金属的表面处理 课件

1、金屬的表面處理,金,屬,表,面,處,理,知,識,金屬表面處理的分類,=,化學處理方法,=,机械處理方法,金,屬,表,面,處,理,知,識,化學處理方法的定義,金屬的化學處理法是通過化,學或電化學手段,使金屬表面形成,穩定的化合物膜層的方法,這種經,過化學處理生成的膜層稱之為化,學轉化膜,金,屬,表,面,處,理,知,識,化學處理方法的分類,電鍍,(,電沉積,),化學鍍,電化學及化學轉化,(,化學處理,),陽极氧化,化學氧化,鉻酸鹽處理,磷酸鹽處理,金,屬,表,面,處,理,知,識,電鍍處理的定義及應用,定義,:,利用電解在制件表面形,成均勻,.,致密,.,結合良好的金屬或合,金沉積層的過程,使其具有

2、防腐耐磨,潤滑等作用,如,:,鍍各色鋅,.,鍍銅等,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,電鍍處理的工藝要求,工件表面不能有明顯的划碰痕跡及無,法清除的銹斑,不銹鋼五金零件的電鍍很容易脫落鍍,層,所以一般不銹鋼材料不要求電鍍,如有工件須鉚不銹鋼的五金零件且需,電鍍時,在工藝安排時必須考慮,如電,鍍后再鉚對工件有影響時,此時有必,要改變五金零件的材質,(,不鏽鋼改為,快削鋼,),金,屬,表,面,處,理,知,識,電鍍處理的工藝要求,壓死邊的工件電鍍后死邊處的電鍍,殘液會滲出來腐蝕工件,工藝上需,預留約,0.3mm,的間隙,電鍍前工件應強調加強加工人員的,防銹意識,(,戴手套,刷防銹油,),因工,件上

3、有手印會導致電鍍后出現花斑,.,水印等不良現象,金,屬,表,面,處,理,知,識,電鍍處理的工藝要求,如工件需組裝,.,一般情況下是先電,鍍再組裝,否則易出現工件變形,.,松,動及電鍍良現象,(,如抽孔鉚合可電,鍍后再鉚合,),彈簧螺釘的鉚合是在電鍍后進行,金,屬,表,面,處,理,知,識,化學鍍的特性,金,屬,表,面,處,理,知,識,(1),不需要通電,將鍍件直接浸入溶液即可,.,(2),可在金屬,半導體和非導體材料上直接進行,.,(3),可在零件表面獲得厚度均勻的鍍層,.,(4),通過自催化特性可得到任意厚度的鍍層,.,(5),膜層空隙少,致密,具有很好的耐蝕性,很高的硬度,和耐磨性,.,鍍液

4、穩定性差,更新快,成本比電鍍高,.,目前最常用的主要有化學鍍,鎳和化學鍍銅,化學鍍鎳和電鍍鎳的比較,金,屬,表,面,處,理,知,識,化學鍍鎳膜層,電鍍鎳層,空隙少,致密,多孔,只有達到一定厚度,(25,微米以上,),才能做到無孔,.,耐蝕必好,12.5,微米厚的耐蝕性優于,25,微米厚的電鍍鎳層,耐蝕性不如化學鍍鎳層,光亮化學鍍鎳層的亮度不如電鍍亮鎳,層的亮度管理,只能得到半光亮鍍層,可得到全光亮的鍍層,鍍層為鎳磷合金層,含磷,10%,以上的鍍,層為非晶態鍍層,.,鍍層為純鎳組成,晶體結構,無論是半光亮還是不光亮鍍層脆性均,較大,光亮鍍層脆性大,延性小,.,半光亮層有,一定的韌性,暗鎳有較好的

