《表面处理技术》课件

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时间:2019-06-25

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1、6.5表面处理技术⑤表面修复处理一、表面处理概述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3.常用表面处理方法⑦喷漆与喷塑等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、钢铁磷化⑥铝阳极氧化及着色处理二、热喷涂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

2、固结合的涂层,从制件表层获得 所需要的物理化学性能。1.热喷涂原理说明:④喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米。①喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等。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。2.热喷涂的特点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。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10mm内孔(线爆喷涂),大的可到桥梁、铁塔(火焰线材喷 涂或电孤喷涂),可在室内喷

3、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。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。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,

4、 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。三、喷丸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。说明:④喷丸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。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。四、表面滚压和胀光①滚压外圆

5、及 所用工具1.表面滚压②滚压内圆及所用工具③滚压可在卧式车床上进行,可滚压金属零件上的外圆、内圆 和平面等。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,表层硬度可提高5~10%,硬化层深度可达0.2~2mm,疲劳 强度可提高10~30%。2.表面胀光(挤光或挤压)③胀光一般在压力机或拉床上进行,用于2~45

6、孔壁较 厚的金属零件。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。五、离子镀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。说明:①离子镀是将镀层材料气化并电离 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。②离子镀的种类很

7、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。六、激光表面强化②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。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。③激光表面强化的热影响区小,变形小,工件表面清洁, 操作方便。⑤激光表面强化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

8、缸套等。④激光表面强化的设备昂贵,硬化层深度较浅,一般为0.3~0.5mm。七、抛光抛光是对零件表面进行修饰的一种光整加工方法,一般只能得到光滑表面,

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