表面處理基本常識

1、第二講 表面處理基本知識簡介第一章 表面預(yù)處理 第一節(jié) 粗糙度與光飾 為提高鍍涂的質(zhì)量（均勻性、附著力），鍍涂表面應(yīng)達(dá)到一定的光潔度要求。對機加件一般要進(jìn)行磨光或拋光處理。磨光可以去掉零件表面的毛刺、氧化皮、銹蝕、砂眼、劃傷、焊瘤與焊渣，提高表面的平整度。拋光是在較平整的表面進(jìn)行的，目的是進(jìn)一步降低零件表面的粗糙度，獲得光亮的外觀。此外，因拋光對金屬的磨耗小，還可用于鍍后表面的裝飾第二節(jié) 脫脂與浸蝕 脫脂又名除油，按除油方法可分為有機溶劑除油、化學(xué)除油、電化學(xué)除油、擦拭除油及超聲波除油 浸蝕包括酸洗與活化。酸洗是使用酸洗液（一般為三酸）除去金屬表面的銹蝕物、氧化物等堿性物質(zhì)的過程，活化是鍍前處

2、理的最后一道工序（水洗除外），是將零件置于稀酸中極短時間酸洗，增加活性。第三節(jié) 噴 砂噴砂是以磨料強力撞擊零件，對零件表面進(jìn)行清理和修飾加工的過程。主要目的是除去表面的銹蝕、毛刺及其它雜質(zhì)，同時掩蓋表面的局部輕微缺陷，提高表面粗糙度，從而提高表面涂層附著力。磨料可以是氧化鋁、石英砂、碳化硅等，使用較多的是石英砂，鋁件表面的石英砂粒度一般在0.5毫米以下。第四節(jié) 電 解電解一般是將工件作陽極，在特定的溶液（與酸洗液相近）中進(jìn)行。作用是使工件表面平整，同時獲得一層較薄的氧化膜。整平時一般只能將突出部分削平，而對凹坑的填補作用較小，原因是突出點的電流密度大，溶解速度快。氧化膜薄且不均勻。此外電解后的

3、工件反光性較好。第二章 電 鍍本章主要內(nèi)容 電鍍基本原理 常見的電鍍方式I.重點介紹鍍鋅II.簡要介紹鍍鎳III.簡介鍍鉻第一節(jié) 電鍍基本理論電鍍是在電流的作用下將鍍層金屬涂敷到工件表面的工藝。電鍍一般是利用鍍層金屬的活性、耐沖擊性或耐磨性等來保護被鍍金屬。電鍍過程中被鍍工件作陰極，鍍層金屬作陽極。在陽極金屬原子被氧化成為金屬離子，在陰極則是金屬離子被還原成為金屬沉積在工件的表面。第二節(jié) 常見的電鍍形式2.1 鍍鋅一、概述鋅是銀白色金屬，既溶于酸，又溶于堿，屬兩性金屬，耐腐蝕性較差，對被鍍金屬有較好的保護作用，對鐵基體屬陽極鍍層。未經(jīng)處理的鋅鍍層呈銀白色，對工件表面既有機械保護作用，又有化學(xué)保

4、護作用。鋅鍍層經(jīng)鈍化、染色或涂覆護光劑后，防護性和裝飾性能都會顯著提高。二、工藝特點鍍液有堿性鍍液（如氰化物鍍液）、酸性鍍液（如硫酸鹽鍍液）、中性鍍液（氯化鉀）氰化物鍍鋅層結(jié)晶細(xì)致、光澤性好，有較好的均鍍和深度能力硫酸鹽鍍鋅的鍍層結(jié)晶較粗、均鍍能力差，只適用于外形簡單的結(jié)構(gòu)無氨氯化鉀的鍍層結(jié)晶細(xì)致光亮，鍍液整平性好，適用范圍廣，但鍍層鈍化膜附著性差，厚鍍層脆性大總之，鍍鋅是廣泛采用的一種鍍涂工藝，工藝種類很多，鍍層質(zhì)量與工藝的相關(guān)性很大。三、后處理1.一般流程：清洗-去氫-鈍化-浸熱水-老化（洪干）-其它特定處理2.去氫：在電鍍的過程中有可能在鍍層和基體金屬的晶格中滲氫，造成晶格扭歪，內(nèi)應(yīng)力增

