表面处理技术概述

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1、6.5表面处理技术一、表面处理述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①表面强化处理②表面洁化处理③表面装饰处理④表面防蚀处理⑤表面修复处理常用表面处理方法①热喷涂、喷丸、表面滚压②表面胀光、离子镀③激光表面强化、抛光④普通电镀、特种电镀⑤钢铁发蓝、钢铁憐化⑥铝阳极氧化及着色处理⑦喷漆与喷塑等喷涂粉末、热喷涂燃烧火焰送粉气道喷哺1.热喷涂原理IZ52?氡一乙炔琨合气道粉末一火焰喷涂示意图热喷涂是将金属或非金属材料加热熔化

2、，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。基体、涂层Z二Z送丝机构二二C:二\\L\W\\V//,\~电弧喷涂原理图基体N前松体涂层、二二二一等离子喷涂原理图2.热喷涂的特点②喷涂材料可为金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末。③喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木材、布、纸等固体材料。④喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米。2.热喷涂的特点①工艺灵活，适用范围广。热喷涂施工对象可大可小，小的可到小10mm内孔(2.热喷涂的特点线爆喷涂)，大的可到桥梁、铁塔

3、(火焰线材喷涂或电孤喷涂)，可在室内喷涂，也可在野外现场作业；可整体喷涂，也可以局部喷涂。②基体及喷涂材料广泛。可通过喷涂不同材料，使工件表面获得所需的各种物理化学性能。③工件应力变形小。基体可保持较低的温度，工件产生的应力变形很小。④生产效率高。每小时喷涂材料重量从几千克到几十千克，沉积效率很高。2.热喷涂的特点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。2.热喷涂的特点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

4、、机床导轨、柴油机缸套、油田钻杆、农用机械刀片等。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。三、喷丸说明：①喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸，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。丸a)喷丸机b)喷枪手工喷丸示意图机械喷丸示意图高等教育出版社②喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。③喷丸通常是直径为0.5〜2mm的沙粒或铁丸。沙粒的材料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、喷射速度和持续时间有关。④喷丸用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和

5、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。四、表面滚压和胀光1•表面滚压①滚压外圆及所用工具②滚压内圆及所用工具杆体&sr加压杆调整弹费螵塞a)滚压外圆及所用工具滚道锥滚柱文承钉调节套支承柱¥b)滚压内圆及所用工具表面滚压Qm077.mpg1i;：-a表面滚压实例说明：①表面滚压是在常温上用硬质滚柱或滚轮施压于施转的工件表面上，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。②滚压余量通常为表面微观不平度的平均高度(0.01〜0.02mm)。滚压后，尺寸公差等级可达IT7〜IT6，Ra值可达0.8〜0.1mm，表层硬度

6、可提高5〜10%，硬化层深度可达0.2〜2mm，疲劳强度可提高10〜30%。③滚压可在卧式车床上进行，可滚压金属零件上的外圆、内和平面等。1•表面胀光(挤光或挤压）说明：①表面胀光是在常温下将直径稍大于孔径的钢球或其他形状的胀光工具挤过工件已加工的内孔，以获得准确，光洁和强化的表面。②胀光余量一般为0.07〜0.015mm。胀光后尺寸公差等级可达IT7〜IT5，Ra值可达0.8〜0.025^m。③胀光一般在压力机或拉床上进行，用于纟2〜纟45孔壁较厚的金属零件。表面胀光五、离子镀说明：绝缘支架待鍍件(阴极)解光放电区3kV〜5kV等离子体离子镀原理图①离子镀是将镀层材

7、料气化并电成离子，通过扩散和电场作用，沉积于制件表面，形成与基体牢固结合的满足所需性能的镀覆层。蒸发电源②离子镀的种类很多。其绕射性均很好，能镀覆制件上各个方向的表面，可在金属或非金属表面上镀覆金属或合金，镀层厚度一般为2〜3mm。③离子镀已广泛用于机械、电子、航空、航天、轻工、光学和建筑等部门，用以制备耐磨、耐蚀、耐热、超硬、导电、磁性和光电转换等镀层。六、激光表面强化说明：①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。淬火层激光表面强化的过程示意