金属材料表面处理

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1、金属材料表面處理技术DT(I)SQA品管進階培訓講座1﹒基本概念2．表面處理在金屬防護方面的作用3．表面處理技術分類4﹒常用工藝及其目的5．表面處理原理6﹒生産工藝過程7﹒膜層結構特點及其防護機理/能力8﹒表面膜層的質量檢測技術9﹒公司表面實驗室其它測試總目錄1．表面處理技术的基本概念表面處理技术表面工程学一个方面偏重于工藝技术是A﹒不同工藝方法電化学高真空物理固体材料化学生物高分子……對表面塗裝﹑處理﹑改性特殊功能表面層B﹒表面工程內涵通过表面处理技术来改變固体材料的表面形態、化学成分和組織結构，以获得所需表面性能的系統

2、工程.表面工程全过程表面層的設計表面層的選材表面處理工藝表層質量控制与監測工程應用失效分析C．表面處理研究對象/方法/手段/目的綜合了材料科学、冶金学、物理、化学的最新成果，是一門正在迅速發展的新型学科。表面工程研究对象：固体材料表面層物理方法、化学方法、電化学方法高真空方法、生物高分子方法加工方法：加工手段：涂裝、處理、擴散、固定化形成特殊功能表面覆層,达到裝飾﹑防護﹑特殊功能(如耐磨﹑耐高温﹑導電﹑絕緣)目的作用：2．表面處理在金属防護方面的作用A﹒根据金属腐蝕机理和腐蝕形態，腐蝕破壞离不開金属材料﹑腐蝕介質﹑及二者之

3、間的界面反應指防止金属腐蚀金属防護金属材料腐蝕介質界面反應B﹒防止金属腐蝕的方法主要包括三个方面1）研制新材料、改善材料的組織和表面狀態提高材料的抗蝕性能耐蝕鋼防鏽鋁鏡面材料2）改善腐蝕环境和介質避免腐蝕發生物体產品干燥劑a.隔离金属与腐蝕介質的直接接触﹐抑制腐蝕过程﹒3）應用表面涂覆層和電化学保護方法地下管道阴极保護產品b.改變表面状態,使基体金属不受腐蝕.C.覆盖法在金属表面覆盖一層金屬或非金屬物,而使金属与腐蝕环境隔离﹒表面处理防腐蝕法金属覆盖電鍍熱噴涂熱浸鍍耐蝕金属包复非金属覆盖涂料涂裝（噴漆、噴粉）塑料襯里或包复

4、轉化膜D.金属表面保護層的要求即金属上涂覆層的基本性能1）結合强度－要求結合牢固、附着力强2）孔隙率及密度－膜層致密、完整无孔、不透介質3）耐蝕性－在腐蝕環境中有良好的穩定性、抗腐蝕性4）硬度－－硬度高、耐磨好5）在金属表面分布均匀3．表面處理技术分类表面处理是一門涉及多种学科的工业技术按其使用的方法可大致分成五大类16种工艺分類工藝方法具體工藝用途電化學電鍍鍍鋅﹑鍍錫﹑鍍鉻﹑鍍銅陽極氧化鋁合金﹑鈦合金陽極化化學化學轉化膜磷化﹑鈍化﹑化學氧化﹑發藍﹑鉻酸鹽處理化學鍍化學鍍鎳﹑化學鍍銅熱加工熱浸鍍熱浸鋅﹑熱浸鋁熱噴塗熱噴塗鋅

5、﹑熱噴塗鋁化學熱處理滲碳﹑滲氮堆焊堆焊耐磨合金熱燙印熱燙印金﹑熱燙印鋁分類工藝方法具體工藝用途真空法物理氣相沉積PVD蒸發鍍﹑濺射鍍﹑離子鍍化學氣相沉積PVD氣相沉積氧化硅或氮化硅離子注入注硼其他方法塗裝烤漆﹑粉末塗裝激光處理激光淬火﹑激光重熔超硬膜處理金剛石薄膜﹑立方氮化硼金属保護層非金属保護層表面保護層分类按結构特点電鍍層属于金属保護層，氧化、化学轉化、噴涂膜層属于非金属保護層按組成成分除油漆和粉末涂層外，其它保護層都是无机涂層無机膜層有机膜層4、常用工藝及其目的工藝技术成熟度高，設備要求比較簡單，适用面广，生產成本較

6、低。工藝化学轉化膜阳极氧化电镀涂裝應用目的防腐蝕裝飾導電耐磨1﹒鍍覆層選擇陽極鍍層－比底材電位低的金屬鍍層作為陽極(被氧化)﹐其完整性破壞后﹐可借助電化學作用保護基體﹐其防護性能主要取決于鍍層厚度﹔陰極鍍層－比底材電位高的金屬鍍層作為陰極(被還原)﹐只能機械性保護基體﹐其完整性破壞后﹐將加速基體腐蝕﹐其防護性能取決于孔隙率和厚度﹒鍍覆層選擇原則（1）零件材料﹑狀態﹑結構﹑尺寸公差（2）零件使用環境（溫度﹑濕度﹑大氣）（3）鍍覆目的和要求（耐蝕﹑耐磨﹑裝飾性等）（4）各層金屬之間的接触腐蝕程度（5）鍍覆層特性﹑應用範圍﹑特殊

7、要求常用鍍層及一般厚度鋼－鍍鋅(5~8μm)﹑鍍銅(8~12μm)/鎳(8~12μm)﹑鍍銅(12~18μm)/鎳(8~12μm)/裝飾鉻(0.5~2μm)﹐鍍銅(5~8μm)/錫(5~8μm),化學鍍鎳(5~8μm)﹐鍍硬鉻(1~3μm)銅－鍍鎳(3~5μm)﹑鍍硬鉻(1~3μm)﹑鍍鎳(5~8μm)/裝飾鉻(0.5~2μm)﹑鍍錫(3~5μm)﹑鍍鋅鋁－氧化﹐鍍鋅(5~8μm),化學鍍鎳(8~12μm)鎂－化學氧化﹑陽極氧化(10~60μm)項目陽極氧化化學氧化工藝在電流作用下的電极反應無電流作用,化學物質相互作用.膜

8、厚5~20um的氧化鋁0.3~4um的有機層硬度/耐磨高﹐耐磨好低﹐耐磨一般耐蝕性很好好導電性絕緣﹐不導電導電性好耐熱性好不好孔隙率多孔,孔隙率約35%,一般需封閉致密2﹒陽極氧化和化學氧化區別5．表面處理技术的原理5.1電鍍原理﹕電鍍是一个電化学过程﹐也是一种氧化－还原过程﹒在外電流（直流電）作用下，