幾種常見(jiàn)金屬表面處理工藝

1、精選文檔金屬表面處理種類(lèi)簡(jiǎn)介電鍍 鍍層金屬或其他不溶性材料做陽(yáng)極，待鍍的工件做陰極，鍍層金屬的陽(yáng)離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。為排解其它陽(yáng)離子的干擾，且使鍍層均勻、堅(jiān)固，需用含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液做電鍍液，以保持鍍層金屬陽(yáng)離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，轉(zhuǎn)變基材表面性質(zhì)或尺寸。電鍍能增加金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多接受耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性、耐熱性、和表面美觀。電泳 電泳是電泳涂料在陰陽(yáng)兩極，施加于電壓作用下，帶電荷涂料離子移動(dòng)到陰極,并與陰極表面所產(chǎn)生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件表面。電泳表面處理工藝的特點(diǎn)： 電泳漆膜具有涂層豐滿、均

2、勻、平整、光滑的優(yōu)點(diǎn)，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。電泳工藝優(yōu)于其他涂裝工藝。 鍍鋅 鍍鋅是指在金屬、合金或者其它材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防銹等作用的表面處理技術(shù)。現(xiàn)在主要接受的方法是熱鍍鋅。電鍍與電泳的區(qū)分 電鍍就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過(guò)程。電泳:溶液中帶電粒子（離子）在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象。溶液中帶電粒子（離子）在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象。利用帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)速度不同而達(dá)到分別的技術(shù)稱(chēng)為電泳技術(shù)。電泳又名電著 (著)，泳漆，電沉積。 發(fā)黑 鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱(chēng)之為發(fā)藍(lán)的。其原理是將鋼鐵制品表面快速氧化,使之形成

3、致密的氧化膜愛(ài)護(hù)層，提高鋼件的防銹力量。 發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和消滅較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好。A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。 在高溫下（約550）氧化成的四氧化三鐵呈天藍(lán)色，故稱(chēng)發(fā)藍(lán)處理。在低溫下（約3 50）形成的四氧化三鐵呈暗黑色，故稱(chēng)發(fā)黑處理。在兵器制造中，常用的是發(fā)藍(lán)處理；在工業(yè)生產(chǎn)中，常用的是發(fā)黑處理。 接受堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過(guò)程稱(chēng)為“發(fā)藍(lán)”。黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。 發(fā)藍(lán)（發(fā)黑）的操作流程： 工件裝夾去油清洗酸洗清洗

4、氧化清洗皂化熱水煮洗檢查。 所謂皂化，是用肥皂水溶液在肯定溫度下浸泡工件。目的是形成一層硬脂酸鐵薄膜，以提高工件的抗腐蝕力量。金屬表面著色 金屬表面著色，顧名思義就是給金屬表面“涂”上顏色，轉(zhuǎn)變其單一的、冰冷的金屬色澤，代之以五顏六色，滿足不同行業(yè)的不同需求。 給金屬著色后一般都增加了防腐力量，有的還增加了抗磨力量。但表面彩色技術(shù)主要的應(yīng)用還在裝飾領(lǐng)域，即用來(lái)美化生活，美化社會(huì)。 拋丸 拋丸的原理是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪體旋轉(zhuǎn)(直接帶動(dòng)或用V型皮帶傳動(dòng))，靠離心力的作用，將直徑約在0.23.0的彈丸(有鑄鋼丸、鋼絲切丸、不銹鋼丸等不同類(lèi)型)拋向工件的表面，使工件的表面達(dá)到肯定的粗糙度，使工件變得美觀

