第3篇 材料改性技術(shù)

1、 第第3 3篇篇 材料改性技術(shù)材料改性技術(shù)一簡介作用與發(fā)展歷史一簡介作用與發(fā)展歷史二主要內(nèi)容二主要內(nèi)容u 熱處理熱處理u 表面技術(shù)表面技術(shù)第第6 6章章 熱處理原理及工藝熱處理原理及工藝6.1 6.1 序序一一. .定義定義: : 材料加熱到一定溫度，材料加熱到一定溫度，保溫保溫, ,再以規(guī)定的速度再以規(guī)定的速度冷卻到室溫的工藝冷卻到室溫的工藝 二熱處理發(fā)展概況二熱處理發(fā)展概況 周朝周朝: :石墨化退火石墨化退火 西漢西漢: :清水焠青鋒；清水焠青鋒； 1919世紀后期：世紀后期：發(fā)現(xiàn)熱處理時的組織變化發(fā)現(xiàn)熱處理時的組織變化顯微技術(shù)及顯微技術(shù)及X X射線衍射技術(shù)使熱處理從技術(shù)發(fā)展為科學(xué)射線衍射

2、技術(shù)使熱處理從技術(shù)發(fā)展為科學(xué)三三. .熱處理的作用熱處理的作用 1改變組織改變組織:鋼可分別得到鋼可分別得到F+Cm;A;B;M 2改變性能改變性能:力學(xué)性能力學(xué)性能,物理性能物理性能,化學(xué)性能化學(xué)性能四四. .熱處理分類熱處理分類熱處理熱處理整體熱處理整體熱處理表面熱處理表面熱處理退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理火焰加熱火焰加熱感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱激光加熱激光加熱滲碳滲碳滲氮滲氮碳氮共滲碳氮共滲氮碳共滲氮碳共滲滲硼滲硼滲硫滲硫其他其他6.2 6.2 鋼的熱處理原理鋼的熱處理原理 6.2.1 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 一.奧氏體的形成形核形核長大長大碳化物溶解碳化物

3、溶解成分均勻化成分均勻化加熱加熱/ /冷卻時相圖的變化冷卻時相圖的變化c-加熱加熱r-冷卻冷卻二二. .奧氏體晶粒奧氏體晶粒 晶粒度晶粒度:每平方英寸上的平均晶粒數(shù) n=2G-1,n-晶粒度,G-晶粒度等級 G=14,粗晶粒;G=510,細晶粒 本質(zhì)晶粒度本質(zhì)晶粒度:在(93010)OC保溫3-8小時后測定的奧氏體晶粒大小. 主要決定于成分和脫氧劑. 實際晶粒度實際晶粒度:具體條件下奧氏體實際晶粒大小. 與加熱條件和熱加工條件相關(guān).標準奧氏體晶粒度級別標準奧氏體晶粒度級別三三. .影響奧氏體晶粒大小的因素影響奧氏體晶粒大小的因素 加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間: 溫度越高,時間越長,晶粒

4、增大 加熱速度加熱速度:快,起始晶粒小 化學(xué)成分化學(xué)成分:穩(wěn)定碳化物元素阻礙晶粒長大 原始組織原始組織:原始組織細,則加熱后晶粒也小四、熱處理過程基本要素四、熱處理過程基本要素 1、加熱速度加熱速度 2、(最高）加熱溫度最高）加熱溫度 3、保溫時間、保溫時間 4、冷卻速度、冷卻速度 5、加熱介質(zhì)、加熱介質(zhì)6.2.2 6.2.2 過冷奧氏體的冷卻轉(zhuǎn)變過冷奧氏體的冷卻轉(zhuǎn)變1.1.過冷奧氏體過冷奧氏體：低于奧氏體平衡轉(zhuǎn)變溫度的奧氏體2 2分類分類： 等溫轉(zhuǎn)變（TTT）:相變在恒溫下進行 連續(xù)轉(zhuǎn)變（CCT）:相變在連續(xù)冷卻過程中進行3.3.非平衡組織非平衡組織: :貝氏體,馬氏體一一. .過冷奧氏體等

