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机械中级职称培训班第六课笔记
表面处理
表面处理的概念和特点
表面处理——又称为表面工程技术,它是使材料或零件表面具有特殊的成分、结构和性能(或功能)的化学、物理方法与工艺。(仅指酸洗、喷砂、喷丸、发兰、涂漆、电镀等)
特点
主要作用于基材表面,对远离表面的基材内部组织与性能影响不大。
采用表面涂(镀)、表面合金化技术取代整体合金化。
表面处理兼有表面装饰和防护功能。
表面处理
表面处理方法分类
表面强化处理——是材料表面处理领域中的重要分支。它通过表面改性技术使材料表层发生相变,改变材料表层化学成分、应力状态等途径改变材料的力学性能,从而达到强化目的。常用的有四种方法:
表面的覆盖层强化法——使工程材料表面获得特殊性的覆盖层(如气相沉积层、热喷涂层等)达到提高强度、耐磨、耐蚀等性能目的。
表面形变强化——通过喷丸、滚压、挤压等机械方式使产生形变强化层,从而获得较高的疲劳强度。
表面热处理强化——通过化学热处理(如渗氮、渗碳、渗硼、表面淬火(如高频感应加热淬火、火焰加热表面淬火、激光淬火)。
表面复合处理强化——将两种或两种以上的表面强化工艺复合于同一工件上,在性能上发挥各自优点的处理方法(如渗氮与高频感应加热淬火复合)。
表面防腐、保护处理——在材料表面施以覆盖层达到防腐目的。常用的有电镀、涂料涂装等。
表面装饰加工——通过对工程材料表面抛光、金属着色、光亮镀层等方法达到表面装饰的目的。
表面处理
涂装技术的功能
装饰作用
保护作用
标志作用
特殊功能
涂装技术
涂料的概念、组成及种类
涂料——或称漆,是一种有机高分子材料为主的混合物,用于保护物体表面,免受外界侵蚀;掩盖表面缺陷(凹凸不平、斑痕等),装饰美化物体。
涂料的组成——成膜物质、颜料、溶剂(稀释剂)和助剂四部分组成。
常用涂料
清漆类:油基清漆;树脂清漆
色漆类:底漆;面漆
瓷漆——是清漆与颜料的混合物。
涂装技术
涂装工艺和涂装方法
涂装工艺——其重要性在于是否能得到合乎质量要求的漆膜,这与正确选择涂料品种,制定正确的涂装工艺和施工方法。稀释剂的合理选择,合适的材料表面热处理、正确的涂装工艺参数。
涂装方法——漆刷法、喷漆法、电泳涂装法。在涂装前,不同材料制作的零件表面要经表面预处理(如脱脂、除锈、磷化处理等)→涂底漆→腻子→面漆,完成涂装工艺。
热喷涂技术
概念、特点、工艺流程及工艺方法
热喷涂技术——是利用热能(如氧-乙炔火焰、电弧、等离子火焰等)将具有特殊功能的涂层材料(如金属、陶瓷、金属陶瓷和工程塑料等)熔化涂敷在工件上形成涂层技术。
特点
在各种基体上制备各种材质的涂层。
基材温度低,一般在30~200℃之间,因此变形小。
操作灵活。
可以制备比较厚的涂层(0.1~10mm)。
工艺流程
基材表面预处理——热喷涂——后处理——机加工
要获得优良的热喷涂涂层必须控制四个因素:设备、材料、工艺和人员。称为4M因素。
工艺方法
火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等。
热喷涂技术
热喷涂技术的材料、应用及质量评定
材料
分为金属热喷涂材料、陶瓷热喷涂材料、塑料热喷涂材料、热喷涂用复合材料。
应用
喷涂耐腐蚀涂层、喷涂耐磨涂层、喷涂耐高温涂层、喷涂功能涂层等。
质量评定
常用的指标是显微硬度或宏观硬度、结合强度、涂层厚度及界面和涂层显微结构。
电镀技术
电镀的概念、目的和特点
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,在基体上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。
目的——改善材料的外观,赋予材料表面的各种物理化学性能,如耐蚀性、装饰性、耐磨性等。
特点——具有工艺设备简单、操作方便、加工成本低、操作温度低等特点,是表面工程技术中最常用的方法。
电镀技术
电镀种类及应用
镀锌——镀锌层纯度高,属阳极性镀层。锌层对钢铁基体其保护作用。广泛应用于机械、五金、电子仪表、轻工等。是应用最广泛的镀种之一,约占总电镀量的60%以上。
镀铜——镀铜层属阴极性镀层,对基体金属起机械作用保护作用。在电子领域,印刷线路板上通孔镀铜等。
镀镍——镀镍层属阴极性保护层,对底金属仅起机械保护作用。广泛应用于机械、五金、家电、轻工等。
镀铬——镀铬层属阴极性镀层,仅起机械保护作用。广泛应用于仪器、仪表、家用电器、各种量具等。
镀锡——相对于钢铁基体而言,锡是阴极性镀层,镀锡层主要用于制罐工业用薄板的防护层,另一主要用途是在电子和电力工业中。
电镀技术
影响镀层质量的因素和电镀层质量评价
影响镀层质量的因素——镀层质量主要取决于镀层金属自身的性能,但镀液的组成、电镀规范、基体金属的特征及镀前处理等均有重大影响。
电镀层质量评价——电镀层质量检查包括镀层外观、镀层厚度、耐蚀性、结合力,还有延展性、显微硬度、脆性、耐磨性、可焊性等。但镀层的外观、厚
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