPa)。6、熱噴涂方法

38、（1）火焰噴涂 用氧乙炔氣體作為加熱源，用燃氣或惰性壓縮氣體霧化并加速噴涂材料，在基材表面沉積形成涂層。 1）線材火焰噴涂 2）粉末火焰噴涂（2）電弧噴涂（3）等離子噴涂（4）爆炸噴涂（5）超音速火焰噴涂7、熱噴涂材料（1）噴涂材料的分類 熱噴涂材料按材料的形態(tài)分線材、棒材和粉末三大類。（2）熱噴涂材料的要求 1）熱穩(wěn)定性好，在高溫焰流中不升華，不分解(復(fù)合粉末）。 2） 有較寬的液相區(qū)，使熔滴在較長時間內(nèi)保持液相。 3）與基材有相近的熱膨脹系數(shù)，以防止因膨脹系數(shù)相差過大產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。 4） 噴涂材料在熔融狀態(tài)下應(yīng)和基材有較好的浸潤性，以保證涂層與基材之間有良好的結(jié)合性能。（3）熱噴涂材料

39、的選材原則 1） 要把實用性、工藝性和經(jīng)濟性結(jié)合起來考慮，盡量選擇合理的噴涂材料。 2） 對于重要的部件以獲得最優(yōu)涂層性能為準(zhǔn)則；不十分重要的部件則以獲得最大的經(jīng)濟效益為準(zhǔn)則。 3） 根據(jù)工件的工作環(huán)境選擇合適的工作涂層。 4） 為滿足噴涂工件的使用要求，可采用復(fù)合涂層和梯度涂層。8、熱噴涂工藝流程和質(zhì)量控制 質(zhì)量控制要素（4M）：設(shè)備（Machine）、材料（Materials）、工藝（Methods）和人員（Man）。 熱噴涂工藝流程包括基材表面預(yù)處理、熱噴涂、后處理和精加工等過程9、熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用（1 ）噴涂耐腐蝕涂層 1)鋁、鋅及其合金涂層：鋅、鋁的腐蝕電極電位高于鐵，涂層有保護作用

40、，可用于橋梁、鐵塔等大型部件的防腐處理(在鋅中加鋁可提高涂層的耐蝕性能，若鋁的質(zhì)量分數(shù)為30，則耐蝕性最佳) 。 2)不銹鋼涂層：不銹鋼電極電位比鐵高，易在涂層孔隙處產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，所以噴涂后必須封孔處理。 3)塑料涂層：用于化工、食品等行業(yè)。（2）噴涂耐磨涂層 1)涂層硬度超過磨料硬度：如氧化鋁陶瓷涂層或鎳基、鈷基碳化鎢涂層。用于軋輥、螺旋送料器等部件。 2）用于修復(fù)的涂層：噴涂鐵基或鎳基耐磨合金涂層 。（3）噴涂耐高溫涂層 1)抗高溫氧化的涂層：如超音速火焰噴涂Cr2C3-NiCr涂層；用等離子噴涂氧化鋁陶瓷涂層。 2)熱障涂層：使金屬基體與高溫環(huán)境隔離，保持金屬構(gòu)件的力學(xué)性能。（4）裝飾

41、（5）噴涂功能涂層 1）生物相容性涂層：在種植體(不銹鋼等)表面用等離子噴涂一層生物相容性好的羥基磷灰石涂層，生物組織可以長入涂層中的孔隙中，與種植體形成牢固的結(jié)合。（6）噴涂成型二、熱噴焊的原理、特點、噴焊方法、熱噴焊材料、工藝、應(yīng)用。1、熱噴焊的特點 用熱源將涂層材料重熔，涂層內(nèi)顆粒之間、涂層與基體之間形成無孔隙的冶金結(jié)合。2、熱噴焊材料自熔性合金粉末：利用合金中B、Si元素的作用，獲得高質(zhì)量的噴焊層。B、Si的作用是：（1）降低合金熔點，擴大固液兩相區(qū)（熔點9501200）。（2）起到脫氧還原作用。（3）起到造渣作用。（4）利用B、Si固溶強化、彌散強化、生成的金屬間化合物以及硼碳化合物

