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金屬表面處理工藝簡(jiǎn)介

利用現(xiàn)代物理、化學(xué)、金屬學(xué)和熱處理等學(xué)科的技術(shù)來改變零件表面

的狀況和性質(zhì)，使之與心部材料作優(yōu)化組合，以達(dá)到預(yù)定性能要求的工藝方

法,稱為表面處理工藝。

表面處理的作用：

提高表面耐蝕性和耐磨性，減緩、消除和修復(fù)材料表面的變化及損傷;

使普通材料獲得具有特殊功能的表面；

節(jié)約能源、降低成本、改善環(huán)境。

金屬表面處理工藝分類

通過物理、化學(xué)等萬法,改變材料在面的形攻、相處

成、微觀結(jié)構(gòu)、域陷狀倉、應(yīng)力狀毒，以獲取需求性

傕的表闿處理EZ.材料我而化學(xué)出成不變.

通過物理方法,使?jié)鷧s材料進(jìn)入M體.影成合金化層.

以獲取W求性能的差面處理工2.

通過化學(xué)方法,使出加M科與心體發(fā)劣化學(xué)反應(yīng),彬

成轉(zhuǎn)化嗅，以獲取S；求性能的&面處理EZ.

通過物理、化學(xué)方法，住添加材料企從體衣面形成短、

涂乂,以狹取需求性能的衣而處理I：藝.整體不整。

深層的形成

總共可以分為4大類:表面改性技術(shù)、表面合金化

技術(shù)、表面轉(zhuǎn)化膜技術(shù)和表面覆膜技術(shù)。

一、表面改性技術(shù)

1、表面淬火

表面淬火是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織

情況下、利用快速加熱將表層奧氏體化后進(jìn)行淬火以

強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。

口

涔火08水注

火焰加熱表面淬火示意圖

甌應(yīng)加熱表面淬火"意圖

表面淬火的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱，常用的熱源有氧乙煥或

氧丙烷等火焰等。

2、激光表面強(qiáng)化

激光表面強(qiáng)化是用聚焦的激光束射向工件表面，在極短時(shí)間內(nèi)將工件

表層極薄的材料加熱到相變溫度或熔點(diǎn)以上的溫度，又在極短時(shí)間內(nèi)冷卻.

使工件表面淬硬強(qiáng)化。

激光表面強(qiáng)化可以分為激光相變強(qiáng)化處理、激光表面合金化處理和激

光熔覆處理等。

激光束+惰性氣體

預(yù)涂層

工件移動(dòng)方向

激光表面強(qiáng)化的熱影響區(qū)小.變形小，操作方便,主

要用于局部強(qiáng)化的零件,如沖裁模、曲軸、凸輪、凸

輪軸、花鍵軸、精密儀器導(dǎo)軌、高速鋼刀具、齒輪及

內(nèi)燃機(jī)缸套等。

3、噴丸

噴丸強(qiáng)化是將大量高速運(yùn)動(dòng)的彈丸噴射到零件表

面上,猶如無數(shù)個(gè)小錘錘擊金屬表面.使零件表層和次

表層發(fā)生一定的塑性變形而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的一種技術(shù)。

“噴丸機(jī)bF檢

作用:

提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐蝕性等;

用于表面消光、去氧化皮；

消除鑄、鍛、焊件的殘余應(yīng)力等。

4、滾壓

滾壓是在常溫下用硬質(zhì)滾柱或滾輪施壓于旋轉(zhuǎn)的工件表面，并沿母線

方向移動(dòng)，使工件表面塑性變形、硬化，以獲得準(zhǔn)確、光潔和強(qiáng)化的表面或

者特定花紋的表面處理工藝。

如港6外所用工具

b＞及區(qū)內(nèi)面及將用LM

應(yīng)用：圓柱面、維面、平面等形狀比較簡(jiǎn)單的零件。

5、拉絲

拉絲是指在外力作用下使金屬強(qiáng)行通過模具，金屬橫截面積被壓縮，并

獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的表面處理方法稱為金屬拉絲工藝。

品名8Kifi瑰金品名：鈦品名：無掰墳及獨(dú)紅古肉(PT)