5、溫轉(zhuǎn)變過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變1TTT圖或圖或C曲線曲線1)各線的意義:相變起始線相變結(jié)束線Ms-M相變起始溫度Mf- M相變終了溫度2)符號P珠光體；S索氏體；T托氏體；B上上貝氏體；B下下貝氏體；M馬氏體3)鼻溫：對應(yīng)最短孕育期的溫度共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線珠光體在A1-650范圍內(nèi)形成的片層較粗，片層間距平均大于0.3m,在放大400倍以上光學(xué)顯微鏡下可分辨出層片間距。索氏體在650-600范圍內(nèi)形成的層片比較細。片層間距平均為0.10.3m,在大于800倍的光學(xué)顯微鏡下可分辨出片層間距。屈氏體在600-550范圍內(nèi)所形成的層片更細，片層間距平均小于0.1m，即使在高倍光學(xué)顯微鏡下也難于分

6、辨出層片來。片狀珠光體粒狀珠光體板條馬氏體針狀馬氏體貝氏體轉(zhuǎn)變示意圖a)B上b)B下2 2C C曲線影響因素曲線影響因素1）成分 越接近共析點，C曲線越右移； 除Co外，合金元素使曲線向右移動。 合金元素還改變C曲線形狀。2）晶粒度 晶粒粗，C曲線越右移3）奧氏體化溫度和時間：，C曲線越右移。二二. .過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 1.CCT圖2.TTT2.TTT曲線與曲線與CCTCCT曲線的對比曲線的對比1) CCT曲線位于TTT曲線的右下方;2)共析鋼(和共析鋼)的CCT曲線無貝氏體區(qū);3)臨界冷卻速度Vc由CCT曲線獲得.冷卻速度冷卻速度Vc:可獲得全部馬氏體的最小冷速2

7、.TTT2.TTT曲線與曲線與CCTCCT曲線的應(yīng)用曲線的應(yīng)用1）根據(jù)溫度和冷速預(yù)測組織與性能。2）確定熱處理工藝。6 6.3 .3 鋼的退火與正火鋼的退火與正火 一退火一退火1定義定義：加熱到一定溫度，保溫后隨爐緩慢冷卻，獲得平衡組織的工藝。2. 分類分類: : 完全退火 均勻化退火 球化退火 再結(jié)晶退火 去應(yīng)力退火 去氫退火一一. .退火工藝退火工藝1)完全退火完全退火 目的：消除不均勻的內(nèi)部組織和過熱組織 加熱溫度：Ac3+2050OC 應(yīng)用：消除鑄、鍛件過熱組織。 其他:等溫退火:完全奧氏體化后快冷至Ar下等穩(wěn),再空冷至室溫不完全退火:加熱到兩相區(qū)保溫2 2）均勻化退火（擴散退火）均勻

8、化退火（擴散退火） 目的：消除成分的不均勻性 加熱溫度：Ac3+100150OC 應(yīng)用：鑄件枝晶偏析的消除3 3）球化退火）球化退火 目的目的：得到球狀珠光體組織穩(wěn)定碳化物，塑性提高，硬度下降。 工藝工藝一次加熱球化: Ac1+2030OC，爐冷等溫球化:在Ar下保溫周期球化:在A1線上下循環(huán)加熱-保溫-冷卻-保溫-加熱 應(yīng)用應(yīng)用：共析、過共析鋼預(yù)先熱處理；低、中碳鋼提高冷成形性。4 4）去應(yīng)力退火）去應(yīng)力退火 目的：消除殘余應(yīng)力 加熱溫度：550650 OC 冷卻：緩冷5 5）再結(jié)晶退火）再結(jié)晶退火 目的：消除加工硬化 加熱溫度：TR+150250 OC 應(yīng)用：冷變形金屬制品 6 6）去氫退

