表面处理方式
32页1、6.5 表面处理技术, 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, 表面强化处理, 表面洁化处理, 表面装饰处理, 表面防蚀处理,3常用表面处理方法, 喷漆与喷塑等, 热喷涂、喷丸、表面滚压, 表面胀光、离子镀, 激光表面强化、抛光, 普通电镀、特种电镀, 钢铁发蓝、钢铁磷化, 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 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:, 喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米。, 喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等。, 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。, 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, 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、。, 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),可在室内喷涂,也可在野外现场作业;可 整体喷涂,也可以局部喷涂。, 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。, 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, 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。, 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。, 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。,三、喷丸, 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:, 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
3、用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、 焊件的残余应力等。, 喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。, 喷丸通常是直径为0.52mm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, 滚压外圆及 所用工具,1表面滚压, 滚压内圆及所用工具, 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:, 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。,滚压余量通常为表面微观不平度的平均高度(0.010.02mm)。 滚压后,尺寸公差等级可达IT7IT6,Ra值可达0.80.1m m, 表层硬度可提高510%,硬化层深度可达0.22mm,疲劳 强度可提高1030%。,2表面胀光(挤光或挤压), 胀光一般在压力机或拉床上进行,用于 2 45孔壁较 厚的金属零件。,说明:, 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。, 胀光余量一般为0.070
4、.015mm。胀光后尺寸公差等级可 达IT7IT5,Ra值可达0.80.025 m 。,五、离子镀, 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:, 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。, 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23mm。,六、激光表面强化, 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。,说明:, 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。, 激光表面强化的热影响区小,变形小,工件表面清洁, 操作方便。, 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、齿轮及内燃机缸套等。, 激光表面强化的设备昂贵,硬化层深度较浅,一般
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