金屬表面處理

表面處理是指在基材表面人工地形成一層與基材具有不同機(jī)械、物理和化學(xué)性質(zhì)的表層。表面處理的目的是滿足產(chǎn)品耐腐蝕、耐磨、裝飾或其他特殊功能的要求。對(duì)于金屬鑄件，我們常用的表面處理方法是機(jī)械研磨、化學(xué)處理、表面熱處理、涂裝表面、表面處理是清潔工件表面、清潔、去除毛刺、去除油污、去除氧化皮等。

表面處理生產(chǎn)線是利用現(xiàn)代物理、化學(xué)、金相和熱處理等新的邊緣技術(shù)，改變零件表面的狀態(tài)和性能，使其與芯材相結(jié)合，達(dá)到預(yù)定性能要求的工藝方法，稱為表面處理。表面處理的一般說明有兩種:一種是廣義的表面處理，即前處理、電鍍、涂層、化學(xué)氧化、熱噴霧等多種物理和化學(xué)方法，另一種是狹義的表面處理，即噴砂、研磨等，也就是我們常說的前處理部分。

下面我們主要談?wù)劒M義的表面處理。

工件在加工、運(yùn)輸、保管等過程中，表面多含有氧化皮、銹模殘留的型砂、爐渣、灰塵、油等污垢。如果涂層能牢固地附著在工件表面，工件表面必須在涂覆前清洗干凈，否則，不僅會(huì)影響涂層與金屬的結(jié)合力和防腐性能，而且會(huì)使母材即使在涂層的保護(hù)下繼續(xù)腐蝕，導(dǎo)致涂層剝落，影響工件的力學(xué)性能和使用壽命。因此，工件涂裝前的表面處理是獲得高質(zhì)量保護(hù)層、延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命的重要保證和措施。

表面處理方法

根據(jù)使用的方法不同，表面處理工藝可分為以下幾類。

電化學(xué)法

該方法是利用電極反應(yīng)，在工件表面形成鍍層。其中主要的方法是：

（一）電鍍

在電解質(zhì)溶液中，工件是陰極，在外加電流的作用下，在其表面形成一層鍍層，稱為電鍍。涂層可以是金屬、合金、半導(dǎo)體或包含各種固體顆粒，例如鍍銅和鍍鎳。

（二）氧化

電解液中的工件是陽極，在外加電流的作用下，在其表面形成一層氧化膜的過程，叫做陽極氧化，就像鋁合金的陽極氧化。

化學(xué)或電化學(xué)可用于鋼鐵的氧化處理。化學(xué)法是將工件置于氧化溶液中，依靠化學(xué)作用在工件表面形成一層氧化膜，如鋼鐵的青色處理。

化學(xué)方法

采用無電流作用，利用化學(xué)物質(zhì)的相互作用，在工件的表面形成涂層。其主要方法如下:

（一）化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理

在電解質(zhì)溶液中，在沒有外部電流的情況下，通過溶液中的化學(xué)物質(zhì)與工件之間的相互作用在金屬工件表面形成涂層的過程稱為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。例如金屬表面的藍(lán)色、磷化、鈍化、鉻鹽處理等。

（二）化學(xué)鍍

在電解質(zhì)溶液中，工件表面在沒有外加電流的情況下進(jìn)行催化處理。在溶液中，由于化學(xué)物質(zhì)的減少，一些物質(zhì)沉積在工件表面形成涂層，這就是所謂的化學(xué)鍍，如化學(xué)鍍鎳和化學(xué)鍍銅。

熱加工法

該方法使材料在高溫下熔化或熱擴(kuò)散，在工件的表面形成涂層。其主要方法是：

（一）熱浸鍍

將金屬工件放入熔融金屬中，在其表面進(jìn)行熱浸鍍的工藝，如熱鍍鋅、熱鍍鋁等。

（二）熱噴涂

將熔融金屬霧化，噴涂在工件表面，形成涂層過程，稱為熱噴鋅、熱噴鋁等。

（三）熱燙印

將金屬箔加熱、加壓復(fù)蓋在工件表面，形成復(fù)蓋層的過程，稱為熱印鋁箔等。

（四）化學(xué)熱處理

工件與化學(xué)物質(zhì)接觸、加熱，在高溫下命令某些要素進(jìn)入工件表面的過程，稱為氮化、碳化等化學(xué)熱處理。

（五）堆焊

用焊接方式將熔融金屬堆積在工件表面形成焊接層的過程稱為堆積焊接，如堆積焊接耐磨合金等。

真空法

這種方法是在高真空狀態(tài)下，材料被蒸發(fā)或電離并沉積在工件表面形成涂層的過程。其主要方法是。

（一）物理氣相沉積（PVD）

把金屬氣化為原子或分子，或把金屬離子化為離子，在真空條件下，直接沉積到工件表面，形成鍍層的過程，稱為物理氣相沉積，其沉積的顆粒束源于非化學(xué)因素，如蒸發(fā)鍍、離子鍍等。

（二）離子注入

通過在高壓下注入不同的離子對(duì)工件進(jìn)行表面改性的過程稱為離子注入，如硼注入。

（三）化學(xué)氣相沉積（CVD）

低氣壓(有時(shí)也是常壓)條件下，氣態(tài)物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)在工件表面形成固體沉積層的過程，稱為化學(xué)氣相鍍，如氧化硅，氮化硅等。