5、，或者轉(zhuǎn)變工件的焊接拉應(yīng)力為壓應(yīng)力，提高工件的使用壽命。通過(guò)提高工件表面的粗糙度，也提高了工件后續(xù)噴漆的漆膜附著力。其寓意即為拋丸處理可以為噴漆工藝的前道工序。噴砂 噴砂是接受壓縮空氣為動(dòng)力，以形成高速?lài)娚涫鴮娏希ㄣ~礦砂、石英砂、金剛砂 、鐵砂、海南砂）高速?lài)娚涞叫枰幚淼墓ぜ砻?，使工件表面的外表面的外表或外形發(fā)生變化，由于磨料對(duì)工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得肯定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機(jī)械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲憊性，增加了它和涂層之間的附著力，延長(zhǎng)了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。 噴砂工藝與其它清理工藝（如酸洗，工具清理）相比有以下特點(diǎn)： 一

6、、噴砂處理是最徹底、最通用、最快速、效率最高的清理方法。 二、噴砂處理可以在不同粗糙度之間任意選擇，而其它工藝是沒(méi)方法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢，化學(xué)溶劑清理則清理表面過(guò)于光滑不利于涂層粘接。 噴丸的特點(diǎn)： 1、清理的機(jī)敏性大。簡(jiǎn)潔清理簡(jiǎn)單工件的內(nèi)外表面和管件的內(nèi)壁；并且不受場(chǎng)地的限制，可以將其移至到特大型工件四周進(jìn)行清理。 2、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，整機(jī)投資少，易損件少，修理費(fèi)用低。 3、消耗能量大，必需配備大功率的空壓站 4、清理表面易有潮氣，簡(jiǎn)潔生繡。 5、清理效率低，操作人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。 拋丸的特點(diǎn)： 1、機(jī)敏性差。受場(chǎng)地的限制，清理工件有些盲目性，在工件內(nèi)衛(wèi)表面易產(chǎn)生清

7、理不到的死角、 2、不用壓縮空氣加速?gòu)椡?，不必設(shè)置大功率的空壓站， 3、清理表面不易有潮氣，不簡(jiǎn)潔生繡。 4、設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易損件多，特殊是葉片等零件，修理工時(shí)多，費(fèi)用高。 5、清理效率高，費(fèi)用低，操作人員少，簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化把握，適用于大批量生產(chǎn)。噴丸 噴丸shot peening 。用噴丸進(jìn)行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸對(duì)薄板工件的處理，簡(jiǎn)潔使工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無(wú)論拋丸或噴丸）使金屬基材產(chǎn)生變形，由于Fe3O4和Fe2O3沒(méi)有塑性，裂開(kāi)后剝離，而油膜與基材一同變形，所以對(duì)帶有油污的工件，拋丸、噴丸無(wú)法徹底清除油污。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數(shù)噴

8、砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國(guó)目前通用噴砂設(shè)備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機(jī)等原始笨重輸砂機(jī)械組成。噴丸與拋丸的區(qū)分 噴丸使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動(dòng)力，而拋丸一般為高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將鋼砂高速拋射出去。拋丸效率高，但會(huì)有死角，而噴丸比較機(jī)敏，但動(dòng)力消耗大。 兩種工藝雖噴射動(dòng)力和方式不同，但都是高速?zèng)_擊工件為目的,其效果也基本相同,相比而言,噴丸比較精細(xì)，簡(jiǎn)潔把握精度,但效率不及拋丸之高,適外形簡(jiǎn)單的小型工件,拋丸比較經(jīng)濟(jì)有用，簡(jiǎn)潔把握效率和成本，可以把握丸料的粒度來(lái)把握噴射效果,但會(huì)有死角,適合于形面單一的工件批量加工. 兩種工藝的選用主要取決工件的外形和加工效率.噴丸與噴砂的區(qū)分