5、韌性,.,成本高,在得到相同的鍍層的條件下,大約為電鍍鎳價格的,5,倍,.,成本比化學鍍鎳低,.,鍍前處理,金,屬,表,面,處,理,知,識,鍍前處理,:,為使制件材質暴露出真實,表面和消除內應力及其他特殊,目的所需除去油污,.,氧化物等種,種前置處理,(,如,:,粗化,.,敏化,.,浸,亮,.,化學除油,.,電解除油,.,化學,/,机械拋光,.,刷化,.,超音波清洗等,),鍍后處理,金,屬,表,面,處,理,知,識,鍍后處理,:,為使鍍件增強防護性能,.,裝,飾性及其它特殊目的所進行的,電鍍后置技術處理,(,如,:,鈍化,.,熱,溶,.,封閉,.,除氫,.,退火,.,熱擴散,.,著,色等等,),

6、電化學及化學轉化,化學轉化膜依形成膜時所采用,的介質可分以下三類,:,.,氧化物膜,(,氧化,),.,磷酸鹽膜,(,磷化,),.,鉻酸鹽膜,(,鈍化,),金,屬,表,面,處,理,知,識,鋼鐵的化學氧化,是指在含有氧化劑的溶液,中進行處理,使其表面生成一層,均勻的藍黑到黑色膜層,(,通常為,0.61.5um,主要是由呈現藍黑色,的四氧化三鐵組成,),的過程,也稱,鋼鐵的“發黑”或“發藍”,金,屬,表,面,處,理,知,識,鋼鐵的化學氧化應用,由於其有很好的吸附性,經過,填充處理的發藍膜有較好的耐蝕性,.,如早期的槍炮管大多使用化學氧化,後涂油,烏黑的油高外表,.,發藍膜薄,不影響零件的裝配尺寸,;

7、,對表面光,潔度高或拋光的精密件,發藍後表,面既亮又黑,具有防護和裝飾的雙,重效果,.,因此發藍膜在精密儀器,光,學儀器以及機械制造上廣為應用,.,金,屬,表,面,處,理,知,識,鋁及鋁合金的化學氧化,鋁及鋁合金經過化學氧化,可得到厚度為,0.54um,的氧化,膜,膜層多孔,.,具有良好的吸附,性,可作為有機途層的底層,但,其耐磨性和耐蝕性均不及陽极,氧化膜好,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,鎂合金的化學氧化,鎂合金的化學氧化可在,表面上獲得,0.53um,的氧化膜,.,由于氧化膜薄而軟,使用中易,損傷,所以一般用作有机涂料,的底層,以提高涂料與機體的,結合力和防護性能,金,屬,表,面,處

8、,理,知,識,陽極氧化的定義及分類,陽極氧化是指有適當的電解液,中,以金屬作為陽極,在外加電流作用,下,使其表面生成氧化膜的方法,膜厚,几到几百微米,;,按處理方法分為,:,硫酸陽極化,/,草酸陽極化,/,鉻酸監陽化,/,磷酸陽極化,/,硼酸陽極化,;,按膜硬度可分為,:,普通,陽极化和硬質陽极化,金,屬,表,面,處,理,知,識,鋁及鋁合金陽極氧化膜的性質和用途,氧化膜多孔性,:,膜層的蜂窩狀多孔結,搆對各種有機物,.,樹脂,.,地蠟,.,無幾物,.,燃料,及油漆等表現出良好的吸附能力,可作為,涂鍍層的底層,.,也可將氧化膜染成各種不,同的顏色,提高金屬的裝飾效果,;,氧化膜耐磨性,:,鋁氧化

9、膜具有很高的,硬度,可以提高金屬表面的耐磨性,當膜層,吸附潤滑劑后,能進一步提高其耐磨性,金,屬,表,面,處,理,知,識,鋁及鋁合金陽极氧化膜的性質和用途,氧化膜絕熱性,:,鋁氧化膜是一種良,好的絕熱層,其穩定性可達1500,氧化,膜的導熱率很低,;,氧化膜電結合力,:,陽極氧化膜與機,體金屬的結合力很強,很難用機械方法將,它分開,即使膜層隨集體彎曲直至破裂,膜層與集體金屬仍保持良好的結合,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,鋁及鋁合金陽极氧化膜的性質和用途,氧化膜耐蝕性,:,鋁氧化膜在大氣中很,穩定,因此具有很好的耐蝕性,為提高膜的,耐蝕能力,陽極氧化后的膜層通常再進行,封閉或噴漆處理,;,

