机械工程师入职培训(七)表面处理

表面处理表面处理的概念和特点表面处理——又称为表面工程技术，它是使材料或零件表面具有特殊的成分、结构和性能（或功能）的化学、物理方法与工艺。（仅指酸洗、喷砂、喷丸、发兰、涂漆、电镀等）特点主要作用于基材表面，对远离表面的基材内部组织与性能影响不大。采用表面涂（镀）、表面合金化技术取代整体合金化。表面处理兼有表面装饰和防护功能。表面处理表面处理方法分类表面强化处理——是材料表面处理领域中的重要分支。它通过表面改性技术使材料表层发生相变，改变表层化学成分、应力状态等途径改变材料的力学性能，从而达到强化目的。常用的有四种方法：表面的覆盖层强化法——使工程材料表面获得特殊性的覆盖层（如气相沉积层、热喷涂层等）达到提高强度、耐磨、耐蚀等性能目的。表面形变强化——通过喷丸、滚压、挤压等机械方式使产生形变强化层，从而获得较高的疲劳强度。表面热处理强化——通过化学热处理（如渗氮、渗碳、渗硼、表面淬火（如高频感应加热淬火、火焰加热表面淬火、激光淬火）。表面复合处理强化——将两种或两种以上的表面强化工艺复合于同一工件上，在性能上发挥各自优点的处理方法（如渗氮与高频感应加热淬火复合）。表面防腐、保护处理——在材料表面施以覆盖层达到防腐目的。常用的有电镀、涂料涂装等。表面装饰加工——通过对工程材料表面抛光、金属着色、光亮镀层等方法达到表面装饰的目的。表面处理涂装技术的功能装饰作用保护作用标志作用特殊功能涂装技术涂料的概念、组成及种类涂料——或称漆，是一种有机高分子材料为主的混合物，用于保护物体表面，免受外界侵蚀；掩盖表面缺陷（凹凸不平、斑痕等），装饰美化物体。涂料的组成——成膜物质、颜料、溶剂（稀释剂）和助剂。常用涂料清漆类：油基清漆；树脂清漆色漆类：底漆；面漆瓷漆——是清漆与颜料的混合物。涂装技术涂装工艺和涂装方法涂装工艺——其重要性在于是否能得到合乎质量要求的漆膜，这与正确选择涂料品种，制定正确的涂装工艺和施工方法。稀释剂的合理选择，合适的材料表面热处理、正确的涂装工艺参数。涂装方法——漆刷法、喷漆法、电泳涂装法。在涂装前，不同材料制作的零件表面要经表面预处理（如脱脂、除锈、磷化处理等）→涂底漆→腻子→面漆，完成涂装工艺。热喷涂技术热喷涂技术的概念、特点、工艺流程、工艺方法热喷涂技术——是利用热能（如氧-乙炔火焰、电弧、等离子火焰等）将具有特殊功能的涂层材料（如金属、陶瓷、金属陶瓷和工程塑料等）熔化涂敷在工件上形成涂层技术。特点在各种基体上制备各种材质的涂层基材温度低，因此变形小操作灵活涂层厚度范围宽工艺流程基材表面预处理——热喷涂——后处理——机加工要获得优良的热喷涂涂层必须控制四个因素：设备、材料、工艺和人员。称为4M因素。工艺方法火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等。热喷涂技术热喷涂技术的材料、应用及质量评定材料分为金属热喷涂材料、陶瓷热喷涂材料、塑料热喷涂材料、热喷涂用复合材料。应用喷涂耐腐蚀涂层、喷涂耐磨涂层、喷涂耐高温涂层、喷涂功能涂层等。质量评定常用的指标是显微硬度或宏观硬度、结合强度、涂层厚度及界面和涂层显微结构。电镀技术电镀的概念、目的和特点电镀——是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，在直流电的作用下，以被镀基体金属为阴极，以欲镀金属或其他惰性导体为阳极，通过电解作用，在基体上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。目的——改善材料的外观，赋予材料表面的各种物理化学性能，如耐蚀性、装饰性、耐磨性等。特点——具有工艺设备简单、操作方便、加工成本低、操作温度低等特点，是表面工程技术中最常用的方法。电镀技术电镀种类及应用镀锌——镀锌层纯度高，属阳极性镀层。锌层对钢铁基体其保护作用。广泛应用于机械、五金、电子仪表、轻工等。是应用最广泛的镀种之一，约占总电镀量的60%以上。镀铜——镀铜层属阴极性镀层，对基体金属起机械作用保护作用。在电子领域，印刷线路板上通孔镀铜等。镀镍——镀镍层属阴极性保护层，对底金属仅起机械保护作用。广泛应用于机械、五金、家电、轻工等。镀铬——镀铬层属阴极性镀层，仅起机械保护作用。广泛应用于仪器、仪表、家用电器、各种量具等。镀锡——相对于钢铁基体而言，锡是阴极性镀层，镀锡层主要用于制罐工业用薄板的防护层，另一主要用途是在电子和电力工业中。电镀技术影响镀层质量的因素和电镀层质量评价影响镀层质量的因素——镀层质量主要取决于镀层金属自身的性能，但镀液的组成、电镀规范、基体金属的特征及镀前处理等均有重大影响。电镀层质量评价——电镀层质量检查包括镀层外观、镀层厚度、耐蚀性、结合力，还有延展性、显微硬度、脆性、耐磨性、可焊性等。但镀层的外观、厚度、耐蚀性和结合力是所有镀层都必须检查的内容。检查方法和评判遵循国家标准。