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金属表面处理工艺有哪些_常见金属表面处理方法有哪些

金属表面在多种热处理、 机械加工、 运输过程中, 不可避免地会产生腐蚀、 伴随油污和杂质等, 产生氧化现象, 这就需要进行表面处理。

金属表面处理有很多个, 根据其特征不一样可分为溶剂清洗、 机械处理和化学处理三大类。依据不一样氧化程度金属表面, 应采取不一样处理方法。如对于较薄氧化层可采取溶剂清洗、 机械处理和化学处理, 或者直接采取化学处理, 对于严重氧化金属表面, 因为氧化层较厚, 假如直接采取溶剂清洗和化学处理, 不仅处理不根本, 还会浪费大量清洗剂和化学剂, 最好先采取机械处理。

溶剂清洗是对使用溶剂对金属表面进行清洗一个处理方法, 该方法能够有效去除工件表面油污、 杂质和氧化层, 使工件表面取得清洁。经溶剂清洗后金属表面含有高度活性, 更轻易受到灰尘、 湿气污染, 所以处理后工件还要进行喷涂、 喷涂等表面处理, 提升工件抗腐蚀能力。

金属表面处理有哪些？
不锈钢: 电镀、 抛光、 拉丝、 电泳、 PVD、 蚀刻、 彩色钝化
铝合金: 阳极氧化、 电镀、 蚀刻
镁合金: 电镀、 钝化皮膜
钛合金: 电镀、 阳极氧化
锌合金: 电镀、 钝化
铸铝: 电镀、 阳极氧化
钢铁: 钝化、 磷化

电镀
镀层金属或其她不溶性材料做阳极, 待镀工件做阴极, 镀层金属阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子干扰, 且使镀层均匀、 牢靠, 需用含镀层金属阳离子溶液做电镀液, 以保持镀层金属阳离子浓度不变。电镀目是在基材上镀上金属镀层, 改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属抗腐蚀性(镀层金属多采取耐腐蚀金属)、 增加硬度、 预防磨耗、 提升导电性、 润滑性、 耐热性、 和表面美观。
电泳
电泳是电泳涂料在阴阳两极, 施加于电压作用下, 带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物, 沉积于工件表面。
电泳表面处理工艺特点:
电泳漆膜含有涂层丰满、 均匀、 平整、 光滑优点, 电泳漆膜硬度、 附着力、 耐腐、 冲击性能、 渗透性能显著优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其她涂装工艺。

镀锌
镀锌是指在金属、 合金或者其它材料表面镀一层锌以起美观、 防锈等作用表面处理技术。现在关键采取方法是热镀锌。

电镀与电泳区分
电镀就是利用电解原理在一些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金过程。
电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动现象。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动现象。利用带电粒子在电场中移动速度不一样而达成分离技术称为电泳技术。
电泳又名——电着 (著), 泳漆, 电沉积。

发黑
钢制件表面发黑处理, 也有被称之为发蓝。其原理是将钢铁制品表面快速氧化,使之形成致密氧化膜保护层, 提升钢件防锈能力。
发黑处理现在常见方法有传统碱性加温发黑和出现较晚常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢效果不太好。A3钢用碱性发黑好部分。
在高温下（约550℃）氧化成四氧化三铁呈天蓝色, 故称发蓝处理。在低温下（约3 50℃）形成四氧化三铁呈暗黑色, 故称发黑处理。在兵器制造中, 常见是发蓝处理; 在工业生产中, 常见是发黑处理。
采取碱性氧化法或酸性氧化法; 使金属表面形成一层氧化膜, 以预防金属表面被腐蚀, 此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成氧化膜, 其外层关键是四氧化三铁, 内层为氧化亚铁。
发蓝（发黑）操作步骤:
工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检验。
所谓皂化, 是用肥皂水溶液在一定温度下浸泡工件。目是形成一层硬脂酸铁薄膜, 以提升工件抗腐蚀能力。

金属表面着色
金属表面着色, 顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色, 改变其单一、 冰凉金属色泽, 代之以五颜六色, 满足不一样行业不一样需求。
给金属着色后通常都增加了防腐能力, 有还增加了抗磨能力。但表面彩色技术关键应用还在装饰领域, 即用来美化生活, 美化社会。