42、等，提高合金的硬度和耐磨性。（5）使自熔性合金有良好的噴焊工藝性能。3、噴焊方法（1）火焰噴焊工藝（2）等離子噴焊三、堆焊的原理、特點、噴焊方法、熱噴焊材料、工藝、應(yīng)用。1、堆焊方法2、堆焊材料 按合金元素含量分為低合金、中合金和高合金三種。根據(jù)材料的碳當(dāng)量選擇最低預(yù)熱溫度。第七章 電鍍和化學(xué)鍍一、電鍍原理：陰、陽極的電化學(xué)反應(yīng)，電沉積過程（液相傳質(zhì)、電化學(xué)還原反應(yīng)和電結(jié)晶）。 鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻的原理和應(yīng)用范圍。1、電鍍反應(yīng)（電化學(xué)反應(yīng)） 在直流電流作用下，鍍液中的陰極與陽極發(fā)生如下反應(yīng)（1）陰極：金屬陽離子Mn+在陰極表面得到n個電子而被還原成金屬，并沉積在基體表面： Mn+ + ne M

43、還有副反應(yīng)：2H+ + 2e H2（2） 陽極：在陽極界面上，金屬M被溶解，并釋放出n個電子生成金屬離子： M M n+ + ne 還有副反應(yīng)： 4OH 2H2O + O2+ 4e2、電沉積過程必須經(jīng)過以下三個步驟：（1）液相傳質(zhì)：鍍液中的水合金屬離子或絡(luò)合離子向陰極以電遷移、擴散和對流方式移動到陰極表面。（2）電化學(xué)還原反應(yīng)：水合金屬離子或絡(luò)合離子在電極表面去掉周圍水合分子后發(fā)生得電子的電化學(xué)反應(yīng)，生成金屬原子。（3）電結(jié)晶：金屬原子被吸附和遷移到陰極表面上的活性部分（能量較低的位置），形核長大成一定晶格的金屬晶體。 電鍍時，速度最慢的一個被稱為整個沉積過程的控制步驟。3、鍍鋅 （1）鋅在大

44、氣中能形成一層致密的氧化膜，阻止鋅進一步氧化。鍍鋅屬于陽極性鍍層，不僅有機械保護作用，而且還有電化學(xué)保護功能。 （2）鍍鋅溶液分氰化和無氰兩大類。根據(jù)所用絡(luò)合劑不同，無氰鍍液分為堿性、中性和酸性鍍鋅液三大類。 （3）鍍鋅的后處理 1）除氫處理 氫導(dǎo)致鍍鋅層晶格畸變，內(nèi)應(yīng)力增大，產(chǎn)生氫脆。對高強度鋼、彈簧鋼等必須除氫。除氫溫度200250，時間2h。 2）鈍化處理 鍍鋅層在鉻酸鹽溶液中進行鈍化處理，使鍍鋅層表面形成致密美觀的鈍化膜，進一步提高鍍鋅層的耐蝕性和裝飾性。 低濃度鉻酸鹽彩色鈍化處理工藝： 3硝酸出光白色鈍化清洗彩色鈍化清洗熱水洗干燥 4、鍍鎳 （1）鎳在空氣中化學(xué)穩(wěn)定性好，可防止大氣、

