表面处理工艺及技术
3.1.3滚压
滚压是在常温上用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面上, 并沿母线方向移动,使工件表面塑性变形、硬化,以 获得准确、 光洁和强化的表面,或特定花纹的处理工艺。
3.1.4拉丝
在外力作用下使金属强行通过模具,金属横截面积被压缩,并获得所 要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝工艺。使其 改变形状、尺寸的工具称为拉丝模.
热转印:是将花纹或图案印 刷到耐热性胶纸上,通过加 热,加压,将油墨层的花纹 图案印到品材料上的一种技 术。
模内转印:俗称IMR,是在 模具内转印图案
3.4.4.3转印(水转印,热转印,模内转印等)
3.4.4.4 UV覆膜印刷
UV覆膜技术(贴膜法)是在丝网印刷技 术上再在油墨颜料上覆盖一层塑胶膜, 使得手指与油墨颜色的接触减少,耐用 度有所增强。
优劣:UV覆膜技术是丝网印刷技术的改 进版,因此在油墨耐磨性上有更佳的表 现,而且成本相对较低。
3.4.4 .2移印
先将设计的图案蚀刻在印刷钢板上﹐然后把蚀刻板涂上油墨﹐ 利用硅橡胶材料制成的曲面移印头将其中的大部分油墨转印到被印 刷物体上。 移印适合于印到不规则承印物上(如仪 器、电气零件、玩具等),且移印速度快。
3.4.4.3转印(水转印,热转印,模内转印等)
水转印:是利用水压将带彩 色图案的转印纸/塑料膜进行 高分子水解的一种印刷。
3.4.1.3热喷涂的应用
③ 特殊功能层:通过喷涂获得表层某些特殊性能,如耐高温、隔热、 导电、绝缘、防幅射等,在航空航天和原子能等部门应用较多。
3.4.2真空镀
所谓真空镀,就是在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在塑件或金 属表面沉积各种金属和非金属薄膜的工艺。 通过这样的方式可以得到非常薄(单分子层)的表面镀层,同时具有 速度快、附着力好、污染物少等优点, 该工艺色泽丰富多样,不仅是提高材料使用性能,在装饰上同样是提 升档次,提高附加价值的很好的选择。
6) 镀铬 铬在大气中能长久保持光泽,在碱液、硝酸、硫酸及许 多有机酸中不发生反应,镀铬层有很高的硬度和优良的耐磨 性及较低的摩擦系数,故镀铬常用于防护装饰性镀层,防止 基体金属生锈和美化外观,也常用于提高制品的耐磨性或修 复磨损。
3.4.3. 3特种电镀 3.4.3.3.1 刷镀 刷镀不用镀槽,旋转的工件接直流电源的负极,镀笔接正 极,镀笔前端用脱脂棉包住,浇注的镀液浸贮在脱脂棉套内, 镀液中的金属正离子在电场力作用下在工件表面(阴极)获得电 子而沉积于表面上,形成电镀层。 ①刷镀设备简单,操作灵活,可进行局部电镀和野外作业。
通过物理、化学等方法,改变材料表面的形貌、相组成、微 观结构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。
3.1.1表面淬火 3.1.2喷砂 3.1.3滚花 3.1.4拉丝 3.1.5抛光 3.1.6激光表面强化
3.1.1表面淬火
表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下,利 用快速加热将表层奥氏体化后进行快速冷却(淬火),使表面硬
3.4.1.3热喷涂的应用
① 防腐蚀:主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井下钢结构、高 压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、化工厂大罐和管道的防腐喷涂。
3.4.1.3热喷涂的应用
② 防磨损:通过喷涂修复已磨损的零件,或在零件易磨损部位预先喷涂 上耐磨材料,如风机主轴、高炉风口、汽车曲轴、机床主轴、机床导轨、 柴油机缸套、油田钻杆、农用机械刀片等。
②表面合金化技术(金属)
通过物理方法,使添加材料进入基体,形成合金化层。
③表面转化膜技术(金属)
通过化学方法,使添加材料与基体发生化学反应,形成转化膜。
④表面涂(镀)层技术(金属、非金属)
通过物理、化学方法,使添加材料在基体表面形成镀、涂层。 基材不参与涂层的形成。
3、常见表面处理方法 3.1表面改性技术
3.1.6激光表面强化
激光表面强化是用聚焦的激光束射向钢件表面,在极短时 间内将工件表层极薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度, 又在极短时间内冷却,使工件表面淬硬强化。
激光表面强化可分为激光相变强化处理、激光表面合金化 处理和激光熔覆处理等。
激光表面强化的热影响区小,变形小,操作方便,主要用于局部强 化的零件,如冲裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、 高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。
3.4表面涂(镀)层技术
通过物理、化学方法,使添加材料在基体表面形成镀、涂层。 基材不参与涂层的形成。
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3.4.1热喷涂 3.4.2真空镀 3.4.3电镀 3.4.4印刷 3.4.5喷涂与喷塑
3.4.1热喷涂 3.4.1.1热喷涂原理
热喷涂是将金属或非金属材 料加热熔化,靠压缩气体连续吹 喷到制件表面上,形成与基体牢 固结合的涂层,从制件表层获得 所需要的物理化学性能。