4BQ:WJH-A02姐曰:WJH-A08城&:WJH-A03

拉絲可以根據(jù)裝飾需要，制成直紋、亂紋、波紋和旋紋等幾種。

6、拋光

拋光是對(duì)零件表面進(jìn)行修飾的一種光整加工方法，一般只能得到光滑

表面，不能提高甚至不能保持原有的加工精度，隨預(yù)加工狀況不同，拋光后

的Ra值可達(dá)1.6飛.008um。

幾伸輪式拋光舉例

工件

一般分為機(jī)械拋光和化學(xué)拋光。

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱

GB/T5617-2005鋼的感應(yīng)淬火或火焰淬火后有效硬化層深度的測(cè)定

GB/T6060.3-2008發(fā)面粗糙度比較樣塊第3部分：電火花、拋（噴）丸、噴砂、

研磨、鋅、拋光加匚表面

GB/T18683-2002鋼鐵件激光衣面淬火

GB/T20016-2005金屬和其它無機(jī)覆蓋層不銹鋼部件平整和鈍化的電拋光法

GB/T23576-2009拋噴丸設(shè)備通用技術(shù)條件

GB/T28902-2012電解拋光用不銹鋼絲

JB/T6954-2007灰鑄鐵接觸電阻加熱淬火質(zhì)后檢驗(yàn)和評(píng)級(jí)

JB/T9205-2008珠光體球墨鑄鐵零件感應(yīng)淬火金相檢驗(yàn)

JB/T10174-2008鋼鐵零件強(qiáng)化噴丸的質(zhì)敏檢驗(yàn)方法

GB/T5617-2005鋼的感應(yīng)淬火或火焰淬火后行效硬化U深度的測(cè)定

JB/T7910-1999拉絲機(jī)

JB/T8354-1996鋼絲丸

JB/T9200-2008鋼鐵件的火焰淬火回火處理

JB/T9204-2008鋼件感應(yīng)淬火金相檢驗(yàn)

JB/T10174-2008鋼鐵零件強(qiáng)化噴丸的質(zhì)量檢驗(yàn)方法

JB/T10802-2007彈簧噴丸強(qiáng)化技術(shù)規(guī)范

JB/T11275-2012鏡面滾壓刀JI

二、表面合金化技術(shù)

化學(xué)表面熱處理

表面合金化技術(shù)的典型工藝就是化學(xué)表面熱處

理。是將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中活

性原子滲入工件表層從而改變工件表層化學(xué)成分和組

織，進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。

原油

扁電動(dòng)機(jī)

庾氣火焙

,爐￡

砂封

電阻絲

耐熱罐

工件

爐體氣體滲微法

與表面淬火相比，化學(xué)表面熱處理不僅改變鋼的

表層組織,還改變其化學(xué)成分。根據(jù)滲入的元素不同.

化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元

素等。化學(xué)熱處理過程包括分解、吸收、擴(kuò)散三個(gè)基

本過程。

化學(xué)表面熱處理最主要的兩種方式就是滲陵和滲氮。

對(duì)

滲碳氮化

比

提鬲工件表面硬度、耐磨性及使勞強(qiáng)度，同時(shí)提灌工件表面硬度、而育性及疲勞強(qiáng)度,提

目的

保持心部良好的韌性.高衡蝕性.

含0.1-0.25%C的低碳鋼.碳高則心部弱性降

用材為含Cr、Mo,ALTi、V的中碳鋼.

低.

常用

氣體滲碳法、固體港碳法、真空滲碳法氣儀氨化法、離子氨化法

方法

溫度900-950-C500~570℃

表面

一般為0.5~2mm不超過0.6~0.7mm

厚度

用于耐者性、精度要求高的事件及耐辣、耐

廣泛用于飛機(jī)汽車和拖拉機(jī)等的機(jī)械零件

用途層及耐蝕件.如儀表的小軸、輕載齒輪后重

如齒輪.軸凸輪柏等.

要如曲軸等.

