機(jī)械工程材料 第2版 課件 第5章 金屬的表面改性

《工程材料》第5章金屬的表面改性

§1、電鍍工藝方法通過電解使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體表面沉積。電鍍方法包括：掛鍍滾鍍刷鍍工藝特點(diǎn)耐磨性：如鎳、鎳—鎢和鈷—鎢合金等。裝飾性：金、銀、鉻、半光亮鎳等。耐腐蝕：鎳、鋅、銅等。表層性能應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于耐蝕、耐磨、裝飾及其他功能性鍍層（如磁性膜、光學(xué)膜）鍍層平滑均勻、附著力強(qiáng)、成本低、效率高、耐蝕耐磨性好。易環(huán)境污染、能耗高§2、化學(xué)鍍工藝方法通過氧化還原反應(yīng)，使鍍液中金屬離子還原成金屬，并沉積到零件表面。工藝特點(diǎn)耐磨性：如鎳、鎳—鎢和鈷—鎢合金等。裝飾性：金、銀、鉻、半光亮鎳等。耐腐蝕：鎳、鋅、銅等。表層性能應(yīng)用范圍可取代電鍍，有些化學(xué)鍍層如鎳層、鎳磷層等耐蝕性和耐磨性優(yōu)良，用于泵、閥、軸、連續(xù)螺栓、葉輪等的表面處理，可提高零件壽命。鍍層均勻、針孔小、不需直流電源設(shè)備、能在非導(dǎo)體上沉積、鍍液排放少污染小、成本低?！?、熱噴涂工藝方法采用燃料或電弧、等離子弧、激光等作熱源，將噴涂材料加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，通過高速氣流使其霧化，然后噴射、沉積到經(jīng)過預(yù)處理的工件表面熱噴鍍方法包括：火焰噴涂電弧噴涂等離子噴涂等圖

等離子噴涂原理工藝特點(diǎn)主要有耐蝕、耐磨涂層等。表層性能應(yīng)用范圍Zn、Al、Zn—A1耐蝕合金涂層可用于橋梁、輸電線、鋼結(jié)構(gòu)件、高速公路護(hù)欄、照明燈桿等，Ni、Fe、Co基金屬陶瓷復(fù)合耐磨涂層可用于凸輪從動件、汽缸襯套、導(dǎo)葉、渦輪葉片等熱噴涂材料廣泛，操作靈活，不受零件尺寸限制，基體溫度低，變形小、組織和性能變化小。涂層結(jié)合力較大，噴涂層厚度可控。但存在粉塵、煙霧和噪聲等污染。§4、氣相沉積工藝方法利用氣相之間的反應(yīng)，在各種材料或制品表面沉積單層或多層薄膜包括：物理氣相沉積真空蒸鍍、濺射鍍膜離子鍍膜化學(xué)氣相沉積圖

離子鍍原理示意圖工藝特點(diǎn)超硬、高耐蝕、耐熱和抗氧化等、各種功能性、裝飾性表層性能應(yīng)用范圍如離子鍍超硬涂層TiC、TiN可用于模具，離子鍍鉻、鈦、氮化鈦可用于耐蝕要求的零件，離子鍍鋁代替不銹鋼，離子鍍W、Ti、Ta等用于排熱氣管等耐熱的金屬零件。鍍層附著性好，膜層組織均勻、致密、細(xì)化§5、激光熔覆工藝方法利用高能激光束輻照，通過迅速熔化、擴(kuò)展和凝固，在基體表面熔覆一層特殊的材料工藝特點(diǎn)熔覆層晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)致密，故硬度較高，耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能優(yōu)異表層性能應(yīng)用范圍耐磨層用于強(qiáng)化、修復(fù)噴氣發(fā)動機(jī)渦輪葉片、汽車發(fā)動機(jī)排氣門的密封錐面；耐高溫、耐蝕層用于化工設(shè)備某些不銹鋼部件、油田抽油泵部件等。