9、 噴丸與噴砂都是使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動(dòng)力,將其高速的吹出去沖擊工件表面達(dá)到清理效果,但選擇的介質(zhì)不同,效果也不相同. 噴砂處理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量破壞,表面積大幅增加,從而增加了工件與涂/鍍層的結(jié)合強(qiáng)度. 經(jīng)過(guò)噴砂處理的工件表面為金屬本色,但是由于表面為毛糙面,光線被折射掉,故沒(méi)有金屬光澤,為發(fā)暗表面. 噴丸處理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量而不被破壞,表面積有所增加.由于加工過(guò)程中,工件表面沒(méi)有被破壞,加工時(shí)產(chǎn)生的多余能量就會(huì)引會(huì)工件基體的表面強(qiáng)化. 經(jīng)過(guò)噴丸處理的工件表面也為金屬本色,但是由于表面為球狀面,光線部分被折射掉,故工件加工為亞光效果.磷化 磷化（

10、phosphorization）是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱(chēng)之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬供應(yīng)愛(ài)護(hù)，在肯定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕力量；在金屬冷加工工藝中起減摩潤(rùn)滑使用。鈍化 其鈍化的機(jī)理可用薄膜理論來(lái)解釋?zhuān)凑J(rèn)為鈍化是由于金屬與氧化性質(zhì)作用，作用時(shí)在金屬表面生成 一種格外薄的、致密的、掩蓋性能良好的、堅(jiān)固地吸附在金屬表面上的鈍化膜。這層膜成獨(dú)立相存在，通常是氧化金屬的化合物。它起著把金屬與腐蝕介質(zhì)完全隔開(kāi)的作用，防止金屬與腐蝕介質(zhì)接觸，從而使金屬基本停止溶解形成鈍態(tài)達(dá)到防腐蝕的作用。鈍化的優(yōu)點(diǎn) 1、

11、與傳統(tǒng)的物理封閉法相比，鈍化處理后具有確定不增加工件厚度和轉(zhuǎn)變顏色的特點(diǎn)、提高了產(chǎn)品的精密度和附加值，使操作更便利； 2、由于鈍化的過(guò)程屬于無(wú)反應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行，鈍化劑可反復(fù)添加使用，因此壽命更長(zhǎng)、成本更經(jīng)濟(jì)。 3、鈍化促使金屬表面形成的氧分子結(jié)構(gòu)鈍化膜、膜層致密、性能穩(wěn)定，并且在空氣中同時(shí)具有自行修復(fù)作用，因此與傳統(tǒng)的涂防銹油的方法相比，鈍化形成的鈍化膜更穩(wěn)定、更具耐蝕性。 金屬或合金受一些因素影響，化學(xué)穩(wěn)定性明顯增加的現(xiàn)象，稱(chēng)為鈍化。由某些鈍化劑（化學(xué)藥品）所引起的金屬鈍化現(xiàn)象，稱(chēng)為化學(xué)鈍化。如濃HNO3、濃H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化劑都可使金屬鈍化。金屬鈍化后，其

12、電極電勢(shì)向正方向移動(dòng)，使其失去了原有的特性，如鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出。此外，用電化學(xué)方法也可使金屬鈍化，如將Fe置于H2SO4溶液中作為陽(yáng)極，用外加電流使陽(yáng)極極化，接受肯定儀器使鐵電位上升肯定程度，F(xiàn)e就鈍化了。由陽(yáng)極極化引起的金屬鈍化現(xiàn)象，叫陽(yáng)極鈍化或電化學(xué)鈍化。噴涂 利用壓力或靜電力將油漆或粉末附著在工件表面,使工件有防腐和外觀裝飾作用.烤漆 在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入無(wú)塵衡溫烤房，烘烤。浸滲 是一種微孔（細(xì)縫）滲透密封工藝。將密封介質(zhì)（通常是低粘度液體）通過(guò)自然滲透（即微孔自吸）、抽真空和加壓等方法滲入微孔（細(xì)縫）中，將縫隙填布滿，然后通過(guò)自然(室溫）、冷卻或加

