金屬表面處理工藝及技術(shù)全解課件

1、12021/3/15金屬表面處理工藝12021/3/15金屬表面處理工藝22021/3/15一、表面熱處理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?；鹧婕訜岣袘?yīng)加熱22021/3/15一、表面熱處理1、表面淬火表面淬火32021/3/15表面淬火目的: 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限; 心部在保持一定的強(qiáng)度、硬度的條件下,具有足夠的塑性和韌性。即表硬里韌。適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。軸的感應(yīng)加熱表面淬火32021/3/15表面淬火目的:軸的感應(yīng)加熱表面淬火42021/3/15表面淬火用材料 0

2、.4-0.5%C的中碳鋼。含碳量過低,則表面硬度、耐磨性下降。含碳量過高,心部韌性下降; 鑄鐵 提高其表面耐磨性。機(jī)床導(dǎo)軌表面淬火齒輪42021/3/15表面淬火用材料機(jī)床導(dǎo)軌表面淬火齒輪52021/3/15預(yù)備熱處理工藝:對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)或正火。前者性能高,用于要求高的重要件,后者用于要求不高的普通件。目的:為表面淬火作組織準(zhǔn)備;獲得最終心部組織。 回火索氏體索氏體52021/3/15預(yù)備熱處理回火索氏體索氏體62021/3/15表面淬火后的回火采用低溫回火,溫度不高于200。回火目的為降低內(nèi)應(yīng)力,保留淬火高硬度、耐磨性。表面淬火+低溫回火后的組織表層組織為M回;心部組織為S回(調(diào)質(zhì))或F+

3、S(正火)。感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)淬火機(jī)床62021/3/15表面淬火后的回火感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)淬72021/3/15感應(yīng)加熱表面淬火示意圖表面淬火常用加熱方法 感應(yīng)加熱: 利用交變電流在工件表面感應(yīng)巨大渦流,使工件表面迅速加熱的方法。72021/3/15感應(yīng)加熱表面淬火示意圖表面淬火常用加熱82021/3/15感應(yīng)加熱分為:高頻感應(yīng)加熱 頻率為250-300KHz,淬硬層深度0.5-2mm傳動(dòng)軸連續(xù)淬火感應(yīng)器感應(yīng)加熱表面淬火齒輪的截面圖82021/3/15感應(yīng)加熱分為:傳動(dòng)軸連續(xù)淬火感應(yīng)器感應(yīng)加92021/3/15中頻感應(yīng)加熱 頻率為2500-8000Hz,淬硬層深度2-10mm。各種感應(yīng)器

4、中頻感應(yīng)加熱表面淬火的機(jī)車凸輪軸92021/3/15中頻感應(yīng)加熱各種感應(yīng)器中頻感應(yīng)加熱表面淬102021/3/15工頻感應(yīng)加熱頻率為50Hz,淬硬層深度10-15 mm各種感應(yīng)器感應(yīng)穿透加熱102021/3/15工頻感應(yīng)加熱各種感應(yīng)器感應(yīng)穿透加熱112021/3/15 火焰加熱: 利用乙炔火焰直接加熱工件表面的方法。成本低,但質(zhì)量不易控制。 激光熱處理: 利用高能量密度的激光對工件表面進(jìn)行加熱的方法。效率高,質(zhì)量好?；鹧婕訜岜砻娲慊鹗疽鈭D激光表面熱處理火焰加熱表面淬火112021/3/15 火焰加熱: 利用乙炔火焰直接加熱工122021/3/15二、化學(xué)表面熱處理化學(xué)熱處理是將工件置于特定介質(zhì)

5、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。122021/3/15二、化學(xué)表面熱處理化學(xué)熱處理是將工132021/3/15與表面淬火相比,化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織,還改變其化學(xué)成分?；瘜W(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。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。 可控氣氛滲碳爐滲碳回火爐132021/3/15與表面淬火相比,化學(xué)熱處理不僅改變鋼的142021/3/15常用的化學(xué)熱處理:滲碳、滲氮（俗稱氮化）、碳氮共滲（俗稱氰化和軟氮化）等。滲硫、滲硼、滲鋁、滲釩、滲鉻等。發(fā)蘭、磷化可以歸為表面處理,

