材料的表面處理方法(材料表面處理工藝)
1.材料有哪些表面處理工藝
涂裝前表面處理
為了把物體表面所附著的各種異物（如油污、銹蝕、灰塵、舊漆膜等）去除，提供適合于涂裝要求的良好基底，以保證涂膜具有良好的防腐蝕性能、裝飾性能及某些特種功能，在涂裝之前必須對(duì)物體表面進(jìn)行預(yù)處理。人們把進(jìn)行這種處理所做的工作，統(tǒng)稱(chēng)為涂裝前（表面）處理或（表面）預(yù)處理。
手工處理
如刮刀、鋼絲刷或砂輪等。用手工可以除去工件表面的銹跡和氧化皮，但手工處理勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，質(zhì)量差，清理不徹底。
化學(xué)處理
主要是利用酸性或堿性溶液與工件表面的氧化物及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其溶解在酸性或堿性的溶液中，以達(dá)到去除工件表面銹跡氧化皮及油污，再利用尼龍制成的毛刷輥或304#不銹鋼絲（耐酸堿溶液制成的鋼絲刷輥清掃干凈便可達(dá)到目的?；瘜W(xué)處理適應(yīng)于對(duì)薄板件清理，但缺點(diǎn)是：若時(shí)間控制不當(dāng)，即使加緩蝕劑，也能使鋼材產(chǎn)生過(guò)蝕現(xiàn)象，對(duì)于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件和有孔的零件，經(jīng)酸性溶液酸洗后，浸入縫隙或孔穴中的余酸難以徹底清除，若處理不當(dāng)，將成為工件以后腐蝕的隱患，且化學(xué)物易揮發(fā)，成本高，處理后的化學(xué)排放工作難度大，若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
機(jī)械處理
主要包括鋼絲刷輥拋光法、拋丸法和噴丸法。
拋光法也就是刷輥在電機(jī)的帶動(dòng)下，刷輥以與軋件運(yùn)動(dòng)相反的方向在板帶的上下表面高速旋轉(zhuǎn)刷去氧化鐵皮。
拋丸法清理是利用離心力將彈丸加速，拋射至工件進(jìn)行除銹清理的方法。但拋丸靈活性差，受場(chǎng)地限制，清理工件時(shí)有些盲目性，在工件內(nèi)表面易產(chǎn)生清理不到的死角。
需要做噴拋工藝的工廠(chǎng)在選用輸砂設(shè)備和除塵設(shè)備的時(shí)候一定要充分考慮到生產(chǎn)的實(shí)際情況，盡量選擇功率相對(duì)于生產(chǎn)需要更大的設(shè)備，由于拋丸做業(yè)的設(shè)備一般損耗較快，長(zhǎng)期使用之后這樣或那樣的問(wèn)題會(huì)很多影響生產(chǎn)，選用功率較大的設(shè)備會(huì)大大減少以后維護(hù)所浪費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用。
等離子處理
等離子表面處理器由等離子發(fā)生器，氣體輸送管路及等離子噴頭等部分組成，等離子發(fā)生器產(chǎn)生高壓高頻能量在噴嘴鋼管中被激活和被控制的輝光放電中產(chǎn)生低溫等離子體，借助壓縮空氣將等離子噴向工件表面，當(dāng)?shù)入x子體和被處理物體表面相遇時(shí)，產(chǎn)生了物體變化和化學(xué)反應(yīng)。表面得到了清潔，去除了碳化氫類(lèi)污物，如油脂，輔助添加劑等，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入含氧極性基團(tuán)（羥基、羧基），這些基團(tuán)對(duì)各類(lèi)涂敷材料具有促進(jìn)其粘合的作用，在粘合和油漆應(yīng)用時(shí)得到了優(yōu)化。
2.金屬材料表面處理方式有哪些
如果沒(méi)有特殊的要求，一般表面處理方式：
1.防銹油處理，植物油（較少，減震器用）或者礦物油
2. 電鍍鋅、電鍍Cr，外觀(guān)銀白色或彩虹色，也有黑色，具體看要求
3. 電泳漆，一般為黑色
表面處理在基體材料表面上人工形成一層與基體的機(jī)械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿(mǎn)足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。
一般國(guó)內(nèi)所說(shuō)的表面處理有兩種解釋?zhuān)环N為廣義的表面處理，表面處理劑即包括前處理、電鍍、涂裝、化學(xué)氧化、熱噴涂等眾多物理化學(xué)方法在內(nèi)的工藝方法；另一種為狹義的表面處理，即只包括噴砂、拋光等在內(nèi)的即我們常說(shuō)的前處理部分。以下我們所說(shuō)的主要是狹義的表面處理。