抛丸
抛丸原理是用电动机带动叶轮体旋转(直接带动或用V型皮带传动), 靠离心力作用, 将直径约在0.2～3.0弹丸(有铸钢丸、 钢丝切丸、 不锈钢丸等不一样类型)抛向工件表面, 使工件表面达成一定粗糙度, 使工件变得美观, 或者改变工件焊接拉应力为压应力, 提升工件使用寿命。经过提升工件表面粗糙度, 也提升了工件后续喷漆漆膜附着力。其寓意即为抛丸处理能够为喷漆工艺前道工序。

喷砂
喷砂是采取压缩空气为动力, 以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、 石英砂、 金刚砂 、 铁砂、 海南砂）高速喷射到需要处理工件表面, 使工件表面外表面外表或形状发生改变, 因为磨料对工件表面冲击和切削作用, 使工件表面取得一定清洁度和不一样粗糙度, 使工件表面机械性能得到改善, 所以提升了工件抗疲惫性, 增加了它和涂层之间附着力, 延长了涂膜耐久性, 也有利于涂料流平和装饰。
喷砂工艺与其它清理工艺（如酸洗, 工具清理）相比有以下特点:

一、 喷砂处理是最根本、 最通用、 最快速、 效率最高清理方法。
二、 喷砂处理能够在不一样粗糙度之间任意选择, 而其它工艺是没措施实现这一点。手工打磨能够打出毛面但速度太慢, 化学溶剂清理则清理表面过于光滑不利于涂层粘接。
喷丸特点:
1、 清理灵活性大。轻易清理复杂工件内外表面和管件内壁; 而且不受场地限制, 能够将其移至到特大型工件周围进行清理。
2、 设备结构简单, 整机投资少, 易损件少, 维修费用低。
3、 消耗能量大, 必需配置大功率空压站
4、 清理表面易有潮气, 轻易生绣。
5、 清理效率低, 操作人员多, 劳动强度大。
抛丸特点:
1、 灵活性差。受场地限制, 清理工件有些盲目性, 在工件内卫表面易产生清理不到死角、
2、 不用压缩空气加速弹丸, 无须设置大功率空压站,
3、 清理表面不易有潮气, 不轻易生绣。
4、 设备结构比较复杂, 易损件多, 尤其是叶片等零件, 维修工时多, 费用高。
5、 清理效率高, 费用低, 操作人员少, 轻易实现自动化控制, 适适用于大批量生产。

喷丸
喷丸shot peening 。用喷丸进行表面处理, 打击力大, 清理效果显著。但喷丸对薄板工件处理, 轻易使工件变形, 且钢丸打击到工件表面（不管抛丸或喷丸）使金属基材产生变形, 因为Fe3O4和Fe2O3没有塑性, 破碎后剥离, 而油膜与基材一同变形, 所以对带有油污工件, 抛丸、 喷丸无法根本清除油污。在现有工件表面处理方法中, 清理效果最好还数喷砂清理。喷砂适适用于工件表面要求较高清理。不过中国现在通用喷砂设备中多由铰龙、 刮板、 斗式提升机等原始粗笨输砂机械组成。

喷丸与抛丸区分
喷丸使用高压风或压缩空气作动力, 而抛丸通常为高速旋转飞轮将钢砂高速抛射出去。抛丸效率高, 但会有死角, 而喷丸比较灵活, 但动力消耗大。
两种工艺虽喷射动力和方法不一样, 但都是高速冲击工件为目,其效果也基础相同,相比而言,喷丸比较精细, 轻易控制精度,但效率不及抛丸之高,适形状复杂小型工件,抛丸比较经济实用, 轻易控制效率和成本, 能够控制丸料粒度来控制喷射效果,但会有死角,适合于形面单一工件批量加工.
两种工艺选择关键取决工件形状和加工效率.
喷丸与喷砂区分
喷丸与喷砂都是使用高压风或压缩空气作动力,将其高速吹出去冲击工件表面达成清理效果,但选择介质不一样,效果也不相同.
喷砂处理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量破坏,表面积大幅增加,从而增加了工件与涂/镀层结合强度.
经过喷砂处理工件表面为金属本色,不过因为表面为毛糙面,光线被折射掉,故没有金属光泽,为发暗表面.
喷丸处理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量而不被破坏,表面积有所增加.因为加工过程中,工件表面没有被破坏,加工时产生多出能量就会引会工件基体表面强化.
经过喷丸处理工件表面也为金属本色,不过因为表面为球状面,光线部分被折射掉,故工件加工为亚光效果.