6、不屬于化學(xué)熱處理。化學(xué)熱處理過程包括分解、吸收、擴(kuò)散三個(gè)基本過程。142021/3/15常用的化學(xué)熱處理:152021/3/15化學(xué)熱處理的基本過程 介質(zhì)(滲劑)的分解: 分解的同時(shí)釋放出活性原子。如:滲碳 CH42H2+C 氮化 2NH33H2+2N工件表面的吸收: 活性原子向固溶體溶解或與鋼中某些元素形成化合物。原子向內(nèi)部擴(kuò)散。 氮化擴(kuò)散層152021/3/15化學(xué)熱處理的基本過程 介質(zhì)(滲劑)162021/3/15鋼的滲碳是指向鋼的表面滲入碳原子的過程。滲碳目的提高工件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度,同時(shí)保持心部良好的韌性。滲碳用鋼為含0.1-0.25%C的低碳鋼。碳高則心部韌性降低。 經(jīng)滲

7、碳的機(jī)車從動(dòng)齒輪162021/3/15鋼的滲碳是指向鋼的表面滲入碳原子的172021/3/15氣體滲碳法示意圖滲碳方法 氣體滲碳法將工件放入密封爐內(nèi),在高溫滲碳?xì)夥罩袧B碳。滲劑為氣體 (煤氣、液化氣等)或有機(jī)液體(煤油、甲醇等)。優(yōu)點(diǎn): 質(zhì)量好, 效率高;缺點(diǎn): 滲層成分與深度不易控制172021/3/15氣體滲碳法示意圖滲碳方法182021/3/15 固體滲碳法將工件埋入滲劑中,裝箱密封后在高溫下加熱滲碳。滲劑為木炭。優(yōu)點(diǎn):操作簡單;缺點(diǎn):滲速慢,勞動(dòng)條件差。 真空滲碳法將工件放入真空滲碳爐中,抽真空后通入滲碳?xì)怏w加熱滲碳。優(yōu)點(diǎn): 表面質(zhì)量好, 滲碳速度快。真空滲碳爐182021/3/15

8、固體滲碳法 真空滲碳法真空滲碳爐192021/3/15192021/3/15202021/3/15滲碳溫度:為900-950。滲碳層厚度（由表面到過度層一半處的厚度）: 一般為0.5-2mm。低碳鋼滲碳緩冷后的組織滲碳層表面含碳量:以0.85-1. 05為最好。滲碳緩冷后組織:表層為P+網(wǎng)狀Fe3C; 心部為F+P; 中間為過渡區(qū)。202021/3/15滲碳溫度:為900-950。低碳鋼212021/3/15滲碳后的熱處理淬火+低溫回火, 回火溫度為160-180。淬火方法有: 預(yù)冷淬火法滲碳后預(yù)冷到略高于Ar1溫度直接淬火。滲碳后的熱處理示意圖212021/3/15滲碳后的熱處理滲碳后的熱處

9、理示意圖222021/3/15一次淬火法:即滲碳緩冷后重新加熱淬火。 二次淬火法:即滲碳緩冷后第一次加熱為心部Ac3+30-50,細(xì)化心部;第二次加熱為Ac1+30-50,細(xì)化表層。 滲碳后的熱處理示意圖222021/3/15一次淬火法:即滲碳緩冷后重新加熱淬火232021/3/15常用方法是滲碳緩冷后,重新加熱到Ac1+30-50淬火+低溫回火。此時(shí)組織為:表層:M回+顆粒狀碳化物+A(少量)心部:M回+F（淬透時(shí)）滲碳淬火后的表層組織M+F232021/3/15常用方法是滲碳緩冷后,重新加熱到Ac1242021/3/15鋼的氮化 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。氮化用鋼井式氣體氮化爐為