9、火）去氫退火 目的：去氫 工藝：加熱溫度 Ac3，鼻溫處等溫 二二. .正火正火1.定義定義：加熱到一定溫度，保溫后空冷，獲得近平衡組織的工藝。2.組織特征組織特征：珠光體含量；晶粒尺寸；珠光體片間距3.性能特征性能特征：硬度、強度4.目的及應(yīng)用目的及應(yīng)用低、中碳鋼改善切削性能消除網(wǎng)狀滲碳體（球化退火預(yù)處理）代替調(diào)質(zhì)處理（感應(yīng)淬火預(yù)處理）最終熱處理(鑄件)三三. .退火、正火常見缺陷與控制退火、正火常見缺陷與控制1.退火硬度偏高退火硬度偏高原因：退火溫度低、冷速快改善：重新退火2.球化不完全球化不完全特征:出現(xiàn)細片狀或點狀珠光體改善：重新球化3.退火時形成石墨（黑脆）退火時形成石墨（黑脆）原因

10、：退火溫度高、保溫時間長、反復(fù)退火改善：正火 4.正火組織出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體正火組織出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體原因：冷速不足改善：加快冷速5.反常組織反常組織特征:亞共析鋼中出現(xiàn)非共析滲碳體,過共析鋼中出現(xiàn)游離鐵素體.原因:在Ar1附近冷卻過慢改善:重新退火6 6.4 .4 鋼的淬火鋼的淬火1定義定義：經(jīng)過奧氏體化的鋼以大于臨界冷速VC的速度冷卻，獲得不平衡組織的工藝。2淬火目的淬火目的 提高強度、硬度及耐磨性 與回火結(jié)合提高綜合力學(xué)性能 改變物理或化學(xué)性能一一. .淬火加熱淬火加熱1加熱溫度加熱溫度亞共析鋼：Ac3+3050OC共析、過共析鋼：Ac1+3050OC合金鋼：2加熱時間加熱時間經(jīng)驗公式：t=D加

11、熱系數(shù)K-裝爐系數(shù)D-工件有效厚度二二. .淬火介質(zhì)淬火介質(zhì) 1理想淬火介質(zhì)理想淬火介質(zhì) 鼻溫處快冷，其余慢冷 原因：既得到非平衡組織，又減小應(yīng)力 2. 2.常用冷卻介質(zhì)常用冷卻介質(zhì)1）分類 有物態(tài)變化：水、油、鹽水、堿水、聚合物 無物態(tài)變化：熔鹽、熔堿、熔融金屬,氣體2）冷卻能力 鹽水、堿水水聚合物油熔鹽、熔堿； 氣體隨壓力變化冷卻能力范圍很寬； 流動介質(zhì)靜態(tài)介質(zhì) 不足：前者低溫冷速太快，后者高溫冷速不足三三. .淬火方法淬火方法1單介質(zhì)淬火單介質(zhì)淬火：一種介質(zhì)（包括預(yù)冷淬火） 優(yōu)點：簡便 應(yīng)用：簡單工件2雙介質(zhì)淬火雙介質(zhì)淬火：接近MS點時換緩冷介質(zhì) 優(yōu)點：可減小淬火開裂 缺點：技術(shù)要求高