5、加，即所謂的氫脆。為消除氫脆，一般采用鍍后熱處理，使氫逸出，去氫的效果與處理的溫度和時間有關(guān)，溫度一般在200250度之間，時間月2H3.鈍化處理：與鈍化對應(yīng)的概念是活化，鈍化就是降低表面的活性（一般使用強氧化劑），使表面處于鈍態(tài)，此外還能起改變色彩的作用。鈍化的方式很多，主要有以下幾種。I.彩色鈍化：在鉻酸鹽的作用下，三價的鉻合物與六價的鉻合物混合，隨著膜厚的減薄，色彩變化趨勢為紅褐色玫瑰紅色-金黃色-橄欖綠色-綠色-紫紅色 -淺黃色-青白色2.白色鈍化：白色鈍化膜可以通過對未經(jīng)老化的彩鈍膜浸入漂白液或直接鈍化產(chǎn)生。色澤有銀白和藍(lán)白兩種，白色鈍化膜的抗腐蝕性差，銀白比藍(lán)白還差3.黑色鈍化：鈍

6、化液中加入發(fā)黑劑可產(chǎn)生黑色鈍化膜此外，還有五酸草綠色鈍化和金黃色鈍化四、質(zhì)量問題鍍層一般要求厚度、色澤均勻，表面光潔。I.外觀：光亮程度、覆蓋程度、平整性、針孔、起泡、脫皮、毛刺、麻點、燒焦、樹枝狀或海綿狀沉積層等II.結(jié)合力：也叫附著力，可用加熱法測試（100-300度）、彎曲法或劃格法III.厚度IV.耐蝕性：模擬使用環(huán)境實驗V.孔隙率：單位面積上的孔隙數(shù)2.2 鍍鎳鎳是白色金屬，在空氣中和濕氣中有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，對鐵基體而言屬陰極鍍層，耐堿性較好，耐酸性較差，鎳鍍層有裝飾和防護作用。但因鍍層孔隙率較大，防護性較差，加之鎳鍍層表面在空氣中顏色會變暗，故鎳鍍層表面通常再鍍鉻2.3 鍍鉻鉻是

7、銀灰色金屬，耐磨、耐蝕、耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性好，鉻表面容易形成鈍化膜，在空氣中穩(wěn)定，不易變色和失去光澤。根據(jù)鍍層的用途不同可以分為：I.防護裝飾性鍍層II.耐蝕鍍鉻層III.硬鉻層：鍍層較厚，達(dá)0.1-0.2mm，硬度大，耐磨性好IV.黑鉻層：使用填加劑，用于吸光、吸熱第三章 氧化本章主要內(nèi)容簡介v重點介紹鋁的氧化 化學(xué)氧化 陽極氧化v簡介鋼鐵的氧化v簡介鋼鐵的磷化第一節(jié) 鋁及其合金氧化一、概述 鋁的性質(zhì)較活潑，在自然環(huán)境中其表面很容易形成一層極?。?.010.02m）氧化膜，該膜有一定的防腐性能，但結(jié)構(gòu)疏松，防腐性能較差。為利用氧化膜的特性，常在鋁制件的表面進(jìn)行氧化處理。鋁表面氧化有兩種方法：化

8、學(xué)氧化與電化學(xué)氧化。氧化膜的結(jié)構(gòu)和性能隨氧化液和氧化條件的變化而變化?；瘜W(xué)氧化是導(dǎo)電氧化，氧化膜較薄。電化學(xué)氧化又名陽極氧化，氧化膜不導(dǎo)電，膜層性能較好。二、化學(xué)氧化1.基本原理化學(xué)氧化是在強酸/弱減的情況下進(jìn)行的（AL AL3+）。鋁離子再與溶液中的氧及氫氧根結(jié)合，生成三氧化二鋁及氫氧化鋁的薄膜，同時溶液中的酸或堿可溶解生成的氧化膜，溶液中一般還含有一定濃度的鉻酸鹽或鉻酐使氧化膜的形成與溶解保持一定的速度，當(dāng)膜層達(dá)到一定的厚度時可阻止氧化的繼續(xù)進(jìn)行。二、化學(xué)氧化 （續(xù)） 2.工藝特點：氧化膜?。?.54 m）、多孔、吸附能力好、質(zhì)軟不耐磨、抗腐蝕性差，用于有特殊要求的制件表面，如要求導(dǎo)電的表

9、面，或涂裝的底層及大型零件（組合件）?；瘜W(xué)氧化按所用溶液分為酸性或堿性氧化兩大類。如磷酸鹽氧化：溶液配方H3PO4CrO3NH4HF2(NH4)2HPO4H3BO3工藝條件溫度：3040時間：28分膜層特點：無色至帶紅綠的淺蘭色。膜致密，厚0.53 m，硬度較高，抗腐蝕性較好續(xù)3.鍍液要求液面要保持清潔，不允許有油污和機械雜質(zhì)漂?。蝗芤阂话惆肽赀^濾一次，以清除雜質(zhì)；定期分析溶液，按分析結(jié)果及產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)常調(diào)整溶液4.后處理經(jīng)化學(xué)氧化后的零件，應(yīng)立即清洗干凈。酸性氧化要進(jìn)行填充處理，堿性氧化的要進(jìn)行鈍化處理三、陽極氧化（電化學(xué)氧化）1。基本原理陽極氧化在強酸性的環(huán)境中進(jìn)行，H2O電解產(chǎn)生初生態(tài)的O