10、含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳鋼。常用鋼號(hào)為38CrMoAl。氮化溫度為500-570氮化層厚度不超過0.6-0.7mm。242021/3/15鋼的氮化 氮化是指向鋼的表面滲入氮原252021/3/15常用氮化方法氣體氮化法與離子氮化法。氣體氮化法與氣體滲碳法類似,滲劑為氨。離子氮化法是在電場作用下,使電離的氮離子高速?zèng)_擊作為陰極的工件。與氣體氮化相比,氮化時(shí)間短,氮化層脆性小。離子氮化爐252021/3/15常用氮化方法離子氮化爐262021/3/15氮化的特點(diǎn)及應(yīng)用氮化件表面硬度高（6972HRC）,耐磨性高。疲勞強(qiáng)度高。由于表面存在壓應(yīng)力。氮化層組織38CrMoAl氮化層硬度2620

11、21/3/15氮化的特點(diǎn)及應(yīng)用氮化層組織38CrM272021/3/15工件變形小。原因是氮化溫度低,氮化后不需進(jìn)行熱處理。 耐蝕性好。因?yàn)楸韺有纬傻牡锘瘜W(xué)穩(wěn)定性高。氮化的缺點(diǎn):工藝復(fù)雜,成本高,氮化層薄。用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。 縫紉機(jī)用氮化件經(jīng)氮化的機(jī)車曲軸272021/3/15工件變形小。原因是氮化溫度低,氮化后282021/3/15滲氮與滲碳相比:滲氮層硬度和耐磨性高于滲碳層,硬度可達(dá)6972HRC,且在600650高溫下仍能保持較高硬度;滲氮層具有很高的抗疲勞性和耐蝕性;滲氮后不需再進(jìn)行熱處理,可避免熱處理帶來的變形

12、和其他缺陷;滲氮溫度較低。只適用于中碳合金鋼,需要較長的工藝時(shí)間才能達(dá)到要求的滲氮層。282021/3/15滲氮與滲碳相比:292021/3/15三、表面形變強(qiáng)化表面形變強(qiáng)化指使鋼件在常溫下發(fā)生塑性變形,以提高其表面硬度并產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力分布的表面強(qiáng)化工藝。工藝簡單,成本低廉,是提高鋼件抗疲勞能力,延長其使用壽命的重要工藝措施。292021/3/15三、表面形變強(qiáng)化表面形變強(qiáng)化指使鋼件302021/3/151、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)。應(yīng)用:形狀較復(fù)雜的零件在磨削、電鍍等工序后進(jìn)

13、行302021/3/151、噴丸噴丸強(qiáng)化是將大量高速運(yùn)動(dòng)的彈312021/3/152、滾壓處理利用自由旋轉(zhuǎn)的淬火鋼滾子對鋼件的已加工表面進(jìn)行滾壓,使之產(chǎn)生塑性變形,壓平鋼件表面的粗糙凸峰,形成有利的殘余壓應(yīng)力,從而提高工件的耐磨性和抗疲勞能力。應(yīng)用:圓柱面、錐面、平面等形狀比較簡單的零件312021/3/152、滾壓處理利用自由旋轉(zhuǎn)的淬火鋼滾子322021/3/15四、表面覆層強(qiáng)化表面覆層強(qiáng)化是通過物理或化學(xué)的方法在金屬表面涂覆一層或多層其他金屬或非金屬的表面強(qiáng)化工藝。目的:提高鋼件的耐磨性、耐蝕性、耐熱性或進(jìn)行表面裝飾。322021/3/15四、表面覆層強(qiáng)化表面覆層強(qiáng)化是通過物332021/

14、3/151、金屬噴涂技術(shù) 將金屬粉末加熱至熔化或半熔化狀態(tài),用高壓氣流使其霧化并噴射于工件表面形成涂層的工藝稱為熱噴涂。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。廣泛用于包括航空航天、原子能、電子等尖端技術(shù)在內(nèi)的幾乎所有領(lǐng)域。等離子熱噴涂332021/3/151、金屬噴涂技術(shù) 將金屬粉末加熱至熔化342021/3/152、金屬鍍層 在基體材料的表面覆上一層或多層金屬鍍層,可以顯著改善其耐磨性、耐蝕性和耐熱性,或獲得其他特殊性能。電鍍:工件作為陰極化學(xué)鍍:不外加電源的條件下,利用化學(xué)還原的方法在基體材料表面催化膜上沉積一層金屬的表面強(qiáng)化方法。特點(diǎn):形狀工件復(fù)雜上也能得到均勻厚度