12、應(yīng)用：高碳鋼3分級淬火分級淬火：先在稍高于MS點的熔鹽、熔堿介質(zhì)保溫，溫度均勻后再空冷。 優(yōu)點：形狀復(fù)雜、小尺寸合金鋼4等溫淬火等溫淬火：在大于或小于MS的熔鹽、熔堿介質(zhì)中長時間保溫，形成貝氏體或部分馬氏體，再空冷。 優(yōu)點：淬火應(yīng)力最小 應(yīng)用：獲得下貝氏體或馬氏體5. 冰冷處理冰冷處理：在零度以下的冷卻，稱冰冷處理 特點：應(yīng)力大 應(yīng)用：減少殘余奧氏體; 作用:提高硬度、提高尺寸穩(wěn)定性、尺寸修復(fù)常用淬火方法常用淬火方法 單介質(zhì)淬火單介質(zhì)淬火 雙介質(zhì)淬火雙介質(zhì)淬火 分級淬火分級淬火 等溫淬火等溫淬火四四.鋼的淬透性鋼的淬透性1.淬透性淬透性：鋼淬火時獲得馬氏體的傾向（能力）。取決于VC。2.淬硬性

13、淬硬性：鋼在正常淬火條件下能夠得到的最高硬度值。主要取決于含碳量。3.淬硬層深度淬硬層深度：工件表面至半馬氏體區(qū)的厚度。4.淬透性與淬硬層深度的關(guān)系淬透性與淬硬層深度的關(guān)系當工件中心淬硬時稱淬透。淬硬層深度與淬透性、工件大小、淬火工藝有關(guān)。5.淬透性的應(yīng)用淬透性的應(yīng)用材料選擇冷卻介質(zhì)選擇預(yù)測截面上硬度分布不同截面的鋼淬火時淬硬層深度的變化不同截面的鋼淬火時淬硬層深度的變化五五. .淬火缺陷及質(zhì)量控制淬火缺陷及質(zhì)量控制變形、開裂硬度不足軟點過熱、過燒、脫碳、氧化1. 1.熱處理應(yīng)力熱處理應(yīng)力1)分類熱應(yīng)力:由于各部位冷速不同而造成的收縮受阻所產(chǎn)生的應(yīng)力。 相變（組織）應(yīng)力:由于固態(tài)相變時的體積變

14、化受阻而產(chǎn)生的應(yīng)力。 2)淬火時的組織應(yīng)力最大。2.變形1)形式形式：體積變化形狀變化2)原因:應(yīng)力大于屈服強度3. 3.淬火開裂淬火開裂 類型 根本原因： 拉應(yīng)力作用 常見因素：淬火冷速過快原材料缺陷鍛造缺陷表面嚴重脫碳加熱過快應(yīng)力集中未及時回火淬火開裂鋼球淬火開裂鋼球4. 4.硬度不足硬度不足原因未淬透； 有未溶鐵素體；殘余奧氏體過多 控制提高冷速提高加熱溫度冰冷處理5.軟點軟點定義：工件表面局部硬度不足原因：工件表面氣泡、涂料等。6. 6.5 5 回火回火一定義一定義：淬火工件加熱至共析溫度以下某一溫度保溫，以適當 的方式冷卻的工藝。二回火的目的二回火的目的1強韌調(diào)制：犧牲部分強度，提高

15、塑、韌性。2消除淬火應(yīng)力：提高尺寸穩(wěn)定性、消除開裂傾向?；鼗饻囟葘μ间摿W(xué)性能影響三回火工藝三回火工藝1低溫回火低溫回火 溫度：150250OC 組織：回火馬氏體 性能：高硬度、強度、耐磨性和疲勞強度。 應(yīng)用： 高碳鋼：工模具、滾動軸承、 表面淬火件等 低碳鋼：結(jié)構(gòu)件 低合金高強度鋼：結(jié)構(gòu)件 2中溫回火中溫回火 溫度：350500 OC 組織：回火托氏體 性能：高彈性極限、疲勞強度及良好的韌性 應(yīng)用：彈簧3高溫回火高溫回火 溫度：500 OC 組織：回火索氏體 性能：一定的強度、高韌性 應(yīng)用：軸類零件 淬火+高溫回火稱調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理四回火脆性四回火脆性1定義定義：淬火件在一定溫度回火時出現(xiàn)韌

