表面涂层技术在材料性能强化中探析

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1、表面涂层技术在材料性能强化中探析摘要：表面涂层与基材金属的结合强度是反映两者之间结合牢固程度的重要指标。在实际生产中常以表面涂层受到各种机械力的作用和基材金属发生变形时是否能从基材金属上分离剥落来判断镀层结合强度的好坏。而表面涂层的结合强度大小与表面涂层的结合机理密切相关。本文主要探讨表面涂层技术在材料性能强化中的应用。关键词：表面涂层技术材料性能强化中图分类号:TG17文献标识码：A文章编号:1007-0745(2013)06-0143-01在金属表面形成保护性覆盖层，可使金属制品与周围介质隔

2、离开来，或者利用覆盖层对基体金属的电化学保护或缓蚀作用，达到防止金属腐蚀的目的。1金属覆盖层金属覆盖层保护是在金属表面覆盖上一层或多层耐蚀性较强的金属或合金涂层(或镀层)，尽量避免金属和介质直接接触，以防止腐蚀的方法，是金属材料的主要防护技术。这种保护方法主要用来防止大气腐蚀和满足某些功能性金属涂层的需要。由于它们的作用较大，因此在防护技术中得到广泛的应用。在国防工业、机械制造、仪器、电子工业制表面涂层技术在材料性能强化中探析摘要：表面涂层与基材金属的结合强度是反映两者之间结合牢固程度的重要指标

3、。在实际生产中常以表面涂层受到各种机械力的作用和基材金属发生变形时是否能从基材金属上分离剥落来判断镀层结合强度的好坏。而表面涂层的结合强度大小与表面涂层的结合机理密切相关。本文主要探讨表面涂层技术在材料性能强化中的应用。关键词：表面涂层技术材料性能强化中图分类号:TG17文献标识码：A文章编号:1007-0745(2013)06-0143-01在金属表面形成保护性覆盖层，可使金属制品与周围介质隔离开来，或者利用覆盖层对基体金属的电化学保护或缓蚀作用，达到防止金属腐蚀的目的。1金属覆盖层金属覆盖层

4、保护是在金属表面覆盖上一层或多层耐蚀性较强的金属或合金涂层(或镀层)，尽量避免金属和介质直接接触，以防止腐蚀的方法，是金属材料的主要防护技术。这种保护方法主要用来防止大气腐蚀和满足某些功能性金属涂层的需要。由于它们的作用较大，因此在防护技术中得到广泛的应用。在国防工业、机械制造、仪器、电子工业制造以及航空、船舶、汽车制造等工业中用得最多。金属覆盖层的分类方法很多。按照使用目的不同可将覆盖层分为防护性覆盖层、装饰性覆盖层和功能性覆盖层三大类；按照覆盖层金属与基体金属在腐蚀电池中的电化学性质金属覆盖

5、层又可分为阳极覆盖层和阴极覆盖层。如果覆盖层金属在介质中的电位比基体金属电位更负，则前者为阳极，后者为阴极,故称为阳极性覆盖层（电镀中称为阳极性镀层），如钢上镀Zn、Cd等。阳极性覆盖层的优点是，当镀层有微孔时，由于电化学保护作用，仍然使基体金属得到保护，不影响它的防蚀作用。阳极性覆盖层常用于保护在大气、淡水和海水中工作的金属设备。如果覆盖层金属的电位比基体金属的电位更正，则称为阴极性覆盖层（电镀中称为阴极性镀层），如钢上镀Sn、Pb、Ni、Cr等都属于阴极性镀层。该镀层若有孔隙，则形成小阳极大

6、阴极的腐蚀电池，加速孔隙处铁基体的腐蚀，危害性更大。因此，镀层制造要求比较严格，只有在完整无孔的情况下才起保护作用。改进工艺、增加镀层厚度或者采用封孔处理等方法均可避免或降低孔隙率。值得注意的是，阳极性镀层在一定条件下会转变为阴极性镀层，应视覆盖层所处的介质和条件而定。例如，当溶液的温度升高到70〜80工时，锌镀层将由阳极性镀层转变为阴极性镀层。这种转变是由于金属镀层表面形成了化合物薄膜，使镀层的电位升高的缘故。2材料表面涂层的强化机理刷镀表面涂层有着比普通金属材料和槽镀表面涂层更高的硬度租耐磨

7、性，通过X射线分析仪和透射电镜对几种镰表面涂层组织结构的分析研究认为，镰表面涂层的强化机制是超细晶强化、高密度位错强化和固溶强化。用透射电镜对表面涂层观察，可估算出表面涂层的晶粒尺寸约为0.01—0.07um左右，超细晶粒的获得与刷镀工艺特点密切相关。刷镀时。局部允许使用比槽镀大几倍到几十倍的电流密度，提高了阴极极化作用，这种大电流密度使过电位和双电层的电场强度很高，离子在屯场中被加速打上去，形成大量的细晶核。刷镀工艺中的相对运动也是形成超细晶粒表面涂层出主要原因之一，因相对运动使表面涂层金属在

8、由形核到长大的完整历程中被人为地打断。由于相对运动会影响被镀表面上电流密度的作用时间；时间的断续会造成被镀表面晶粒尚未来得及长大就暂停了，而只有等下一次镀笔重新运动到该表面时，该表面上才能又重新形核和生长，从而使表面涂层晶粒细化。另外，镀液是有机络合物的水溶液，金属离子含量高，而且大多是以络合离子的形式存在，络合剂与金属离子形成的络合离子不仅能提高阴极极化作用，而且多数络合剂还是很强的表面活性物质，这也是获得超细晶粒的原因。超细晶粒的存在，使单位体积内的晶粒增多，晶界增长，变形抗力增大，从而使表