15、鍍層;鍍層晶粒細(xì)小致密,孔隙與裂紋少;可以在非金屬材料表面沉積金屬層。復(fù)合鍍:電鍍或化學(xué)鍍的溶液中加入適量金屬或非金屬微粒,借助于強(qiáng)烈的攪拌,與基質(zhì)金屬一起均勻沉積而獲得特殊性能鍍層的表面強(qiáng)化方法。應(yīng)用:對材料有特殊要求。原子能工業(yè)和航天航空工業(yè)342021/3/152、金屬鍍層 在基體材料的表面覆上一層352021/3/153、金屬碳化物覆層氣相沉積法 氣相沉積技術(shù)是指將含有沉積元素的氣相物質(zhì),通過物理或化學(xué)的方法沉積在材料表面形成薄膜的一種新型鍍膜技術(shù)。根據(jù)沉積過程的原理不同,氣相沉積技術(shù)可分為物理氣相沉積(PVD) 和化學(xué)氣相沉積(CVD)兩大類。物理氣相沉積TiAl靶352021/3/

16、153、金屬碳化物覆層氣相沉積法 氣相沉362021/3/15物理氣相沉積（PVD）物理氣相沉積是指在真空條件下,用物理的方法, 使材料汽化成原子、分子或電離成離子,并通過氣相過程,在材料表面沉積一層薄膜的技術(shù)。物理沉積技術(shù)主要包括真空蒸鍍、濺射鍍、離子鍍?nèi)N基本方法。磁控濺射鍍膜設(shè)備362021/3/15物理氣相沉積（PVD） 使材料372021/3/15真空蒸鍍是蒸發(fā)成膜材料使其汽化或升華沉積到工件表面形成薄膜的方法。真空蒸鍍TiN活塞環(huán)真空蒸鍍Al膜的塑料制品372021/3/15真空蒸鍍是蒸發(fā)成膜材料使其汽化或升華沉382021/3/15濺射鍍是在真空下通過輝光放電來電離氬氣,氬離子在

17、電場作用下加速轟擊陰極,濺射下來的粒子沉積到工件表面成膜的方法。濺射鍍示意圖磁控濺射鍍膜機(jī)磁控濺射鍍Al的塑料制品382021/3/15濺射鍍是在真空下通過輝光放電來電離氬氣392021/3/15離子鍍是在真空下利用氣體放電技術(shù),將蒸發(fā)的原子部分電離成離子,與同時(shí)產(chǎn)生的大量高能中性粒子一起沉積到工件表面成膜的方法。多弧離子鍍膜機(jī)392021/3/15離子鍍是在真空下利用氣體放電技術(shù),將蒸402021/3/15物理氣相沉積具有適用的基體材料和膜層材料廣泛;工藝簡單、省材料、無污染;獲得的膜層膜基附著力強(qiáng)、膜層厚度均勻、致密、針孔少等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于機(jī)械、航空航天、電子、光學(xué)和輕工業(yè)等領(lǐng)域制備耐磨、

18、耐蝕、耐熱、導(dǎo)電、絕緣、光學(xué)、磁性、壓電、滑潤、超導(dǎo)等薄膜。 離子鍍產(chǎn)品402021/3/15物理氣相沉積具有適用的基體材料和膜層材412021/3/15化學(xué)氣相沉積(CVD)化學(xué)氣相沉積是指在一定溫度下,混合氣體與基體CVD設(shè)備表面相互作用而在基體表面形成金屬或化合物薄膜的方法。例如,氣態(tài)的TiCl4與N2和H2在受熱鋼的表面反應(yīng)生成TiN,并沉積在鋼的表面形成耐磨抗蝕的沉積層。412021/3/15化學(xué)氣相沉積(CVD)CVD設(shè)備表面422021/3/15由于化學(xué)氣相沉積膜層具有良好的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及電學(xué)、光學(xué)等特殊性能,已被廣泛用于機(jī)械制造、航空航天、交通運(yùn)輸、煤化工等工業(yè)領(lǐng)域。

