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(mǎn)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(xiàn)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(chēng)為表面處理。表面處理的一般說(shuō)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(shuō)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(guò)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(lèi)。

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(chēng)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(yáng)極，在外加電流的作用下，在其表面形成一層氧化膜的過(guò)程，叫做陽(yáng)極氧化，就像鋁合金的陽(yáng)極氧化。

化學(xué)或電化學(xué)可用于鋼鐵的氧化處理?；瘜W(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(wú)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(méi)有外部電流的情況下，通過(guò)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(guò)程稱(chēng)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(méi)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(guò)程，稱(chēng)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(guò)程，稱(chēng)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(guò)程，稱(chēng)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(guò)程稱(chēng)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(guò)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(guò)程，稱(chēng)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(guò)在高壓下注入不同的離子對(duì)工件進(jìn)行表面改性的過(guò)程稱(chēng)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(guò)化學(xué)反應(yīng)在工件表面形成固體沉積層的過(guò)程，稱(chēng)為化學(xué)氣相鍍，如氧化硅，氮化硅等。