磷化
磷化（phosphorization）是一个化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜过程, 所形成磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化目关键是: 给基体金属提供保护, 在一定程度上预防金属被腐蚀; 用于涂漆前打底, 提升漆膜层附着力与防腐蚀能力; 在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

钝化
其钝化机理可用薄膜理论来解释, 即认为钝化是因为金属与氧化性质作用, 作用时在金属表面生成 一个非常薄、 致密、 覆盖性能良好、 牢靠地吸附在金属表面上钝化膜。这层膜成独立相存在, 通常是氧化金属化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开作用, 预防金属与腐蚀介质接触, 从而使金属基础停止溶解形成钝态达成防腐蚀作用。
钝化优点
1、 与传统物理封闭法相比, 钝化处理后含有绝对不增加工件厚度和改变颜色特点、 提升了产品精密度和附加值, 使操作更方便;
2、 因为钝化过程属于无反应状态进行, 钝化剂可反复添加使用, 所以寿命更长、 成本更经济。
3、 钝化促进金属表面形成氧分子结构钝化膜、 膜层致密、 性能稳定, 而且在空气中同时含有自行修复作用, 所以与传统涂防锈油方法相比, 钝化形成钝化膜更稳定、 更具耐蚀性。
金属或合金受部分原因影响, 化学稳定性显著增强现象, 称为钝化。由一些钝化剂（化学药品）所引发金属钝化现象, 称为化学钝化。如浓HNO3、 浓H2SO4、 HClO3、 K2Cr2O7、 KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后, 其电极电势向正方向移动, 使其失去了原有特征, 如钝化了铁在铜盐中不能将铜置换出。另外, 用电化学方法也可使金属钝化, 如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极, 用外加电流使阳极极化, 采取一定仪器使铁电位升高一定程度, Fe就钝化了。由阳极极化引发金属钝化现象, 叫阳极钝化或电化学钝化。

喷涂
利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面,使工件有防腐和外观装饰作用.
烤漆
在基材上打上底漆、 面漆, 每上一遍漆, 都送入无尘衡温烤房, 烘烤。
浸渗
是一个微孔（细缝）渗透密封工艺。将密封介质（通常是低粘度液体）经过自然渗透（即微孔自吸）、 抽真空和加压等方法渗透微孔（细缝）中, 将缝隙填充满, 然后经过自然(室温）、 冷却或加热等方法将缝隙里密封介质固化, 达成密封缝隙作用。
喷油
将油漆喷在产品表面, 自然风干方法。
抛光
利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其她抛光介质对工件表面进行修饰加工。抛光不能提升工件尺寸精度或几何形状精度, 而是以得到光滑表面或镜面光泽为目, 有时也用以消除光泽（消光）。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮通常见多层帆布、 毛毡或皮革叠制而成, 两侧用金属圆板夹紧, 其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成抛光剂。抛光时, 高速旋转抛光轮（圆周速度在20米／秒以上）压向工件, 使磨料对工件表面产生滚压和微量切削, 从而取得光亮加工表面, 表面粗糙度通常可达Ra0.63～0.01微米;当采取非油脂性消光抛光剂时, 可对光亮表面消光以改善外观。对产品表面要求稍低时, 常采取滚筒抛光方法。粗抛时将大量磨料和产品放在罐状滚筒中, 滚筒转动时, 使产品与磨料等在筒内地滚动碰撞以达成去除表面凸锋而减小表面粗糙度目。
超声波清洗
是利用超声波在液体中空化作用、 加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、 间接作用, 使污物层被分散、 乳化、 剥离而达成清洗目。

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