10、，氧原子與AL產(chǎn)生氧化鋁，形成氧化膜，氧化膜阻止氧化過程 的繼續(xù)發(fā)生，但同時部分氧化膜被強酸溶解，有利于氧化膜的繼續(xù)形成，起初形成氧化膜的速度大于氧化膜被溶解的速度，隨著氧化膜的加厚，成膜速度減慢，最終達(dá)成平衡。氧化法 厚度顏色特點H2SO4520無色、透明硬度高、孔隙多、利于著色、抗蝕較高CrO315灰白至深灰質(zhì)軟、孔隙少、著色困難、抗蝕性很高、膜層與有機涂層結(jié)合力好草酸820銀白色、黃銅色、青銅色彈性好、電絕緣性好，膜層性質(zhì)與電流方式、合金成分有關(guān)硬質(zhì)250300膜層厚且硬，絕緣絕熱性好四、氧化膜著色（一般只有陽極氧化的氧化膜才適于著色）1.化學(xué)染色法：化學(xué)著色主要是使染料吸附在膜層的孔隙

11、內(nèi)，膜的顏色易被擦掉，而且耐光性差（故不適于戶外使用的裝飾面）。在染色過程中也有化學(xué)作用發(fā)生，氧化膜分子（AL2O3）或其中的鋁離子與染料分子或其陰離子化合而存在于膜的孔隙中。一般使用有機染料。在染色前一般要將氧化膜清洗干凈。2.電解著色法：電解著色是在電流的作用下將著色金屬的離子還原成金屬顆粒沉積在氧化膜的孔內(nèi)，由于沉積顆粒的直徑不均勻，使得散射光的波長不均勻，從而呈現(xiàn)不同的色彩。電解法產(chǎn)生的顏色不易被擦掉，耐光性好，但色彩沒化學(xué)著色鮮艷。 電解著色最主要的問題是著色不均勻，產(chǎn)生不均勻的原因主要有原材料成分、表面狀態(tài)、裝掛的方式、氧化膜厚度的均勻性及清洗狀況五、質(zhì)量問題第二節(jié) 鋼鐵件的氧化鋼

12、鐵的氧化又稱發(fā)藍(lán)，實質(zhì)是將鋼鐵表面的鐵原子在酸性或堿性的環(huán)境里氧化形成一層氧化膜，以保護基體材料。氧化膜的顏色隨材質(zhì)和工藝有所差異，一般呈黑色或藍(lán)黑色。含硅較高的鋼的氧化膜則呈褐色或黑褐色。氧化膜的厚度約為0.61.5微米之間。含碳量高的鋼容易氧化，含碳量低的鋼則較難氧化。溫度也是影響氧化膜質(zhì)量的重要因素，增加溫度，氧化膜的致密度提高，但溫度太高，則因氧化膜的溶解速度提高，使成膜速度降低第三節(jié) 鋼鐵件的磷化磷化是鋼鐵在磷酸鹽的溶液中表面生成一層磷酸鹽保護膜的過程。磷化膜呈暗灰色或黑色，具有微孔結(jié)構(gòu)，經(jīng)填充、浸油、浸漆處理后，在大氣條件下有較好的抗蝕性，磷化膜的吸附性好，常用作涂料的底層。此外膜

13、層還有較好的潤滑性、電絕緣性。第三章 噴 涂第四章 鍍涂表示法本章主要內(nèi)容v金屬鍍覆表示法v化學(xué)處理表示法v涂料涂敷表示法v常用符號含義4.1 金屬鍍覆表示法基體材料鍍覆方法鍍覆層名稱后處理鍍覆層厚度鍍覆層特征例：Cu/Ep.Ni5b.P4.2 化學(xué)處理表示法基體材料處理方法處理名稱處理特征處理（顏色）4.3 涂料涂覆表示法涂覆符號涂料顏色及型號外觀等級使用環(huán)境條件用涂的第一個漢語拼音T表示色板編號分四級，I、II、III、IV從I到IV標(biāo)準(zhǔn)依次降低Y-一般環(huán)境E-惡劣環(huán)境H-海洋環(huán)境T-特殊環(huán)境4.4 符號含義 Fe-鐵、鋼 Cu-銅及銅合金 Al-鋁及鋁合金 Zn-鋅及鋅合金 電鍍-Ep 化學(xué)鍍-Ap基體材料鍍覆方法鍍覆層名稱用鍍層的化學(xué)元素符號表示，合金元素用“