13、熱等方法將縫隙里的密封介質(zhì)固化，達(dá)到密封縫隙的作用。噴油 將油漆噴在產(chǎn)品表面，自然風(fēng)干的方式。 拋光 利用柔性拋光工具和磨料顆?；蚱渌麙伖饨橘|(zhì)對(duì)工件表面進(jìn)行的修飾加工。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何外形精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時(shí)也用以消退光澤（消光）。通常以拋光輪作為拋光工具。拋光輪一般用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，兩側(cè)用金屬圓板夾緊，其輪緣涂敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。拋光時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪（圓周速度在20米秒以上）壓向工件，使磨料對(duì)工件表面產(chǎn)生滾壓和微量切削，從而獲得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可達(dá)Ra0.630.01微米;當(dāng)接受非油脂性的消光拋光

14、劑時(shí)，可對(duì)光亮表面消光以改善外觀。對(duì)產(chǎn)品表面要求稍低時(shí)，常接受滾筒拋光的方法。粗拋時(shí)將大量磨料和產(chǎn)品放在罐狀滾筒中，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使產(chǎn)品與磨料等在筒內(nèi)隨機(jī)地滾動(dòng)碰撞以達(dá)到去除表面凸鋒而減小表面粗糙度的目的。超聲波清洗 是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。緊固件的表面處理：緊固件表面處理的選擇    由于幾乎全部商業(yè)緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成，一些種類(lèi)的緊固件期望能防止腐蝕，即使使用防腐蝕材料的緊固件，仍舊需要表面處理來(lái)防止不同材料的腐蝕。此外，表面處理的鍍層必需附著堅(jiān)固，不能

15、在安裝和卸下的過(guò)程中脫落，對(duì)螺紋緊固件，鍍層還需足夠薄，使得鍍后螺紋仍能旋合。一般鍍層的溫度限制比緊固件材料要低，因此還需考慮緊固件所處的工作溫度要求。對(duì)于表面處理，人們一般關(guān)注的是美觀和防腐，但緊固件的主要功能是緊固零部件，而表面處理對(duì)緊固件的緊固性能也有很大的影響，所以，選擇表面處理時(shí)，也應(yīng)考慮緊固性能的因素，即安裝扭矩預(yù)緊力的全都性。一名高水平的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)考慮設(shè)計(jì)，還因留意到裝配的工藝性，甚至環(huán)保要求。下面依據(jù)上述因素簡(jiǎn)要介紹一些緊固件常用的鍍層，以供設(shè)計(jì)人員和緊固件從業(yè)人員參考。    電鍍鋅    電鍍鋅是商業(yè)緊固件最常

16、用的鍍層。它比較廉價(jià)，外觀也較好看，可以有黑色、軍綠色。然而，它的防腐性能一般，其防腐性能是鋅鍍（涂）層中最低的。一般電鍍鋅中性鹽霧試驗(yàn)在72小時(shí)之內(nèi)，也有接受特殊封閉劑，使得中性鹽霧試驗(yàn)達(dá)200小時(shí)以上，但價(jià)格貴，是一般鍍鋅的58倍。    電鍍鋅加工過(guò)程易產(chǎn)生氫脆，所以10.9級(jí)以上的螺栓一般不接受鍍鋅的處理.雖然鍍后可以用烘箱去氫，但因鈍化膜在60以上時(shí)將遭破壞，因此去氫必需在電鍍后鈍化前進(jìn)行。如此可操作性差，加工成本高。在現(xiàn)實(shí)中，一般生產(chǎn)廠不會(huì)主動(dòng)去氫，除非特定客戶的強(qiáng)制要求。    電鍍鋅的緊固件扭矩預(yù)緊力全都性較差，且不穩(wěn)