10、氧化膜電絕緣性,:,陽極氧化膜具有很,高的絕緣電阻和擊穿電壓,可以用作電解,電容器的電介質層和電器制品的絕緣層,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,陽極氧化與化學氧化的比較,金,屬,表,面,處,理,知,識,化學氧化,陽極氧化,成本低,生產效率高,收效快,可以大,批量連續化生產,.,成本較高,.,工藝穩定,操作方便,設備簡單,溶液,易維護,零件大小和形狀不受限制,.,由於零外加電源,零件大小和形狀,影響電力線和電流和分布,.,對鋼鐵,鋁,銅,銀,鋅,錫,鎘以及它們,的合金均可進行化學氧化,.,此外化,學氧化在某些功能性應用領域也得,到了令人滿意的效果,.,因此,近年來,化學氧化技術得到了很大的發

11、展,.,常用的為鋁及其合金,鎂及鎂合金,鈦及其合金的等材料陽極氧化,.,膜薄,一般厚度為,0.5-4,微米,.,膜厚一般厚度為几十,几百微米,.,質軟,不耐磨,抗蝕性和耐磨性低于,陽极氧化膜,耐蝕性好,硬度高,可得到某些陽極化膜不能具有的功,能性膜層,可得到某些特殊功能性的膜層,如,在多孔膜中沉積磁性合金作記憶,元件,.,如導電性氧化膜層,太陽能吸收板,超高硬質膜等,.,工,藝,特,點,膜,層,特,性,金屬的磷酸鹽皮,膜,(,磷化,),處理,把金屬放入含有錳,.,鐵,.,鋅的磷酸鹽,溶液中進行化學處理,使金屬表面生成一,層難溶與水的磷酸鹽保護膜的方法,叫做,金屬的磷酸鹽處理,簡稱磷化,;,磷化

12、膜層,為微孔結構,與集體結合牢固,具有良好,的吸附性,.,潤滑性,.,耐蝕性,.,不粘附熔融,金屬,(Sn.Al.Zn),性及較高的電絕緣性等,.,磷化膜主要用作涂料的底層,.,金屬冷加工,時的潤滑層,.,金屬表面保護層以及用做電,機硅鋼片的絕緣處理,.,壓鑄模具的防粘處,理等,.,膜厚一般為,520um.,金,屬,表,面,處,理,知,識,磷酸鹽皮,膜的應用及特點,塗裝打底用皮膜,:,致密,.,均勻,.,薄的適,當,結晶粗大會吸入涂料而減少光澤,不,均勻會降低塗裝后的耐蝕性,;,但因很硬很,脆,過厚的皮膜塗裝后遭到彎曲或沖擊等,外力時,有可能脫落,防銹用皮膜,:,致密,.,均勻,.,越厚越好,

13、孔隙率越低越好,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,磷酸鹽皮,膜處理工藝及監控,脫脂,-,水洗,-(,除銹,)-,化成,-,水洗,-,封閉處理或烤漆,;,化成工序的監控參數,:,游離酸度,全酸度,雜質含量,;,脫脂工序的監控參數,:,游離鹼度,全鹼度,金,屬,表,面,處,理,知,識,磷酸鹽皮,膜處理工藝及監控,表面調整,:,由于脫脂溶液中的硅,酸鹽使膜結晶粗糙,膜重增加,不适合,塗裝,同時強鹼溶液如,NaOH,也使鋅鹽,磷化膜粗糙變厚,并且降低磷化膜的,耐蝕性和柔韌性,.,且活化晶核由于生,成氫氧化物或氧化物的薄膜而減少,因此用弱鹼性的磷酸鈦鹽溶液或稀草,酸溶液對鋼鐵表面進行處理,可使大,多數