19、經(jīng)CVD處理的模具經(jīng)CVD處理的活塞環(huán)422021/3/15由于化學(xué)氣相沉積膜層具有良好的耐磨性、432021/3/15 表面處理技術(shù)432021/3/15 表面處理技術(shù)442021/3/15 表面修復(fù)處理一、表面處理概述1表面處理概念 利用現(xiàn)代物理化學(xué)、金屬學(xué)和熱處理等學(xué)科的邊緣性新 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。2表面處理技術(shù)的分類 表面強(qiáng)化處理 表面潔化處理 表面裝飾處理 表面防蝕處理442021/3/15 表面修復(fù)處理一、表面處理概述1452021/3/153常用表面處理方法 噴漆與噴塑等 熱噴涂、噴丸、表面滾壓

20、 表面脹光、離子鍍 激光表面強(qiáng)化、拋光 普通電鍍、特種電鍍 鋼鐵發(fā)藍(lán)、鋼鐵磷化 鋁陽極氧化及著色處理452021/3/153常用表面處理方法 噴漆與噴塑等462021/3/15二、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。1熱噴涂原理462021/3/15二、熱噴涂 熱噴涂是將金472021/3/15說明: 噴涂的涂層厚度為幾十微米至數(shù)毫米。 噴涂熱源可用燃?xì)饣鹧?、電弧、等離子弧或激光束等。 噴涂材料可為金屬、合金、金屬氧化物和碳化物、陶 瓷和塑料等,材料形態(tài)可為線材、棒料或粉末。 噴涂的基體可為金

21、屬、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木 材、布、紙等固體材料。472021/3/15說明: 噴涂的涂層厚度為幾十微米至數(shù)482021/3/152熱噴涂的特點(diǎn) 生產(chǎn)效率高。每小時(shí)噴涂材料重量從幾千克到幾十千克,沉 積效率很高。 工藝靈活,適用范圍廣。熱噴涂施工對象可大可小,小的可 到10mm內(nèi)孔(線爆噴涂),大的可到橋梁、鐵塔(火焰線材噴 涂或電孤噴涂),可在室內(nèi)噴涂,也可在野外現(xiàn)場作業(yè);可 整體噴涂,也可以局部噴涂。 基體及噴涂材料廣泛?？赏ㄟ^噴涂不同材料,使工件表面獲 得所需的各種物理化學(xué)性能。 工件應(yīng)力變形小?；w可保持較低的溫度,工件產(chǎn)生的應(yīng)力 變形很小。482021/3/152熱噴涂的特點(diǎn) 生

22、產(chǎn)效率高。每小時(shí)492021/3/153熱噴涂的應(yīng)用 特殊功能層:通過噴涂獲得表層某些特殊 性能,如耐高溫、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、 防幅射等,在航空航天和原子能等部門 應(yīng)用較多。 防腐蝕:主要用于大型水閘鋼閘門、造紙 機(jī)烘缸、煤礦井下鋼結(jié)構(gòu)、高壓輸電鐵 塔、電視臺(tái)天線、大型鋼橋梁、化工廠 大罐和管道的防腐噴涂。 防磨損:通過噴涂修復(fù)已磨損的零件,或 在零件易磨損部位預(yù)先噴涂上耐磨材料, 如風(fēng)機(jī)主軸、高爐風(fēng)口、汽車曲軸、機(jī) 床主軸、機(jī)床導(dǎo)軌、柴油機(jī)缸套、油田 鉆桿、農(nóng)用機(jī)械刀片等。492021/3/153熱噴涂的應(yīng)用 防腐蝕:主要用于大502021/3/15三、噴丸 噴丸處理是利用高速噴射出的砂丸和