45、弱酸、堿、鹽的腐蝕。 （2）鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鐵正，對底金屬僅能起機械保護作用。 （3）鍍鎳層有孔隙，所以鍍鎳常采用多層復(fù)合鍍層，如： Cu/Ni/Cr、Ni/Cr等。 （4）鍍鎳液分為酸性和堿性兩大類。5、鍍鉻 （1）鉻的電極電位比鐵負，但鉻鈍化膜的電極電位為正，所以鉻鍍層僅起到機械保護作用。 （2）鉻在空氣中表面極易鈍化，所以鍍鉻層化學(xué)穩(wěn)定性很好。 （3）鍍鉻層種類 1）防護裝飾性鍍鉻：為了提高防護能力需采用多層電鍍，如Cu/Cr、Cu/Ni/Cr。 2）功能性鍍鉻： a硬鉻（1000HV）：用于測量工具和軸類的表面鍍層。 b松孔鉻：氣缸內(nèi)表面鍍層，利用微孔儲油提高氣缸耐磨性。 c黑鉻：用

46、于需要消光又耐磨的零件表面鍍層，如光學(xué)儀器二、化學(xué)鍍鎳：自催化作用、非晶態(tài)、加熱硬化。 化學(xué)鍍是一個催化還原的過程，還原作用僅僅發(fā)生在催化表面上（有時被鍍金屬本身就是反應(yīng)的催化劑），反應(yīng)生成物本身對反應(yīng)的催化作用（自催化） ，使反應(yīng)不斷繼續(xù)下去。1、化學(xué)鍍鎳機理（1）原子氫態(tài)理論 鍍件表面（如鎳）的催化作用使次磷酸根分解析出原子氫，部分原子氫將鍍件表面Ni2+還原成金屬鎳，部分原子氫與次亞磷酸根離子反應(yīng)生成的磷與鎳反應(yīng)生成鎳化磷（2）電化學(xué)理論 Ni2+、H2P02、H+吸附在鍍件表面形成原電池，在原電池陽極與陰極將分別發(fā)生下列反應(yīng) 2、化學(xué)鍍鎳工藝 （1）鍍液溫度：溫度越高沉積速度越快，但鍍

47、層中磷含量降低。溫度過高易引起鍍液分解。（2）鍍液的pH值：一般4.25.0。沉積速度隨pH值下降而降低。但pH值>6時，鍍液易自發(fā)分解。（3）鍍液需經(jīng)常監(jiān)測，定期補充鎳鹽、還原劑等，調(diào)整pH值，定期過濾鍍液。（4）鍍后處理：化學(xué)鍍鎳是一種無磁性的非晶態(tài)鍍層，鍍層在一定范圍內(nèi)加熱，非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫徒M織，硬度增加，其它物理性能也發(fā)生變化。三、復(fù)合鍍。1、復(fù)合鍍：在電鍍或化學(xué)鍍?nèi)芤褐屑尤敕侨苄缘墓腆w微粒，使其與被鍍金屬共沉積形成復(fù)合鍍層。復(fù)合鍍層是由基質(zhì)金屬與分散微粒兩相組成，兩相之間存在明顯的界面。2、基本原理：復(fù)合鍍按沉積方法的不同可分為二種：（1）彌散沉積法（復(fù)合鍍）：用懸浮于鍍液中的

48、微粒進行電沉積或化學(xué)沉積。（2）沉積共析法（刀具、磨具）：將粒子先放置在基體表面，再用析出金屬填補粒子間隙。3、過程（1）鍍液要穩(wěn)定，不能促使鍍液分解（尤其是化學(xué)鍍）。（2）微粒的粒徑適當(dāng)，一般0.53m。（3）鍍時要攪拌鍍液，使鍍液中微粒呈懸浮狀態(tài)。在沉積的同時將吸附于被鍍金屬表面的微粒埋入鍍層金屬中。4、種類常用的鍍覆金屬有鎳、鈷、鉻、銅、鋅等。用于復(fù)合鍍的固體微粒有兩類：（1）提高鍍層的耐磨性：高硬度、高熔點微粒。（2）用于獲得自潤滑特性：選用摩擦系數(shù)較低的微粒。5、用途 主要用于提高鍍層的硬度、耐磨性、耐蝕性、潤滑性、抗高溫氧化性、改進外觀質(zhì)量和獲得其它功能。（1）在光亮鍍鎳溶液中加入

