表面处理知识PPT课件.pptx

表面处理知识 1．基本概念 2．在金属防护方面的作用 3．分类 4、常用工艺及其目的 5．原理 6、生产工艺过程 7、膜层结构特点及其防护机理/能力 8、表面膜层的质量检测技术 目录 1．表面处理技术的基本概念 表面处理技术 表面工程学的一个方面 侧重于工艺技术 是 表面处理 1．表面处理技术的基本概念 通过表面处理技术来改变固体材料的表面形态、化学成分和组织结构，以获得所需表面性能的系统工程. 表面工程 表面层的设计 表面层的选材 表面处理工艺 表层质量控制与监测 工程应用 失效分析 1．表面处理技术的基本概念 综合了材料科学、冶金学、物理、化学的必威体育精装版成果，是一门正在迅速发展的新型学科。 表面工程 2．表面处理在金属防护方面的作用 根据金属腐蚀机理和腐蚀形态，腐蚀破坏离不开金属材料和腐蚀介质以及二者之间的界面反应 指防止金属腐蚀 金属防护 2．表面处理在金属防护方面的作用 防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面： 1）研制新材料、改善材料的组织和表面状态 提高材料的抗蚀性能 2．表面处理在金属防护方面的作用 防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面： 2）改善腐蚀环境和介质 避免腐蚀发生 2．表面处理在金属防护方面的作用 隔离金属与腐蚀介质的直接接触 抑制腐蚀过程 防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面： 3）应用表面涂覆层和电化学保护方法 2．表面处理在金属防护方面的作用 表面处理方法是在金属表面覆盖各种保护层，从而使金属与腐蚀介质分开﹑或改变表面状态，使基体金属不受腐蚀。 2．表面处理在金属防护方面的作用 金属常用的防腐蚀方法是覆盖法，在金属表面覆盖一层金屬或非金屬物而使金属与腐蚀环境隔离﹒ 2．表面处理在金属防护方面的作用 金属表面保护层的要求 即金属上涂覆层的基本性能 1）结合强度－－要求结合牢固、附着力强 2）孔隙率及密度－－膜层致密、完整无孔、不透介质 3）耐蚀性－－在大气、水、等介质中良好的稳定性、 抗腐蚀性 4）硬度－－硬度高、耐磨 5）在金属表面分布均匀 3．表面处理技术分类 表面处理是一门涉及多种学科的工业技术 按其使用的方法可大致分成五大类16种工艺 分类 工艺方法 举例 电化学方法 电镀 镀锌、镀镍 阳极氧化 铝合金阳极氧化、 化学方法 化学转化膜处理 磷化、钝化、化学氧化、发蓝、铬酸盐处理 化学镀 化学镀镍、化学镀铜 热加工方法 热浸镀 热浸锌、热浸铝 热喷涂 热喷涂锌、热喷涂铝 热烫印 热烫印铝箔 化学热处理 渗氮、渗碳 堆焊 堆焊耐磨合金 真空法 物理气相沉积（PVD） 蒸发镀、溅射镀、离子镀 化学气相沉积（CVD） 气相沉积氧化硅或氮化硅 离子注入 注硼 其它方法 涂装 喷漆、喷粉／（有多种方式，如静电、电泳等） 激光表面处理 激光淬火、激光重熔 冲击镀 冲击镀锌 超硬膜处理 金刚石薄膜、立方氮化硼薄膜 金属保护层 非金属保护层 表面保护层分类 按结构特点 电镀层属于金属保护层， 氧化、化学转化、喷涂膜层属于非金属保护层 按组成成分 除油漆和粉末涂层外，其它保护层都是无机涂层 无机膜层 有机膜层 4、常用工艺及其目的 工艺技术成熟度高，设备要求比较简单，适用面广，生产成本较低。 工艺 应用的目的 5．表面处理技术的原理 5.1 电镀原理 电镀是一个电化学过程 也是一种氧化－还原过程 在外电流（直流电）作用下，电解质溶液中的金属离子（或络离子）迁移到阴极表面、发生还原反应并形成新相（电结晶），这一过程叫作金属的电沉积； 5.1 电镀原理 阴极表面所得到的金属结晶层即为电镀保护层。 当电解质溶液为水溶液时就叫电镀。 5.1 电镀原理 电镀时，工件作为阴极、镀层材料（金属或合金）作为阳极，一同浸入电解液中、并通入直流电。 阳极化的电极与电镀相反： 工件为阳极、其它金属为阴极 电镀装置必须包括三部分： 1）外电路 2）电镀溶液 3）与镀液接触的两个电极 5.1 电镀原理 电镀层的生长过程（晶粒螺旋生长） 5．表面处理技术的原理 5.2 表面转化 金属的表面转化是指采用化学处理液使金属表面与溶液界面上产生的化学或电化学反应、生成稳定的化合物薄膜的处理过程 按照转化过程中是否存在外加电流，分为： 化学转化 电化学转化（即阳极氧化） 表面转化膜与电镀层的区别 5.2 表面转化 转化膜 镀层 5.2.1 阳极氧化机理 5.2 表面转化 阳极氧化与电镀过程一样，也是一个氧化还原反应过程。只是工件所处极性与电镀相反。 当有外加电流时，溶液中的水分子被电解、同时产生初生态的[O]，氧原