3.材料的表面處理工藝可分為哪三大類(lèi)型
可分為表面改性、表面化學(xué)熱處理、表面涂覆三大類(lèi)型。
如表面改性的特點(diǎn)是通過(guò)改變表面的組織狀態(tài)來(lái)達(dá)到所需的性能，有火焰表面淬火、中高頻表面淬火、激光熱處理等等。
表面化學(xué)熱處理的特點(diǎn)是通過(guò)改變表面層的化學(xué)成分并通過(guò)熱處理來(lái)達(dá)到所需性能，有滲碳、滲氮、碳氮共滲、離子氮化、離子注入、滲硼、滲硫以及滲各種金屬等等。
表面涂覆的特點(diǎn)是通過(guò)附加一層不同于基體的別的材料來(lái)達(dá)到所需性能，有刷漆、抹油、電鍍、發(fā)藍(lán)發(fā)黑、磷化、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、熱噴涂等等。
4.表面處理有哪些方法
表面處理前的項(xiàng)目
拋光：利用柔性?huà)伖夤ぞ吆湍チ项w?；蚱渌麙伖饨橘|(zhì)對(duì)工件表面進(jìn)行的修飾加工。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時(shí)也用以消除光澤（消光）。通常以?huà)伖廨喿鳛閽伖夤ぞ摺伖廨喴话阌枚鄬臃?、毛氈或皮革疊制而成，兩側(cè)用金屬圓板夾緊，其輪緣涂敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。拋光時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪（圓周速度在20米/秒以上）壓向工件，使磨料對(duì)工件表面產(chǎn)生滾壓和微量切削，從而獲得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可達(dá)Ra0.63~0.01微米；當(dāng)采用非油脂性的消光拋光劑時(shí)，可對(duì)光亮表面消光以改善外觀(guān)。對(duì)產(chǎn)品表面要求稍低時(shí)，常采用滾筒拋光的方法。粗拋時(shí)將大量磨料和產(chǎn)品放在罐狀滾筒中，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使產(chǎn)品與磨料等在筒內(nèi)隨機(jī)地滾動(dòng)碰撞以達(dá)到去除表面凸鋒而減小表面粗糙度的目的。
5.產(chǎn)品的表面處理有哪些方法
根據(jù)使用的方法不同，可將表面處理技術(shù)分為下述種類(lèi)。
電化學(xué)法
這種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，工件為陰極，在外電流作用下，使其表面形成鍍層的過(guò)程，稱(chēng)為電鍍。鍍層可為金屬、合金、半導(dǎo)體或含各類(lèi)固體微粒，如鍍銅、鍍鎳等。
（二）氧化
在電解質(zhì)溶液中，工件為陽(yáng)極，在外電流作用下，使其表面形成氧化膜層的過(guò)程，稱(chēng)為陽(yáng)極氧化，如鋁合金的陽(yáng)極氧化。
鋼鐵的氧化處理可用化學(xué)或電化學(xué)方法?；瘜W(xué)方法是將工件放入氧化溶液中，依靠化學(xué)作用在工件表面形成氧化膜，如鋼鐵的發(fā)藍(lán)處理。
化學(xué)方法
這種方法是無(wú)電流作用，利用化學(xué)物質(zhì)相互作用，在工件表面形成鍍覆層。其中主要的方法是：
（一）化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理
在電解質(zhì)溶液中，金屬工件在無(wú)外電流作用，由溶液中化學(xué)物質(zhì)與工件相互作用從而在其表面形成鍍層的過(guò)程，稱(chēng)為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。如金屬表面的發(fā)藍(lán)、磷化、鈍化、鉻鹽處理等。
（二）化學(xué)鍍
在電解質(zhì)溶液中，工件表面經(jīng)催化處理，無(wú)外電流作用，在溶液中由于化學(xué)物質(zhì)的還原作用，將某些物質(zhì)沉積于工件表面而形成鍍層的過(guò)程，稱(chēng)為化學(xué)鍍，如化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅等。
熱加工法
這種方法是在高溫條件下令材料熔融或熱擴(kuò)散，在工件表面形成涂層。其主要方法是：
（一）熱浸鍍
金屬工件放入熔融金屬中，令其表面形成涂層的過(guò)程，稱(chēng)為熱浸鍍，如熱鍍鋅、熱鍍鋁等。
（二）熱噴涂