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱

GB/T9451-2005鋼件薄衣面總硬化層深度或有效硬化層深度的測(cè)定

GB/T18177-2008鋼件的氣體滲氮

GB/T32540-2016精密氣體滲氮熱處理技術(shù)要求

GB11354-2005鋼鐵零件滲氮以深度測(cè)定和金相組織檢驗(yàn)

GB/T22560-2008鋼件的氣體赳碳共滲

JB/T5069-2007鋼鐵零件滲金屬層金相檢驗(yàn)方法

JB/T6956-2007鋼鐵件的離子浮氮

JB/I91/2-1999齒輪涔氮、氮碳共滲工藝及版量拄制

JB/T9173-1999齒輪碳氮共滲工藝及質(zhì)量控制

JB/T4215-2008滲硼

JB/T7709-2007滲硼層顯微組織、硬度及層深檢測(cè)方法

JB/T7710.2007碳氮共滲或薄發(fā)滲碳鋼件品微組織檢測(cè)

JB/T11078-2011鋼件真空滲碳淬火

JB/T11232-2011精密氣體滲氮技術(shù)要求

三、表面轉(zhuǎn)化膜技術(shù)

1、發(fā)黑與磷化

鋼材或鋼件在空氣?水蒸氣或化學(xué)藥物中加熱到

適當(dāng)溫度使其表面形成一層藍(lán)色或黑色氧化膜的工

藝。也成為發(fā)藍(lán)。

磷化：

工件（鋼鐵或鋁、鋅件）浸入磷化液（某些酸式磷酸

鹽為主的溶液），在表面沉積形成一層不溶于水的結(jié)晶

型磷酸鹽轉(zhuǎn)換膜的過程,稱之為磷化。

2、陽極氧化

主要是指鋁及鋁合金的陽極氧化。陽極氧化是將

鋁或鋁合金制件浸沉于酸性電解液中,在外電流作用

下作為陽極，在制件表面上形成與基體牢固結(jié)合的防

蝕氧化膜層。這層氧化膜具有防護(hù)性、裝飾性、絕緣

性、耐磨性等特殊特性。

陽極氧化前要經(jīng)過拋光、除油、清洗等預(yù)處理，其后要進(jìn)行沖洗、著

色和封閉等處理。

應(yīng)用：常用于汽車、飛機(jī)的某些特殊部件的防護(hù)處理以及工藝品和日

用五金制品的裝飾性處理。

標(biāo)布編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱

GB/T6807-2001鋼鐵I：件涂裝前磷化處理技術(shù)條件

GB/T8013.1-2007鋁及鋁合金陽極乳化腴與有機(jī)聚合物股第1部分：陽極銀化膜

GB/T8013.2.2007鋁及鋁合金陽極氧化膜與療機(jī)聚合物膜第2部分：陽極狐化復(fù)合股

CB/T8013.3-2007鋁及鋁合金陽極氧化股與行機(jī)聚合物膜第3部分：仃機(jī)聚介物噴涂腴

GB/T8014.1.2005鋁及鋁合金陽極輒化鈍化膜厚度的測(cè)量方法第1部分：測(cè)埴原則

GB/T8014.2.2005鋁及鋁合金陽極氧化輒化膜厚度的測(cè)量方法第2部分：質(zhì)疑損失法

GB/T8014.3.2005件及鋁合金陽極乳化乳化膜厚度的測(cè)量方法第3部分：分光束顯微鏡法

GB/T8752-1988鋁及鋁合金陽極軌化?薄陽極軌化股連續(xù)性的檢驗(yàn)-硫酸洞試臉

GB/T8753.1-2005鋁及鋁合金陽極氧化軌化膜封孔痂量的評(píng)定方法第1部分：無硝酸預(yù)浸的

磷格酸法

GB/T8753.3-2005鋁及鋁合金陽極氧化M化膠封孔質(zhì)吊的評(píng)定方法第3部分：中納法

GB/T8753.4-2005鋁及鋁合金陽極代化氧化腰封孔質(zhì)寸的濘定方法第4部分，酸處理后的

染色斑點(diǎn)法

GB/T8754-2006鋁及鋁合金陽極銳化陽極輒化腹絕緣性的測(cè)定由穿電傳法

GB/T9791-2003鋅、錨、鋁?鋅合金和鋅-鋁合金的鋁酸鹽轉(zhuǎn)化膜試驗(yàn)方法

GB/T9792-2003金屬材料上的轉(zhuǎn)化腴單位面枳膜質(zhì)能的測(cè)定重設(shè)法

GB/T11376-1997金屬的磷酸鹽轉(zhuǎn)化睚

鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測(cè)方法第1部分用噴磨試驗(yàn)儀測(cè)定陽極氧化膜