16、性降低的現(xiàn)象。2分類分類：第一類回火脆（250400 OC）、第二類回火脆（450600 OC）3改善改善第一類回火脆：細化晶粒、延遲（加硅、鋁、鎳等）第二類回火脆：快冷、加鉬鎢等。 6 6.6 .6 表面淬火表面淬火 - -感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火1.表面淬火：表面淬火：只使工件表面獲得馬氏體組織，而心部保留原始組織2.分類分類 感應(yīng)加熱表面淬火 火焰加熱表面淬火 激光加熱表面淬火 電子束加熱表面淬火 電接觸加熱表面淬火3.目的目的心部良好的綜合力學(xué)性能，表面高硬度、高耐磨性一感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)一感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)1概念概念：感應(yīng)電流由表向內(nèi)逐漸降低的現(xiàn)象2電流滲入深度電流滲入深度：

17、感應(yīng)電流降至1/e處的深度 =5.03X104X（/）1/2其中：，電阻率；，磁導(dǎo)率；，電流頻率（高頻、中頻、超音頻、工頻）二特點二特點1組織特點組織特點1) 晶粒尺寸小2) 成分不均勻性大3) 心表組織不一致: 表面為M,心部原始組織2.性能特點性能特點1) 表面硬度比普通淬火高2) 表面有殘余壓應(yīng)力3) 淬硬層深度增加,韌性下降4) 耐磨性好 3.工藝特點工藝特點1) AC1、AC3高2) 氧化、脫碳及變形少3) 生產(chǎn)率及自動化程度高感應(yīng)加熱表面淬火組織及硬度分布感應(yīng)加熱表面淬火組織及硬度分布三三. .工藝工藝1 1工藝過程工藝過程調(diào)質(zhì)（正火）表面淬火回火2 2工藝控制工藝控制1）加熱溫度

18、高于普通淬火2）硬化層厚度：比功率大，頻率高，則硬化層薄。3）加熱方式：同時加熱、連續(xù)加熱4）冷卻方式：噴射冷卻5）回火：爐內(nèi)回火、自回火、感應(yīng)加熱回火。6.76.7化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理一概述一概述1定義定義：將工件在特定的介質(zhì)中加熱，依靠原子擴散，從而改變工件表層的成分和組織結(jié)構(gòu)的熱處理。2作用作用： 1）改善表層的力學(xué)性能：耐磨性、疲勞強度、硬度、紅硬性 2）改善化學(xué)性能：耐蝕性、抗氧化特性3基本過程基本過程 1）分解：介質(zhì)通過分解反應(yīng)，形成“活性原子”初生的原子態(tài)的原子。 2）吸附：活性原子吸附在工件表面 條件原子可溶于工件材料或形成化合物。 3）擴散：依靠成分梯度及高溫下的擴散形成足夠

19、滲層深度。 4種類種類 按滲入成分：滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲、滲硼、滲硫等 按介質(zhì)分：氣體、液體、固體二、滲碳二、滲碳1、滲碳工藝、滲碳工藝1）溫度溫度：Ac3，一般93010OC 溫度提高，滲層增厚。2）滲碳時間滲碳時間：層深時間1/23）滲碳介質(zhì)滲碳介質(zhì)（1）氣體：煤油、丙酮、乙醇、天然氣等（2）固體：木炭+10%碳酸鋇（碳酸鈉）2 2碳勢碳勢1）概念概念：氣氛改變工件表面碳濃度的能力。（與氣相平衡時工件表面的碳含量）2）確定方法確定方法：0.1mm的鋼箔置于滲碳爐內(nèi)，測含碳量，即為碳勢3）碳勢控制碳勢控制：根據(jù)探頭檢測，調(diào)節(jié)原料加入。3滲后熱處理滲后熱處理1）熱處理工藝：淬火+低溫

