第三章-金屬表面預(yù)處理...ppt

1、1,第三章 金屬表面預(yù)處理,表面預(yù)處理的目的 表面預(yù)處理工藝 表面工程技術(shù)的作業(yè)環(huán)境,2,清除被處理材料表面附著的雜質(zhì)，使處理后的材料本體表面的原子能和處理介質(zhì)（氣相或液相）的原子相接觸，原子直接在材料本體上沉積或向材料內(nèi)部擴(kuò)滲； 有利于提高涂層與基體材料之間的結(jié)合強(qiáng)度。,3.1 表面預(yù)處理的目的,3,3.2.1 機(jī)械清理 去除被處理零件表面的固體雜物。,3.2 表面預(yù)處理工藝,1. 機(jī)械打磨 （1）砂輪：粗磨加工，除毛刺、鑄件的表面、焊縫周圍等。 （2）布輪：精磨拋光，使處理后的零件表面光滑美觀。,磨光機(jī)及不同形狀的磨光輪,包括機(jī)械清理、脫脂處理和浸蝕處理。,4,特點(diǎn)：手工操作，勞動強(qiáng)度大，

2、有粉塵污染。,（3）金屬輪（刷）：用金屬絲摩擦金屬表面，除氧化皮等。,5,特點(diǎn)：清理效率高，適用于大批量的小型零件。,2. 滾光,工件和磨料、化學(xué)溶液一起在滾筒旋轉(zhuǎn)滾動（滾筒轉(zhuǎn)速（3060轉(zhuǎn)/分鐘） ，使工件和磨料之間發(fā)生滾動摩擦，起到清除污垢的目的。,6,磨料的選擇,滾光磨料有浮石、石英砂、花崗石，皮革角、貝殼、鐵屑，鋼砂和陶瓷碎片等 。,7,需要滾光孔壁時(shí)，磨料粒子的直徑應(yīng)小于孔徑。 零件上有螺紋孔時(shí)，磨料粒子的直徑應(yīng)大于螺紋孔徑。 不可選用粉狀或過大尺寸的磨料。,選擇磨料粒子的原則,8,裝載量最少不低于30，最多不高于90。 滾光液的選擇： 堿性水溶液：氫氧化鈉、碳酸納、皂角粉等加少量乳

3、化液； 酸性水溶液：鹽酸、硫酸、皂角粉等加少量的緩蝕劑。,滾筒裝載量,9,硬質(zhì)顆粒高速撞擊工件表面，以除污垢。 噴砂清理的也有粗化零件表面的作用，可提高涂層結(jié)合強(qiáng)度。 噴砂對金屬表面還有強(qiáng)化的作用。,3. 噴砂（丸）,10,噴砂分干噴和濕噴兩種。,特點(diǎn)：效率高，污染小，可清理各種形狀零件，清理質(zhì)量好。,吸入式噴砂機(jī)外形 壓力式噴砂機(jī)外形 吸入式噴砂槍,11,噴砂設(shè)備,12,1.溶劑法 (1) 有機(jī)溶劑：如汽油、苯、四氯化碳等。一般在常溫下脫脂。 特點(diǎn)：脫脂速度快、效果好，但溶劑易揮發(fā)、易燃、有毒性，使用時(shí)應(yīng)注意通風(fēng)。,3.2.2 脫脂處理,去除被處理零件表面的油污。,13,由表面活性劑、緩蝕劑

4、等組成。用超聲波清洗效果更好。 特點(diǎn)：可在常溫下脫脂，加溫脫脂效果更好。使用安全、無污染、價(jià)格低。,(2) 水溶性清洗劑,14,利用堿溶液對皂化性油脂的皂化作用和表面活性物質(zhì)對非皂化性油脂的乳化作用，除去工件表面上的各種油污。,2. 化學(xué)法,15,各種因素的作用（以鋼鐵預(yù)處理為例）： 氫氧化鈉：有很強(qiáng)的皂化能力，但含量過高會形成肥皂難以清除，一般含量 10.2則肥皂發(fā)生水解)。 磷酸三鈉：呈弱堿性，有一定的皂化能力和緩沖pH值的作用，有助于水玻璃從工件表面洗去。 水玻璃：有較強(qiáng)的乳化能力和一定的皂化能力。但殘留在工件表面上的水玻璃較難洗凈，應(yīng)與磷酸三鈉配合使用。,16,乳化劑：分子具有親水基團(tuán)

5、和憎水(親油)基團(tuán)，在除油過程中，其憎水基團(tuán)指向油污而親水基團(tuán)指向溶液，降低油溶液界面張力，油污以極細(xì)小的油珠脫離零件表面進(jìn)入溶液中成乳濁液。 溫度：提高溫度可以提高皂化反應(yīng)速度，加快溶液的循環(huán)，降低油脂的粘度，油溶液界面的表面張力減低，較易濕潤。 機(jī)械作用：抖動零件、攪拌或噴射溶液以及用超聲波振蕩都能加快除油過程。,化學(xué)法脫脂的特點(diǎn)：操作簡單、脫脂能力強(qiáng)、安全可靠。,17,在電化學(xué)法脫脂液中，工件接直流電，利用電解析出的氫氣或氧氣泡使油膜變成小油珠而脫離零件。,3. 電化學(xué)法,特點(diǎn)：脫脂效果好，速度快。陰極脫脂易引起高強(qiáng)鋼氫脆；陽極脫脂易對有色金屬產(chǎn)生腐蝕。,18,19,1.化學(xué)拋光 零件浸

6、在拋光液內(nèi)，通過化學(xué)介質(zhì)對金屬表面凸出部分的溶解降低表面粗糙度，提高零件表面光亮度。 特點(diǎn)：適合處理形狀復(fù)雜的零件，生產(chǎn)效率高。,3.2.3 拋 光,提高被處理零件表面光亮度。,20,21,浸入電解液中的零件接陽極，金屬表面凸出部分電流密度大，溶解速度快，結(jié)果表面的粗糙度減小，光亮度提高。 電解拋光成本高、效率低。但拋光質(zhì)量高。,2. 電解拋光,22,23,1.化學(xué)浸蝕和電化學(xué)浸蝕 酸和氧化膜反應(yīng)生成溶于水的鹽： Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O,3.2.4 浸 蝕,去除被處理零件表面較薄的銹或氧化膜。,酸液中加金屬緩蝕

7、劑可以減小酸對金屬的腐蝕。,24,25,簡化脫脂和浸蝕工序，使脫脂和浸蝕一次完成，僅用在表面油脂和銹蝕都輕微的場合。,3.2.5 脫脂-浸蝕綜合處理,26,機(jī)械清理脫脂水清洗化學(xué)浸蝕水清洗中和水清洗（甩干）立即進(jìn)行表面處理,典型的金屬清洗工藝,27,局部保護(hù)工藝 對零件表面有一些不允許處理的特殊部位，如螺紋、精加工配合面等，進(jìn)行保護(hù)處理。但盡量不要采用保護(hù)措施，因?yàn)?增加工作量； 保護(hù)處容易儲存堿液或酸液，影響到下一工序。,3.2.6 其它表面處理工藝,28,1.噴涂工作環(huán)境的要求 最好是在無人的封閉工作間內(nèi)進(jìn)行； 要有強(qiáng)排風(fēng)裝置，防止粉塵危害； 等離子噴涂應(yīng)有防噪音措施，如戴耳塞。,3.3 表面工程技術(shù)的作業(yè)環(huán)境,不同的表面