GB/T12967.1-2008的平均耐磨性

鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測(cè)方法第2部分用輪式磨損試驗(yàn)儀測(cè)定陽極氧

GB/T12967.3-2008鋁及鋁合金陽極氧化膜檜測(cè)方法第3和分：制加速乙酸鹽零試臉（CASS

試驗(yàn)）

GB/T12967.6-2008鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測(cè)方法第6部分：目視觀察法檢驗(yàn)著色陽極氧

化膜色差和外觀質(zhì)量

GB/T15519-2002化學(xué)轉(zhuǎn)化膜鋼鐵黑色軌化膜規(guī)范和試驗(yàn)方法

GB/T19822-2005倡及鋁介僉硬做陽極X化膜規(guī)范

GB/T20503-2006鋁及鋁合僉陽極乳化陽極制化膜鏡面反射率和鏡面光汴度的測(cè)定20、

45°、60°、85°角度方向

GBA23612.2009鋁合金建筑型材陽極銳化與陽極氧化電泳涂漆工藝技術(shù)規(guī)范

四、表面覆膜技術(shù)

1、熱噴涂

熱噴涂是將金屬或非金屬材料加熱熔化，靠壓縮氣體連續(xù)吹噴到制件

表面上，形成與基體牢固結(jié)合的涂層，從制件表層獲得所需要的物理化學(xué)性

能

嗜泳橋京

第費(fèi)大站

復(fù)-乙兼雙合氣道泳居

圣體

粉末一大彷嚏泳示惠陽

等離子嚏源原、理圖

利用熱噴涂技術(shù)可改善材料的耐磨性、耐蝕性、

耐熱性及絕緣性等。

應(yīng)用:航空航天、原子能、電子等尖端技術(shù)在內(nèi)

的幾乎所有領(lǐng)域。

2、真空鍍

真空鍍，就是在真空條件下、通過蒸憎或?yàn)R射等方

式在金屬表面沉積各種金屬和非金屬薄膜的表面處理

工藝。

通過真空鍍的方式可以得到非常薄的表面鍍層，

同時(shí)具有速度快、附著力好、污染物少等優(yōu)點(diǎn)。

真空濺射鍍?cè)?/p>

按照工藝不同，真空鍍可以分為真空蒸鍍、真空濺射鍍、真空離子

鍍。

3、電鍍

電鍍?cè)韴D

電鍍是一種電化學(xué)和氧化還原的過程。以鍍銀為例：將金屬制件浸在

金屬鹽(NiS04)的溶液中作為陰極，金屬銀板作為陽極，接通直流電源后再

制件上就會(huì)沉積出金屬鍍鍥層。

電鍍方法分為普通電鍍和特種電鍍。

主要用于鋼鐵零件上的防腐蝕用,是產(chǎn)餐最大的鑲種.成本低、抗蝕

彼鋅性好、用貯存，在輕工、機(jī)電、農(nóng)機(jī)和國防等廣泛應(yīng)用.

加短鋼鐵零件上被錨，在海洋和濕熱大氣環(huán)境種，其保護(hù)性能比鍍鋅好,

吸和多用「?航空、航海及電干工業(yè)中的零件防護(hù).

筑短錫的腐拽產(chǎn)物時(shí)人類無害，11易廣釬焊，鍍錫廣泛用尸食品罐頭包裝

設(shè)礪制品、飲具、餐具及電子匚業(yè)中很多需要針焊的零件.

普通電鍍

鍍銅鍍銅常行為其他鍍層的中間層，以提高發(fā)面鑲扇和堰體金屬的結(jié)合力。

械像傲鏢的應(yīng)用嗎很廣，可用于防護(hù)裝飾性和功能性兩方面.肺存主要用

破保「電器、五金、汽車*后者用于-磨摘產(chǎn)品的修復(fù).

刷鍍不用鍍槽,旋轉(zhuǎn)的［件接直流電源的負(fù)極，鍍第接正極,鎮(zhèn)能前

段用脫新棉包住，澆注的鍍液及，'在脫臍棉衣內(nèi)，鍍液中的金屬正離

刷鍍廣在電場(chǎng)力作用卜住I：件我血(陰極)獲得電廠而沉枳『?表酊匕形