23、鐵丸,對工件表 面進(jìn)行撞擊,以提高零件的部分力學(xué)性能和改變表面狀 態(tài)的工藝方法。說明:502021/3/15三、噴丸 噴丸處理是利用高速512021/3/15 噴丸用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐 蝕性等,還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、 焊件的殘余應(yīng)力等。 噴丸的方法通常有手工操作和機(jī)械操作兩種。 噴丸通常是直徑為0.52mm的沙?；蜩F丸。沙粒的材 料多為Al2O3或SiO2。表面處理的效果與丸粒的大小、 噴射速度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。512021/3/15 噴丸用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性522021/3/15四、表面滾壓和脹光 滾壓外圓及 所用工具 1表面滾壓 滾壓內(nèi)圓及所

24、用工具522021/3/15四、表面滾壓和脹光 滾壓外圓及 532021/3/15 滾壓可在臥式車床上進(jìn)行,可滾壓金屬零件上的外圓、內(nèi)圓和平面等。說明: 表面滾壓是在常溫上用硬質(zhì)滾柱或滾輪施壓于施轉(zhuǎn)的工件 表面上,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。 滾壓余量通常為表面微觀不平度的平均高度(0.010.02mm)。 滾壓后,尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT7IT6,Ra值可達(dá)0.80.1m m, 表層硬度可提高510%,硬化層深度可達(dá)0.22mm,疲勞 強(qiáng)度可提高1030%。532021/3/15 滾壓可在臥式車床上進(jìn)行,可542021/3/152表面脹光(擠光或擠壓

25、) 脹光一般在壓力機(jī)或拉床上進(jìn)行,用于 2 45孔壁較 厚的金屬零件。說明: 表面脹光是在常溫下將直徑稍大于孔徑的鋼球或其他形 狀的脹光工具擠過工件已加工的內(nèi)孔,以獲得準(zhǔn)確,光潔 和強(qiáng)化的表面。 脹光余量一般為0.070.015mm。脹光后尺寸公差等級(jí)可 達(dá)IT7IT5,Ra值可達(dá)0.80.025 m 。542021/3/152表面脹光(擠光或擠壓) 脹光一般552021/3/15五、離子鍍 離子鍍已廣泛用于機(jī)械、電子、 航空、航天、輕工、光學(xué)和建筑 等部門,用以制備耐磨、耐蝕、 耐熱、超硬、導(dǎo)電、磁性和光電 轉(zhuǎn)換等鍍層。說明: 離子鍍是將鍍層材料氣化并電離 成離子,通過擴(kuò)散和電場作用, 沉積

26、于制件表面,形成與基體牢 固結(jié)合的滿足所需性能的鍍覆層。 離子鍍的種類很多。其繞射性均 很好,能鍍覆制件上各個(gè)方向的 表面,可在金屬或非金屬表面上 鍍覆金屬或合金,鍍層厚度一般 為23mm。552021/3/15五、離子鍍 離子鍍已廣泛用于562021/3/15六、激光表面強(qiáng)化 激光表面強(qiáng)化可分為激光相變強(qiáng)化處理、激光表面合金化 處理和激光熔覆處理等。說明: 激光表面強(qiáng)化是用聚焦的激光束射向鋼件表面,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。562021/3/15六、激光表面強(qiáng)化 激光表面強(qiáng)化可分為572021/3/15 激光表

27、面強(qiáng)化的熱影響區(qū)小,變形小,工件表面清潔, 操作方便。 激光表面強(qiáng)化主要用于局部強(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。 激光表面強(qiáng)化的設(shè)備昂貴,硬化層深度較淺,一般為0.3 0.5mm。572021/3/15 激光表面強(qiáng)化的熱影響區(qū)小,變形小,582021/3/15七、拋光 拋光是對零件表面進(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)1.60.008 m 。拋光的分類:582021/3/15七、拋光 拋光是對零件表592021/3/151機(jī)械拋光 用高速旋

