表面工程学91389.doc

热渗镀的基本过程是什么？?? 渗层形成的基本条件是什么？?? 答：1.渗入元素必须能够与基材金属形成固溶体或金属间化合物； 2.欲渗元素与基材之间必须有直接接触； 3.被渗元素在基体金属中要有一定的渗入速度。 ?3．何谓TD处理？TD法所得渗镀层有何特点？ ?答：TD处理：?在高温下将钢铁材料放入硼砂熔盐浴中一定时间后，可在材料表面形成几微米到数十微米的碳化物层，这种工艺称为TD法。 特点：覆层硬度极高，在600℃以下有较高的硬度；摩擦系数较低，耐磨好； 抗剥离性、抗氧化性及耐蚀性好。 离子氮化的机理是什么？? 答：将工件放入离子渗氮炉内，抽真空至1.33Pa左右后通入少量的含氮气体如氨，至炉压升到70Pa左右时接通电源，在阴极（工件）与阳极间加上直流高压，使炉内气体放电。放电过程中氮和氢离子在高压电场的作用下，冲向阴极表面，产生大量的热把工件加热到所需的温度，同时氮离子或氮原子被工件吸附，并迅速向内扩散，形成渗氮层。保温一段时间，渗氮层达到要求厚度后，断电、停气、降温。 离子氮化的机理是什么？? 答：将工件放入离子渗氮炉内，抽真空至1.33Pa左右后通入少量的含氮气体如氨，至炉压升到70Pa左右时接通电源，在阴极（工件）与阳极间加上直流高压，使炉内气体放电。放电过程中氮和氢离子在高压电场的作用下，冲向阴极表面，产生大量的热把工件加热到所需的温度，同时氮离子或氮原子被工件吸附，并迅速向内扩散，形成渗氮层。保温一段时间，渗氮层达到要求厚度后，断电、停气、降温。 画出气体放电的伏安特性示意图，并进行说明。?? ?1．镀层如何分类？怎样选择使用？ 1）按使用性能可分为：①防护性镀层②防护-装饰性镀层③装饰性镀层④耐磨和减磨镀层⑤电性能镀层⑥磁性能镀层⑦可焊性镀层⑧?耐热镀层⑨修复用镀层? 2）按镀层与基体金属之间的电化学性质可分为：阳极性镀层和阴极性镀层?3）按镀层的组合形式，可分为：单层镀层和复合镀层? 4）按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及复合镀层?选择使用：首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按基材的种类和性质，选用相匹配的镀层；另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层；此外，要考虑镀覆工艺的经济性 ?2．金属电镀包括哪些基本步骤？?? 1）．传质步骤：液相中的反应粒子（金属水化离子或配合离子）向阴极表面传递的步骤，有电迁移、扩散及对流三种不同方式。?2）．前置化学步骤：研究表明，直接参加阴极电化学还原反应的金属离子往往不是金属离子在电解液中的主要存在形式。在还原之前，离子在阴极附近或表面发生化学转化，然后才能放电还原为金属。??3）．电荷转移步骤：反应粒子在阴极表面得到电子形成吸附原子或吸附离子的过程称为电荷转移步骤，又称为电化学步骤，这里主要发生电荷从阴极表面转移到反应粒子的过程，这是电沉积过程的重要步骤。??4）．结晶步骤:?吸附原子通过表面扩散到达生长点而进入晶格，或吸附原子相互碰撞形成新的晶核并长大成晶体。 3．电镀的基本原理？? 答：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，在基体表面上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。 复合镀有哪些性能特点？? 答：复合镀层的性能由镀层金属的特性和粒子特性共同决定。 ?1）?耐磨性镀层?? 将硬质粒子加入到Ni，Co，Cr，Co-Ni，Ni-P，Ni-B等镀层中，可大幅度地提高金属或合金镀层的耐磨性?，镀层的硬度随粒子含量及粒子硬度升高而升高，这种高耐磨性复合镀层在中、高温条件下更显示其独特的耐磨性能。? 2）．减摩复合镀层? 将剪切强度低,摩擦系数小的固体粒子加入到某些金属和合金中，可形成具有自润滑功能的减摩复合镀层。 ?3）．耐蚀复合镀层?? 通常，固体粒子加入镀层中形成复合镀层，镀层的孔隙率会明显增大。粒子量愈高，粒子愈粗，孔隙率愈高。这就降低阴极性镀层的防护功能，耐蚀性降低。? 但在有些情况下，固体粒子却可提高镀层的耐蚀性。例如在钢件上，用铝粉和锌共沉积形成Zn-AI复合镀层，Zn是阳极性镀层，Zn镀层中的AI粉表面包裹着氧化膜，在腐蚀电池中仍为阴极，导电性差，故抑制了Zn的腐蚀。 电刷镀的原理及特点是什么？?? 答：原理：刷镀时工件与专用直流电源的负极相连，镀笔上的不溶性阳极与正极相连，阳极上的包套蘸上专用电解液，工件与镀笔作相对运动，电解液中的金属离子在电场的作用下向工件表面扩散，并在工件（阴极）表面得到电子后沉积，形成刷镀层。 特点：刷镀不需要电镀槽，具有设备简单、工艺灵便、沉积速度快、镀层与基体材料的结合力好、镀后不需要机加工且对环境污染小等一系列优点。 什么叫化学镀？实现化学镀过程有什么方式。 答：在无外加