49、粒徑15m 的BaSO4、SiO2的粒子形成亞光鎳鍍層，改變鍍層耀眼的表面。（2）鎳基耐磨復(fù)合鍍層用硬度較高的SiC、BN、Al2O3、金剛石等做粒子。用于發(fā)動機氣缸、砂輪、研磨機、牙科用磨削針等。（3）以鎳或銅為基，石墨、MoS2、PTFE等為彌散粒子的自潤滑性復(fù)合鍍層用于軸承、氣缸、橡塑模具等。四、非金屬電鍍的工藝流程。1、非金屬電鍍過程（以ABS塑料為例）（1）脫脂：清除制品表面附著的脫模劑和油污。可在5070的鋼鐵化學(xué)脫脂槽中進行。（2）粗化：提高零件表面的親水性和形成適當(dāng)?shù)拇植诙龋黾渝儗优c基體間接觸面積。（3）敏化：使零件表面吸附一層有還原性的兩價錫離子，以便在活化處理時將銀或鈀離

50、子還原成有催化作用的銀或鈀原子。（4）活化：使零件表面形成一層有催化活性的貴金屬層，使化學(xué)鍍能自發(fā)進行。（5）還原：提高零件表面的催化活性，加快化學(xué)鍍沉積速度。（6）化學(xué)鍍：在塑料表面化學(xué)鍍銅或化學(xué)鍍鎳。（7）電鍍五、鍍層質(zhì)量評價及測試方法：外觀、厚度、結(jié)合強度、硬度、耐磨性、耐蝕性等。鍍層基本檢測項目（1）外觀：用肉眼觀察鍍層的顏色、光亮度、是否有脫落等。（2）厚度：可按圖紙要求的厚度檢測。檢測方法有：1）破壞性測厚法：金相法、磨坑法、化學(xué)腐蝕法；2）非破壞性測厚法：稱重法、機械量具法、磁性法、渦流法。（3）結(jié)合強度采用定性或半定量檢測，如劃痕法、壓痕法、拉伸法、剝離試驗、銼刀試驗、彎曲試驗

51、、熱振試驗等。（4）耐蝕性1）自然環(huán)境試驗：使用環(huán)境下的現(xiàn)場試驗和人造氣候試驗；2）人工加速腐蝕試驗：中性鹽霧試驗、醋酸銅加速試驗、腐蝕膏試驗、電解腐蝕試驗、工業(yè)性氣體腐蝕試驗、濕熱試驗等。（5）耐磨性：對滾法、盤銷法等。（6）硬度第八章 轉(zhuǎn)化膜與著色技術(shù)一、鋼鐵磷化、氧化的原理、工藝流程及用途。1、鋼鐵磷化膜形成原理 基體金屬鐵也可與磷酸二氫鹽發(fā)生反應(yīng) Fe + Me(H2PO4)2 FeHPO4 MeHPO4+ H2 Fe + Me(H2PO4)2 Me2Fe(HPO4)2 + H2 整個成膜過程可以寫成如下反應(yīng)式： 5Me(H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2 + 8 H2O Me3(PO4)2 ·4H2O + Me2Fe(HPO4)2 ·4H2O+ 8 H3PO4 假轉(zhuǎn)化型磷化膜中的金屬離子主要是由溶液提供，一般為Zn2、Mn2、Ca2中之一種或兩種，因而假轉(zhuǎn)化型磷化液分為鋅系、錳系、鋅錳系、鋅鈣系等。2、鋼鐵化學(xué)氧化機理 常用堿性氧化法，反應(yīng)過程如下： 3Fe + NaNO2 + 5NaOH = 3Na2FeO2 + H2O + NH3 6Na2FeO2 + NaNO2 + 5H2O = 3Na2Fe2O4 + 7NaOH + NH3 (在130下氫氧化鈉和亞硝酸鈉與鐵反應(yīng)生成亞鐵酸鈉(Na2FeO2)和鐵酸鈉(Na2Fe2O4) Na2Fe