28、轉(zhuǎn)的柔性拋光輪和極細(xì)的磨料對工件表面進(jìn)行滾壓和微量切削實(shí)現(xiàn)拋光。拋光輪用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成,用于較大零件的拋光。1) 輪式拋光592021/3/151機(jī)械拋光 用高速旋轉(zhuǎn)602021/3/152) 滾筒拋光和振動(dòng)拋光 將工件、磨料和拋光液裝入滾筒或振動(dòng)箱內(nèi),滾筒緩慢滾動(dòng)或振動(dòng)箱振動(dòng),使工件與工件,工件與磨料相互摩擦,加上拋光液的化學(xué)作用,除去工件表面的油污、銹層,磨去凸峰,從而獲得光滑的表面。用于細(xì)小而量大零件的拋光,后者比前者生產(chǎn)率高,拋光效果更好。 將金屬零件浸入特制 的化學(xué)溶液中,利用金屬 表面凸起部位比凹洼部位 溶解速度快的現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)零 件表面的拋光。 電化學(xué)拋光與化學(xué)拋光類似

29、,不同點(diǎn)是還要通以直流電, 工件接陽報(bào),產(chǎn)生陽極溶解,也是利用金屬表面凸起部位比凹 洼部位溶解速度快的現(xiàn)象進(jìn)行拋光的。2化學(xué)拋光3電化學(xué)拋光602021/3/152) 滾筒拋光和振動(dòng)拋光 612021/3/15八、電鍍 電鍍是一種電化學(xué)和氧化還原過程。以鍍鎳為例;將金屬制件浸在金屬鹽(NiSO4)的溶液中作為陰極,金屬鎳板作為陽極,接通直流電源后在制件上就會(huì)沉積出金屬鍍鎳層。 在陽極上的反應(yīng)為: Ni 2eNi2+(陰極溶解) 4OH4e2H2O+O2 2Ni3ONi2O3 2Cl-2eCl2 電鍍有槽鍍(普通電鍍)和 特種電鍍等。1電鍍原理 在陰極上的反應(yīng)為: Ni 2+ +2eNi(形成鍍

30、層) 2H+ +2eH2612021/3/15八、電鍍 電鍍是622021/3/152槽鍍 鋼鐵零件上鍍鋅主要作用是防腐蝕,用量占全部電鍍零件的1/3至1/2,是所有電鍍品種中產(chǎn)量最大的一個(gè)鍍種。鍍鋅具有成本低、抗蝕性好、美觀和耐貯存等優(yōu)點(diǎn),在輕工、機(jī)電、農(nóng)機(jī)和國防等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 鋼鐵零件上鍍鎘,在海洋和濕熱大氣環(huán)境中,其保護(hù)性能 比鋅好,航空、航海及電子工業(yè)中的零件大多采用鍍鎘。但鎘 鹽有毒,且對環(huán)境污染嚴(yán)重,使鍍鎘的應(yīng)用受到限制。 錫的腐蝕產(chǎn)物對人類無害,且 易于釬焊,鍍錫廣泛用于食品罐頭 包裝制品、飲具、餐具及電子工 業(yè)中很多需要釬焊的零件。1) 鍍鋅2) 鍍鎘3) 鍍錫6220

31、21/3/152槽鍍 鋼鐵零件上632021/3/154) 鍍銅 鉻在大氣中能長久保持光澤,在堿液、硝酸、硫酸及許 多有機(jī)酸中不發(fā)生反應(yīng),鍍鉻層有很高的硬度和優(yōu)良的耐磨 性及較低的摩擦系數(shù),故鍍鉻常用于防護(hù)裝飾性鍍層,防止 基體金屬生銹和美化外觀,也常用于提高制品的耐磨性或修 復(fù)磨損。 鍍銅常作為其他鍍層的中間層,以提高表面鍍層和基體 金屬的結(jié)合力。在電力工業(yè)中,也可用鐵絲鍍厚銅來代替純 銅導(dǎo)線,以減少銅的耗用量。 鍍鎳的應(yīng)用面很廣,可用于防護(hù)裝飾性和功能性兩方面。 前者主要用于自行車、鐘表、家用電器、五金產(chǎn)品、汽車、照 相機(jī)等零件的防護(hù)裝飾性鍍層;后者主要用于易磨損產(chǎn)品的 修復(fù)電鍍。5) 鍍