20、回火2）淬火工藝： 直接淬火 一次加熱淬火 二次加熱淬火:消除網(wǎng)狀滲碳體，細化晶粒4滲碳層組織及性能滲碳層組織及性能1）組織（1）滲后組織表里：過共析共析亞共析（2）淬后組織表里：Cm+M片+AM片+M板+A M板2）性能：硬度：5864HRC耐磨性：疲勞強度高沖擊韌性：下降滲碳淬火后硬度分布6.8 6.8 其他熱處理工藝其他熱處理工藝一一. .形變熱處理形變熱處理1.概念：將塑性變形與熱處理相結(jié)合的工藝2.工藝，見圖(下頁)特點：1）綜合改善強度及韌性2）簡化工藝流程，易于實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)二二. .強韌化處理強韌化處理1.超高溫淬火高溫淬火加熱溫度：高于普通淬火（超300OC左右）組織：增加板

21、條馬氏體之間奧氏體數(shù)量應(yīng)用：低、中碳鋼，提高斷裂韌性2.亞共析鋼兩相區(qū)淬火亞共析鋼兩相區(qū)淬火加熱溫度：Ac1Ac3之間組織：F+M性能：塑韌性高3.高碳鋼低溫、快速淬火高碳鋼低溫、快速淬火工藝：溫度低于普通淬火，短時保溫組織：未溶碳化物多性能：韌性改善三三. .循環(huán)熱處理循環(huán)熱處理 工藝：循環(huán)相變 目的：細化晶粒本章重點本章重點 各個熱處理工藝及其用途 淬火、回火有那些方法 表面熱處理、化學(xué)熱處理的組織及性能特點 淬火應(yīng)力分布特點 主要概念：淬透性、淬硬性、淬硬層深度、碳勢、集膚效應(yīng)第第7 7章章 表面技術(shù)（表面技術(shù)（surface engineeringsurface engineering

22、） 定義定義：賦予材料表面特殊的成分及性能的方法 作用作用表面防護耐蝕、防護、潤滑等 表面強化力學(xué)性能改善 表面裝飾美觀 表面修復(fù) 3. 主要內(nèi)容主要內(nèi)容電鍍電鍍化學(xué)鍍化學(xué)鍍化學(xué)轉(zhuǎn)化膜熱噴涂涂裝特種表面技術(shù)特種表面技術(shù)7.1 7.1 電鍍電鍍1、電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢電鍍隸屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域，在金屬精飾中按噸位計占加工的首位。電鍍的發(fā)展分三個時期：第一個時期是為了改善光澤或耐蝕性。第二個時期是因為勞力不足而邁向省力化、自動化。第三個時期為減輕公害時期，以拓展自身的生存空間總之,電鍍工業(yè)在全世界已經(jīng)發(fā)展了160多年，是一門既成熟又年輕的科學(xué).未來電鍍的發(fā)展方向:合金和復(fù)合鍍

23、層等功能性電鍍的研究,更加節(jié)能的電鍍工藝,低污染化,以及新型電鍍的研究,以適應(yīng)科技和生產(chǎn)的需要,拓展行業(yè)的生存空間2、電鍍分類：、電鍍分類：掛 具滾桶電鍍方式常規(guī)電鍍脈沖電鍍電刷鍍電 鑄滾 鍍連續(xù)電鍍掛 鍍自動掛鍍線滾 鍍連續(xù)電鍍2、電鍍原理、電鍍原理借助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體的表面沉積一金屬或合金層的方法，稱為電鍍。 圖例：圖例：陰極主要反應(yīng) : Cu2+ + 2e- Cu 陽極主要反應(yīng) :Cu Cu2+ + 2e- 陰極副反應(yīng) : 2H3O+ + 2e- H2 + 2 H2 O 陽極副反應(yīng) :6 H2 O O2 + 4H3O+ + 4e- 3、鍍層的分類、鍍層的分

