表面处理技术论文.doc

机电工程学院
表面处理技术论文
题目:金属表面处理的类型及发展方向
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2012年 11月13日
目录
前言
正文
金属表面处理方法
金属表面处理种类
金属表面技术未来发展方向
结束语
参考文献
前言:近年来,金属表面处理技术获得了迅速发展,已广泛应用于众多领域。在表面处理技术及工程中,前处理占有极为重要的地位,他不仅作为表面处理前的一种"预处理工序"不可或缺,而且与后续表面处理的成败密切相关。
除油、除锈、磷化、防锈等基体前处理是为金属涂层技术、金属防护技术做准备的,基体前处理质量对此后涂层制备和金属的使用有很大的影响。例如,对有磷化和无磷化处理的同一涂层进行盐雾试验,其结果是防腐蚀能力相差大约一倍。可见除油、除锈、防锈、磷化等前处理对涂层的防锈能力和金属的防护能力起着至关重要的作用。
基体前处理的目的:一是增加涂层与基体的结合强度既加大附着力,二是增加涂层的功能如防腐蚀、防磨损及润滑等特殊功能。
随着金属加工业、铁路制造业、汽车行业的飞速发展,对生产各种金属制品及铁路、汽车零部件产品的质量有了更高要求,通过长期的实践证明,一些简单、简易的前处理方式,已经不能满足金属加工及涂装的基本要求。只有采用标准的前处理生产工艺,才能使钢铁表面形成一层标准的磷酸盐膜和防护膜,以满足金属加工和涂装处理的质量要求。因此,选用低成本、低能耗、高品质的金属前处理产品,是企业保证涂装质量和防护质量稳定与否的重要因素。
正文:表面处理即是通过一定的方法在工件表面形成覆盖层的过程,其目的是赋以制品表面美观、防腐蚀的效果,进行的表面处理方法都归结于以下常用几种方法:
1、电镀(Electroplating) :将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中,以电流通过镀液,使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等,有时把煮黑(发蓝)、磷化等也包括其中。
2、热浸镀锌:通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的溶化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。热浸镀铝是一个类似的过程。
3、机械镀:通过镀层金属的微粒来冲击产品表面,并将涂层冷焊到产品的表面上。
一般螺丝多采用电镀方式,但用在电力、高速公路等室外的六角木螺钉等用热浸锌。
电镀的效果:
电镀的质量以其耐腐蚀能力为主要衡量标准,其次是外观。耐腐蚀能力即是模仿产品工作环境,设置为试验条件,对其加以腐蚀试验。电镀产品的质量从以下方面加以控制:
(1)、外观:
制品表面不允许有局部无镀层、烧焦、粗糙、灰暗、起皮、结皮状况和明显条纹,不允许有针孔麻点、黑色镀渣、钝化膜疏松、龟裂、脱落和严重的钝化痕迹。
(2)、镀层厚度:
紧固件在腐蚀性大气中的作业寿命与它的镀层厚度成正比。~ in(4~12um).
热浸镀锌:标准的平均厚度为54 um(称呼径≤3/8为43 um),最小厚度为43 um(称呼径≤3/8为37 um)。
(3)、镀层分布:
采用不同的沉积方法,镀层在紧固件表面上的聚集方式也不同。电镀时镀层金属不是均匀地沉积在外周边缘上,转角处获得较厚镀层。在紧固件的螺纹部分,最厚的镀层位于螺纹牙顶,沿着螺纹侧面渐渐变薄,在牙底处沉积最薄,而热浸镀锌正好相反,较厚的镀层沉积在内转角和螺纹底部,机械镀的镀层金属沉积倾向与热浸镀相同,但是更为光滑而且在整个表面上厚度要均匀得多。
(4)、氢脆:
紧固件在加工和处理过程中,尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中,表面吸收了氢原子,沉积的金属镀层然后俘获氢。当紧固件拧紧时,氢朝着应力最集中的部分转够,引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。
为了消除氢脆的威胁,紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙,以使氢从镀层中渗出,烘焙通常在375-4000F(176-190℃)进行3-24小时。
由于机械镀锌是非电解质的,这实际上消除了氢脆的威胁
(5).自催化镀(Auto-catalytic Plating),一般称为"化学镀(Chemical Plating)"、"无电镀(Electroless Plating)"等自催化镍磷镀及工业应用
无电解镀镍是目前国际上发展速度较快的表面处理工艺。它以无公害、操作简单和可镀基底广泛以及镀层良好的耐磨耐腐性能受到工业界普遍瞩目和青睐。
自催化镍磷镀(以下称化学镀镍)技术,是目前国际上发展速度最快的低温表面强化高新技术。它最初是作为电镀镍和电镀铬的代用镀