32、鎳6) 鍍鉻632021/3/154) 鍍銅 鉻在642021/3/153特種電鍍 刷鍍不用鍍槽,旋轉(zhuǎn)的工件接直流電源的負(fù)極,鍍筆接正極,鍍筆前端用脫脂棉包住,澆注的鍍液浸貯在脫脂棉套內(nèi),鍍液中的金屬正離子在電場力作用下在工件表面(陰極)獲得電子而沉積于表面上,形成電鍍層。 刷鍍主要用于大型零件的局部電鍍或 大中型零件的局部修復(fù)。1) 刷鍍說明: 鍍層厚度可達(dá)0.010.5mm,鍍層質(zhì) 量好,結(jié)合強(qiáng)度高,速度比槽鍍快。 刷鍍設(shè)備簡單,操作靈活,可進(jìn)行局 部電鍍和野外作業(yè)。 對于大批量中小型零件或大面積鍍覆 的工件進(jìn)行裝飾性或尺寸電鍍時(shí),刷 鍍不如槽鍍。642021/3/153特種電鍍 刷鍍不用

33、652021/3/152) 非金屬電鍍 非金屬電鍍制品主要用于汽車、飛機(jī)某些裝飾性零部件以 及印刷線路板、電子儀器屏蔽和碳纖維等。說明: 非金屬電鍍是指對塑料、玻璃、陶瓷、纖維等非金屬制品 電鍍。 非金屬電鍍的關(guān)鍵工藝是表面金屬化,使非金屬基體上生 成導(dǎo)電層以便進(jìn)行導(dǎo)電。表面金屬化的方法有化學(xué)鍍法、 噴涂法、燒滲銀法和涂刷法等。 塑料電鍍是非金屬電鍍中應(yīng)用最廣泛的一種。通過電鍍可 提高塑料制品的強(qiáng)度,防止老化,使其具有導(dǎo)電性、電磁 性、焊接性和裝飾性的外觀。652021/3/152) 非金屬電鍍說明: 非金屬電鍍是662021/3/15九、鋼鐵發(fā)藍(lán)與磷化 發(fā)藍(lán)后呈藍(lán)黑色和深黑色,可提高零件的耐

34、蝕性、潤滑性, 可改善外觀。1鋼鐵發(fā)藍(lán)說明: 發(fā)藍(lán)是對鋼鐵零件進(jìn)行的一種氧化處理,使其表面生成一 層極薄的Fe304氧化膜。 常用堿性化學(xué)溶液氧化法:用氫氧化鈉和亞硝酸納的水溶液,在135145溫度下處理6090min,再在肥皂液中 浸泡35min,最后水洗、干燥及浸油。662021/3/15九、鋼鐵發(fā)藍(lán)與磷化 發(fā)藍(lán)后呈藍(lán)672021/3/152鋼鐵磷化 磷化后呈灰色或灰黑色,其耐蝕性比發(fā)藍(lán)好,但外觀不如發(fā) 藍(lán)。磷化主要用于鋼鐵制件(如槍炮)耐蝕防護(hù)和噴漆前理,以增加漆膜與鋼鐵工件的附著力及防護(hù)性。說明: 磷化是鋼鐵零件在磷化液中處理,在表面沉積形成一層不 溶于水結(jié)晶型磷酸鹽膜。 常用磷化液由磷酸二氫鋅或磷酸二氫鐵、磷酸二氫錳組成 的酸性稀水溶液。在9098溫度下處理820min。672021/3/152鋼鐵磷化 磷化后呈灰色或灰黑色,682021/3/15十、鋁陽極氧化與著色處理 陽極氧化和著色處理常用于汽車、飛機(jī)的某些裝飾性零件 及工藝品和日用五金制品作裝飾性處理。說明: 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。 陽極氧化前要經(jīng)拋光、除油、清洗等預(yù)處理,其后要進(jìn)行