24、類使用目的功能性鍍層耐磨和減磨性鍍層抗高溫氧化鍍層修復(fù)性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層導(dǎo)電性鍍層其他可焊性鍍層防護-裝飾性鍍層保護基體金屬,賦予美麗外觀.提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb)磁環(huán)磁盤磁膜(Ni-Fe、Co-Ni)保護制品在熱處理時不改變性能(Cu、Sn)修復(fù)損壞部位(Fe、Cu、Cr)改善焊接性能(Sn)改善光學(xué)性能鍍層等(Cr,黑鉻)防止制品在高溫下被氧化腐蝕(Pt-rh)提高表面導(dǎo)電性能(Au-Co)鍍層結(jié)構(gòu)簡單鍍層復(fù)合鍍層組合鍍層單一金屬鍍層(Zn、Cr)幾層相同或不同金屬疊加而成的鍍層(暗Ni-半光Ni-光Ni Ni-Au Ni-Cu)固體微粒均勻地分散在金屬中而形

25、成的鍍層(Ni-SiC Cu-Al3O2)4、影響電鍍質(zhì)量的因素、影響電鍍質(zhì)量的因素因素電源基件溶液電流密度添加劑、導(dǎo)電鹽、金屬離子濃度等直接影響鍍層的好壞電流密度影響鍍層的結(jié)晶效果電流波形電 極電流波形對鍍層的結(jié)晶組織、光亮、鍍液的分散能力和覆蓋能力等都有影響.現(xiàn)在多使用脈沖電流電極的形狀、尺寸、位置影響鍍層的分布效果成 分溫 度攪 拌適當?shù)臏囟瓤梢蕴岣呷芤旱膶?dǎo)電性，促進陽極溶解，提高陰極電流效率，減少針孔，降低鍍層內(nèi)應(yīng)力等加速溶液對流，降低陰極的濃差極化作用表面狀態(tài)形 狀清潔、平整的基件表面鍍層效果越好影響電流分布，位置定位等5.電鍍液組成及作用電鍍液組成及作用l主鹽：在陰極上沉淀出所要求

26、的鍍層金屬的鹽；l導(dǎo)電鹽：增強溶液導(dǎo)電性，提高分散能力；l活化劑：促進陽極溶解；l絡(luò)合劑：使待鍍金屬離子以絡(luò)合物形式存在；l緩沖劑：穩(wěn)定鍍液pH值；l添加劑：光亮劑：使鍍層光亮。整平劑：能使鍍件微觀谷處獲得微觀峰處更厚的鍍層。濕潤劑：能降低電極溶液間的界面張力，使溶液易于在電極表面鋪展。鍍層細化劑：能使鍍層結(jié)晶細致。上料脫脂酸洗活化預(yù)鍍電鍍水洗鈍化封孔干燥下料前處理電 鍍后處理6、電鍍流程、電鍍流程前處理:電鍍前的所有工序統(tǒng)稱為前處理,目的是修整工件表面,去除工件表面的油脂,銹皮,氧化膜等,為后面鍍層沉積提供所需的電鍍表面.前處理主要影響到外觀結(jié)合力,據(jù)統(tǒng)計,60%的電鍍不良品由于前處理不良所

27、造成.前處理的方式有:噴砂、磨光、拋光、熱浸脫脂、超音波脫脂、電脫脂、酸洗活化等。電鍍:在工件表面得到所需鍍層。整個流程的核心程序。后處理：電鍍后對鍍層進行各種處理以增強鍍層的各種性能。如耐腐蝕性、抗變色能力、可焊性等。后處理的方式有：鈍化、中和、著色、防變色、封孔等7 7. .2 2 化學(xué)鍍化學(xué)鍍一定義：一定義：利用化學(xué)反應(yīng)，在具有催化作用的制件表面上沉積金屬或合金的方法。二特點二特點1還原電子由還原劑提供，不需電源;2沉積速度慢;3均鍍能力強。例：Ni-P化學(xué)鍍 一、鍍液配方一、鍍液配方 硫酸鎳：30g/L 次磷酸鈉：40g/L 檸檬酸鈉：20g/L 乳酸：20g/L 甘氨酸：5g/L 乙