3.4.4印刷
印刷是指使用印版或其他方式将原稿上的图文信息转移到 承载物上的工艺过程。 常用的有丝印、移印、转印
3.4.4 .1丝印
丝网印刷是孔版印刷术中的一种主要印 刷方法。印版呈网状,印刷时印版上的油墨 在刮墨板的挤压下从版面通孔部分漏印至承 印物上。 丝印主要优势体现在印制非常大 的平面或 者曲面。
3.3.3.3铝及铝合金氧化膜封闭
铝阳极氧化膜具有很高的孔隙率和吸附能力,容易受污染和腐蚀介质 侵蚀,因此,氧化膜无论着色与否,应用于何种场合,都必须封孔处理。 处理方法按照机理可分为三种: 1)利用水化反应产物体积膨胀而堵塞孔隙,如沸水法和蒸气法 2)利用盐的水解作用吸附堵塞封闭,如无机盐封孔 3)有机物屏蔽封孔,如浸油、浸漆等
3.4.3. 3特种电镀 ②刷镀可用于大型零件的局部电镀或大中型零件的局部修复。
3.4.3.3.2非金属电镀
① 非金属电镀是指对塑料、玻璃、陶瓷、纤维等非金属制品电镀。 ② 非金属电镀的关键工艺是表面金属化,使非金属基体上生成导 电层、以便进行导电。表面金属化的方法有化学镀法、喷涂法、 和涂刷法等。 ③ 塑料电镀是非金属电镀中应用最广泛的一种。通过电镀可 提高塑料制品的强度,防止老化,使其具有导电性、电磁 性、焊接性和装饰性的外观。 ④ 非金属电镀制品主要用于汽车、飞机某些装饰性零部件以 及印刷线路板、电子仪器屏蔽和碳纤维等。
3.1.5.1机械抛光 3.1.5.1.1轮式抛光
用高速旋转的柔性抛光轮和极细的磨料对工件表面进行滚压和微 量切削实现抛光。抛光轮用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成,用于较 大零件的抛光。
3.1.5.1.2滚筒抛光和振动抛光
将工件、磨料和抛光液装入滚筒或振动箱内,滚筒缓慢滚动或振动箱 振动,使工件与工件,工件与磨料相互摩擦,加上抛光液的化学作用,除 去工件表面的油污、锈层,磨去凸峰,从而获得光滑的表面。用于细小而 量大零件的抛光,后者比前者生产率高,抛光效果更好。
表面处理工艺及技术
丁海波 2015-5-21
不粘锅有毒吗?
不粘锅涂层主要原料是聚四氟乙烯, 该材料可以耐400度高温,但是在200度 以上时化学性质开始变的不稳定,释放出氟化氢气体,氟化氢溶解于水后的 溶液叫氢氟酸,不但强腐蚀(玻璃蚀刻工艺大量应用氢氟酸),而且有剧毒。 全氟辛酸铵是美国杜邦公司用用来合成含氟聚合物的一种分散剂。05年美 国环保署指出杜邦特富龙不沾锅中可能存在残留,该残留可能随着食品和 食品烹饪过程而进入人体,造成身体健康危害。目前国内没有相关检测报 告,没有监管。
3.4.2真空镀
按照工艺不同,真空镀可分为真空蒸镀,真空溅射镀,真空离子镀。
3.4.2真空镀
3.4.3普通电镀与特种电镀 3.4.3.1电镀原理 电镀是一种电化学和氧化还原过程。以镀镍为例;将金 属制件浸在金属盐(NiSO4)的溶液中作为阴极,金属镍板作为 阳极,接通直流电源后在制件上就会沉积出金属镀镍层。
通过化学方法,使添加材料与基体发生化学反应,形成转化膜。
3.3.1钢铁的发黑与磷化处理 3.3.2不锈钢着色 3.3.3铜及铜合金着色 3.3.4铝及铝合金的氧化与着色处理
3.3.1钢铁的发黑与磷化处理
3.3.2不锈钢着色
随着不锈钢的应用普及,不锈钢着色工艺需求逐步得到重视, 目前不锈钢不仅可以着黑色,还可以得到蓝色、绿色、褐色、 橙色等颜色。
3.4.3. 2槽镀(普通电镀) 1) 镀锌 钢铁零件上镀锌主要作用是防腐蚀,用量占全部电镀零件 的1/3至1/2,是所有电镀品种中产量最大的一个镀种。镀锌具有 成本低、抗蚀性好、美观和耐贮存等优点,在轻工、机电、农 机和国防等工业中得到广泛应用。 2) 镀镉 钢铁零件上镀镉,在海洋和湿热大气环境中,其保护性能 比锌好,航空、航海及电子工业中的零件大多采用镀镉。但镉 盐有毒,且对环境污染严重,使镀镉的应用受到限制。
3) 镀锡 锡的腐蚀产物对人类无害,且 易于钎焊,镀锡广泛用于食品罐头 包装制品、饮具、餐具及电子工 业中很多需要钎焊的零件。
4) 镀铜 镀铜常作为其他镀层的中间层,以提高表面镀层和基体 金属的结合力。在电力工业中,也可用铁丝镀厚铜来代替纯 铜导线,以减少铜的耗用量。 5) 镀镍 镀镍的应用面很广,可用于防护装饰性和功能性两方面。 前者主要用于自行车、钟表、家用电器、五金产品、汽车、照 相机等零件的防护装饰性镀层;后者主要用于易磨损产品的 修复电镀。
1、表面处理概念
利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的边缘性新技术来 改变零件表面的状况和性质,使之与心部材料作优化组合,以达到预 定性能要求的工艺方法,称为表面处理。
2、表面处理技术的分类(按工艺特点)
①表面改性技术(金属、非金属)
通过物理、化学等方法,改变材料表面的形貌、相组成、微观 结构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。
化的一种热处理方法。
感 应 加 热
3.1.2喷砂
喷砂处理是利用高速喷射出的砂粒或铁粒,对工件表面进行撞击, 以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺方法。
喷砂与喷丸处理,工艺相似,主要差别在沙粒直径上。该工艺主要 应用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等,还可用于表 面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。