14、的晶核重新活化和復原,細化晶,粒,增加晶粒數,.,金,屬,表,面,處,理,知,識,磷化過程中產生的缺陷及原因,金,屬,表,面,處,理,知,識,缺陷,狀態,產生原因,金屬表面無磷化膜,表面不變或發黑,油銹去除不干凈,磷化膜上起白霜,磷化膜上覆蓋一層,均勻細致的白色粉末,氧化劑過量,溫度高,磷化膜上有斑點,發花,色澤不均勻,磷痠鹽溶液變成醬油色,前處理除油不良,表面銹和氧化膜未除凈,磷化膜耐腐蝕性差或變黃,表面呈鐵鏽的黃色,表面有殘酸,缺陷,:,磷酸鹽處理對零件本身影響不大,但對普通材質的五金零件具有腐蝕作用,因此必須考慮五金零件的鉚合工藝安排,金屬的鉻酸鹽,(,鈍化,),處理,把金屬或金屬鍍層放

15、入含有某些含,添加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中,通過化學,或電化學的方法使金屬表面生成由三价鉻,和六价鉻組成的鉻酸鹽膜的方法,叫做金,屬的鉻酸鹽處理,簡稱鈍化,;,鉻酸鹽膜與,機體結合牢固,具有良好穩定性,.,耐蝕性,.,對機體有較好的保護作用,;,鉻酸鹽膜的顏,色豐富,從無色透明或乳白色到黃色,.,金黃,色,.,淡綠色,.,綠色,.,橄欖色,.,暗綠色,.,褐色,.,黑,色,應有盡有,;,常用作提高金屬或金屬鍍層,的耐蝕性,金,屬,表,面,處,理,知,識,金屬表面的机械處理方法,金,屬,表,面,處,理,知,識,?,噴砂處理方法,?,拉絲處理方法,?,研磨處理方法,噴砂處理的原理,原理,:,籍著壓縮

16、空气或高速旋轉的,葉輪,將磨料加速噴向機體表面,以沖,擊和研削而去除油污銹及殘留物,使,機體表面清洁,.,粗化,;,普通噴射方式有干式和濕式兩种,;,缺點,:,因噴射而粗化,不便于要求,精度的高級加工,;,不适于小形而多的,被塗物,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,噴砂工藝處理的注意事項,噴砂受高壓氣體沖擊,使工件容,易變形,因此要有堅實的制具作為支,撐體,;,在外力的作用下,(,如折彎成型等,),易使已噴沙工件的沙粒脫落或明顯壓,痕,;,沙粒的型號與規格的种類比較多,應根據客戶的要求進行選擇,;,金,屬,表,面,處,理,知,識,噴砂沙粒的种類及主要成分,激冷鋼砂,: Fe,純氧化鋁,: A

17、l,2,O,3,金鋼砂,:,鐵石英,標准砂,:,石英,金,屬,表,面,處,理,知,識,拉絲處理的原理,原理,:,利用沙紙在一定,的壓力下使工件的表面形,成均勻的紋路,;,此處理需,特定的拉絲機,金,屬,表,面,處,理,知,識,拉絲工藝處理的注意事項,在工程圖面上必須註明砂紙型號,因不同型號的砂紙所形成的紋路不一,樣,砂紙的型號越大,砂粒越細所形成,的紋路也就越淺,反之,紋路也就越深,;,拉絲具有方向性,工程圖面上必須,註明是直紋路還是橫紋路,一般應采用,雙箭頭表示,金,屬,表,面,處,理,知,識,拉絲工藝處理的注意事項,拉絲工件的拉絲面不能有任何凸起,部分和材質硬度不一樣的五金小零件,否則易造成諸多不良,;,拉絲時需充分考慮加工工藝的先后,順序,形狀不規則的需做制具,;,一般情況下拉絲后須