將熔融金屬霧化，噴涂于工件表面，形成涂層的過(guò)程，稱(chēng)為熱噴涂，如熱噴涂鋅、熱噴涂鋁等。
（三）熱燙印
將金屬箔加溫、加壓覆蓋于工件表面上，形成涂覆層的過(guò)程，稱(chēng)為熱燙印，如熱燙印鋁箔等。
（四）化學(xué)熱處理
工件與化學(xué)物質(zhì)接觸、加熱，在高溫態(tài)下令某種元素進(jìn)入工件表面的過(guò)程，稱(chēng)為化學(xué)熱處理，如滲氮、滲碳等。
（五）堆焊
以焊接方式，令熔敷金屬堆集于工件表面而形成焊層的過(guò)程，稱(chēng)為堆焊，如堆焊耐磨合金等。
真空法
這種方法是在高真空狀態(tài)下令材料氣化或離子化沉積于工件表面而形成鍍層的過(guò)程。其主要方法是。
（一）物理氣相沉積（PVD）
在真空條件下，將金屬氣化成原子或分子，或者使其離子化成離子，直接沉積到工件表面，形成涂層的過(guò)程，稱(chēng)為物理氣相沉積，其沉積粒子束來(lái)源于非化學(xué)因素，如蒸發(fā)鍍?yōu)R射鍍、離子鍍等。
（二）離子注入
高電壓下將不同離子注入工件表面令其表面改性的過(guò)程，稱(chēng)為離子注入，如注硼等。
（三）化學(xué)氣相沉積（CVD）
低壓（有時(shí)也在常壓）下，氣態(tài)物質(zhì)在工件表面因化學(xué)反應(yīng)而生成固態(tài)沉積層的過(guò)程，稱(chēng)為化學(xué)氣相鍍，如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。
其它方法
主要是機(jī)械的、化學(xué)的、電化學(xué)的、物理的方法。其中的主要方法是：
（一）涂裝
閑噴涂或刷涂方法，將涂料（有機(jī)或無(wú)機(jī)）涂覆于工件表面而形成涂層的過(guò)程，稱(chēng)為涂裝，如噴漆、刷漆等。
（二）沖擊鍍
用機(jī)械沖擊作用在工件表面形成涂覆層的過(guò)程，稱(chēng)為沖擊鍍，如沖擊鍍鋅等。
（三）激光表面處理
用激光對(duì)工件表面照射，令其結(jié)構(gòu)改變的過(guò)程，稱(chēng)為激光表面處理，如激光淬火、激光重熔等。
（四）超硬膜技術(shù)
以物理或化學(xué)方法在工件表面制備超硬膜的技術(shù)，稱(chēng)為超硬膜技術(shù)。如金剛石薄膜，立方氮化硼薄膜等。
（五）電泳及靜電噴涂
1、電泳
工件作為一個(gè)電極放入導(dǎo)電的水溶性或水乳化的涂料中，與涂料中另一電極構(gòu)成解電路。在電場(chǎng)作用下，涂料溶液中已離解成帶電的樹(shù)脂離子，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。這些帶電荷的樹(shù)脂離子，連同被吸附的顏料粒子一起電泳到工件表面，形成涂層，這一過(guò)程稱(chēng)為電泳。
2、靜電噴涂
在直流高電壓電場(chǎng)作用，霧化的帶負(fù)電的油漆粒子定向飛往接正電的工件上，從而獲得漆膜的過(guò)程，稱(chēng)為靜噴涂。
6.表面處理有哪些方法
表面處理前的項(xiàng)目拋光：利用柔性?huà)伖夤ぞ吆湍チ项w粒或其他拋光介質(zhì)對(duì)工件表面進(jìn)行的修飾加工。
拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的，有時(shí)也用以消除光澤（消光）。通常以?huà)伖廨喿鳛閽伖夤ぞ摺?/p>
拋光輪一般用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，兩側(cè)用金屬圓板夾緊，其輪緣涂敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。拋光時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪（圓周速度在20米/秒以上）壓向工件，使磨料對(duì)工件表面產(chǎn)生滾壓和微量切削，從而獲得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可達(dá)Ra0.63~0.01微米；當(dāng)采用非油脂性的消光拋光劑時(shí)，可對(duì)光亮表面消光以改善外觀(guān)。
對(duì)產(chǎn)品表面要求稍低時(shí)，常采用滾筒拋光的方法。粗拋時(shí)將大量磨料和產(chǎn)品放在罐狀滾筒中，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使產(chǎn)品與磨料等在筒內(nèi)隨機(jī)地滾動(dòng)碰撞以達(dá)到去除表面凸鋒而減小表面粗糙度的目的。