17、定，一般不用于重要部位的連接。為了改善扭矩預(yù)緊力全都性，也可接受鍍后涂覆潤(rùn)滑物質(zhì)的方法改善和提高扭矩預(yù)緊力全都性。    磷化（ 磷化相對(duì)鍍鋅廉價(jià)，耐腐蝕性能比鍍鋅差）    磷化相對(duì)鍍鋅廉價(jià)，耐腐蝕性能比鍍鋅差。磷化后應(yīng)涂油，其耐腐蝕性能的凹凸與所涂油的性能有很大的關(guān)系。例如，磷化后涂一般的防銹油，中性鹽霧試驗(yàn)也只有1020小時(shí)。涂高檔的防銹油，則可達(dá)7296小時(shí)。但其價(jià)格是一般磷化涂油的23倍。    緊固件磷化常用的兩種，鋅系磷化和錳系磷化。鋅系磷化潤(rùn)滑性能比錳系磷化好，錳系磷化抗腐蝕性，耐磨性鍍鋅

18、較好。它的使用溫度可達(dá)華氏225度到400度（107204）。    工業(yè)用緊固件很多用磷化涂油處理。由于它扭矩預(yù)緊力全都性很好，裝配時(shí)能保證達(dá)到設(shè)計(jì)所預(yù)期的緊固要求，所以在工業(yè)中使用較多。特殊是一些重要零部件的連接。如，鋼結(jié)構(gòu)連接副，發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿螺栓、螺母，缸蓋、主軸承、飛輪螺栓，車(chē)輪螺栓螺母等。    高強(qiáng)度螺栓接受磷化，還可以避開(kāi)氫脆問(wèn)題，所以在工業(yè)領(lǐng)域10.9級(jí)以上的螺栓一般接受磷化表面處理。    氧化（發(fā)黑）    發(fā)黑+涂油是工業(yè)緊固件很流行的鍍層，由于它最廉價(jià)

19、，并且在油耗盡之前看起來(lái)不錯(cuò)。由于發(fā)黑幾乎無(wú)防銹力量，所以無(wú)油后它很快就會(huì)生銹。就是在有油狀態(tài)下，其中性鹽霧試驗(yàn)也只能達(dá)到35小時(shí)。 發(fā)黑的緊固件扭矩預(yù)緊力全都性也很差。如需提高，可以在裝配時(shí)在內(nèi)處螺紋上涂抹油脂后再旋合。     電鍍鎘（價(jià)格約是電鍍鋅的1520倍）    鎘鍍層耐腐蝕性能很好，特殊是在海洋性大氣環(huán)境下的耐腐蝕性較其他表面處理好。電鍍鎘的加工過(guò)程中的廢液處理費(fèi)用大，成本高，其價(jià)格約是電鍍鋅的1520倍。所以在一般行業(yè)不使用，只用于一些特定的環(huán)境。如，用于石油鉆井平臺(tái)和海航飛機(jī)用緊固件。  

20、0; 電鍍鉻     鉻鍍層在大氣中很穩(wěn)定，不易變色和失去光澤，硬度高耐磨性好。在緊固件上用鉻鍍層一般是作為裝飾作用。在防腐性要求較高的工業(yè)領(lǐng)域很少使用，由于好的鉻電鍍緊固件與不銹鋼同樣昂貴，只是使用不銹鋼強(qiáng)度不夠時(shí)，才用鍍鉻緊固件代替。    為了防止腐蝕，鍍鉻前應(yīng)首先鍍銅和鎳。鉻鍍層可以承受華氏1200度（650）的高溫。但也與電鍍鋅一樣存在氫脆問(wèn)題。    鍍銀、鍍鎳    銀鍍層既可以防腐蝕，又可以作為緊固件的固體潤(rùn)滑劑。由于成本緣由，螺母使用鍍銀，螺栓不用，有時(shí)小螺栓也鍍銀。銀在空氣中失去光澤，但可以在華氏1600度下作用。所以，人們利用其耐高溫存潤(rùn)滑的特性，用于在高溫下工作的緊固件，以防止螺栓、螺母的氧化咬死。    緊固件鍍鎳，主要用于既要防腐，又要導(dǎo)電性好的地方。如車(chē)輛電瓶的引出端子等。    熱浸鋅     熱浸鋅為鋅加熱到液體下熱集中涂層。其鍍層厚度在1