28、酸鈉：10g/L PH值：4.25.2 鍍覆溫度：8690 二、鍍液組分及作用二、鍍液組分及作用 鎳鹽：硫酸鎳 還原劑：次磷酸鈉 絡(luò)合劑：檸檬酸鈉、乳酸 緩沖劑：乙酸鈉 絡(luò)合劑檸檬酸鈉、乳酸同時具有一定的緩沖作用。三、反應(yīng)機理三、反應(yīng)機理Ni2+H2PO2-+O2-=HPO32-+H+Ni3H2PO2-+H+=HPO3+3H2O+2P四、影響四、影響Ni-PNi-P鍍層厚度及質(zhì)量的工藝因素鍍層厚度及質(zhì)量的工藝因素1.溫度：溫度過高, 將導(dǎo)致鍍液發(fā)生分解，而溫度過低時反應(yīng)不會發(fā)生。2.pH值：當pH 值較低時, 不利于鎳的沉積。但pH 值過高,不但增加了鍍液的不穩(wěn)定因素, 而且使鍍層磷含量下降,

29、 因此, 選擇和維持一定的pH 值, 對于保證一定的鍍速及穩(wěn)定性至關(guān)重要。3.鍍液組分：控制合理的鍍液組份是保證鍍液穩(wěn)定和獲得良好鍍層的關(guān)鍵之一。五工藝過程五工藝過程 鍍前處理鍍膜（電鍍）六非金屬材料鍍前處理六非金屬材料鍍前處理1封閉處理封閉處理2去應(yīng)力去應(yīng)力：退火3除油除油：表面去污4粗化粗化：化學(xué)粗化、機械粗化5敏化敏化：在材料表面吸附一層易被氧化的物質(zhì)：如SnCl2+H2OSn2(OH)3Cl6活化活化：通過還原反應(yīng)在材料表面形成具有催化作用的金屬膜 2Ag+Sn+2Sn+4+2Ag7 7. .3 3 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜化學(xué)轉(zhuǎn)化膜一、定義一、定義：金屬表面原子與某些介質(zhì)中的負離子反應(yīng)形成的膜二、

30、分類：二、分類：陽極氧化、微弧氧化、磷化、發(fā)藍（發(fā)黑）陽極氧化、微弧氧化、磷化、發(fā)藍（發(fā)黑）三、鋼鐵材料的化學(xué)氧化（發(fā)蘭或發(fā)黑）三、鋼鐵材料的化學(xué)氧化（發(fā)蘭或發(fā)黑）原理：用強的氧化劑將鋼件表面氧化成致密、光滑的四氧化三鐵分類：在高溫下（約550）氧化成的四氧化三鐵呈天藍色，稱發(fā)藍處理。在低溫下（約3 50）形成的四氧化三鐵呈暗黑色，稱發(fā)黑處理。3.反應(yīng)：3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+NH3+H2O6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3+7NaOHNa2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH4.發(fā)黑液：5. 工藝：工件裝夾去油清洗酸洗清洗氧化清洗皂化熱水煮洗檢查。注：發(fā)黑的工藝溫度是130145。浸入時間是5080min。原料名稱氫氧化鈉NaOH亞硝酸鈉NaNO2磷酸三鈉Na3PO4水H2O質(zhì)量組成（）33102557.4 7.4 熱噴涂熱噴涂將粉末加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，用高壓氣流使其霧化并噴射于工件表面形成涂層的工藝稱為熱噴涂。l利用熱噴涂技術(shù)可改善材料的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及絕緣性等。l廣泛用于包括航空航天、原子能、電子等尖端技術(shù)在內(nèi)的幾乎所有領(lǐng)域。等離子熱噴涂7.