第三章-金属表面预处理...ppt

第三章第三章 金属表面预处理金属表面预处理n 表面预处理的目的表面预处理的目的n 表面预处理工艺表面预处理工艺n表面工程技术的作业环境表面工程技术的作业环境1n 清除被处理清除被处理材料表面附材料表面附着的杂质着的杂质，使处理后的材料，使处理后的材料本体表面的原子能和处理介本体表面的原子能和处理介质（气相或液相）的原子相质（气相或液相）的原子相接触，原子直接在材料本体接触，原子直接在材料本体上沉积或向材料内部扩渗；上沉积或向材料内部扩渗；n 有利于提高涂层与基体有利于提高涂层与基体材料之间的结合强度材料之间的结合强度 3.1 表面预处理的目的表面预处理的目的2 3.2.1 机械清理机械清理 去除被处理零件表面的固体杂物去除被处理零件表面的固体杂物3.2 表面预处理工艺表面预处理工艺1. 1. 机械打磨机械打磨（（1 1））砂砂轮轮：：粗粗磨磨加加工工，，除除毛毛刺刺、、铸铸件件的的表面、焊缝周围等表面、焊缝周围等2 2））布布轮轮：：精精磨磨抛抛光光，，使使处处理理后后的的零零件件表面光滑美观表面光滑美观。

磨光机及不同磨光机及不同形状的磨光轮形状的磨光轮 包括包括机械清理机械清理、、脱脂脱脂处理和处理和浸蚀浸蚀处理3 特点：手工操作，劳动强度大，有粉尘污染特点：手工操作，劳动强度大，有粉尘污染3 3））金属轮（刷）：金属轮（刷）：用金属丝摩擦金属表面，除氧化皮等用金属丝摩擦金属表面，除氧化皮等4特点：清理效率高，适用于大批量的小型零件特点：清理效率高，适用于大批量的小型零件2. 2. 滚光滚光 工工件件和和磨磨料料、、化化学学溶溶液液一一起起在在滚滚筒筒旋旋转转滚滚动动（（滚滚筒筒转转速速（（30~60转转/分分钟钟）） ，，使使工工件件和和磨磨料料之之间间发发生生滚滚动动摩摩擦擦，，起起到到清清除污垢的目的除污垢的目的5磨料的选择磨料的选择 滚光磨料有浮石、石英砂、花岗石，皮革角、贝壳、滚光磨料有浮石、石英砂、花岗石，皮革角、贝壳、铁屑，钢砂和陶瓷碎片等铁屑，钢砂和陶瓷碎片等 6n 需要滚光孔壁时，磨料粒子的直径应小于孔径需要滚光孔壁时，磨料粒子的直径应小于孔径n 零件上有螺纹孔时，磨料粒子的直径应大于螺纹孔径零件上有螺纹孔时，磨料粒子的直径应大于螺纹孔径n 不可选用粉状或过大尺寸的磨料。

不可选用粉状或过大尺寸的磨料选择磨料粒子的原则选择磨料粒子的原则7 装载量最少不低于装载量最少不低于30％，最多不高于％，最多不高于90％ 滚光液的选择：滚光液的选择：n 碱性水溶液：氢氧化钠、碳酸纳、皂角粉等加少量乳化液；碱性水溶液：氢氧化钠、碳酸纳、皂角粉等加少量乳化液；n 酸性水溶液：盐酸、硫酸、皂角粉等加少量的缓蚀剂酸性水溶液：盐酸、硫酸、皂角粉等加少量的缓蚀剂 滚筒装载量滚筒装载量8 硬质颗粒高速撞击工件表面，以除污垢硬质颗粒高速撞击工件表面，以除污垢 喷喷砂砂清清理理的的也也有有粗粗化化零零件件表表面面的的作作用用，，可可提提高高涂涂层层结结合强度 喷砂对金属表面还有强化的作用喷砂对金属表面还有强化的作用3. 喷砂（丸）喷砂（丸）9喷砂分干喷和湿喷两种喷砂分干喷和湿喷两种特点：效率高，污染小，可清理各种形状零件，清理质量好特点：效率高，污染小，可清理各种形状零件，清理质量好 吸入式喷砂机外形吸入式喷砂机外形 压力式喷砂机外形压力式喷砂机外形 吸入式喷砂枪吸入式喷砂枪10喷砂设备喷砂设备111.1.溶剂法溶剂法(1) (1) 有机溶剂：如汽油、苯、四氯化碳等。

一般在常温下脱脂有机溶剂：如汽油、苯、四氯化碳等一般在常温下脱脂 特特点点：：脱脱脂脂速速度度快快、、效效果果好好，，但但溶溶剂剂易易挥挥发发、、易易燃燃、、有有毒毒性性，，使用时应注意通风使用时应注意通风3.2.2 脱脂处理脱脂处理 去除被处理零件表面的油污去除被处理零件表面的油污12 由表面活性剂、缓蚀剂等组成用由表面活性剂、缓蚀剂等组成用超声波清洗超声波清洗效果更好效果更好 特特点点：：可可在在常常温温下下脱脱脂脂，，加加温温脱脱脂脂效效果果更更好好使使用用安安全全、、无无污染、价格低污染、价格低2) 水溶性清洗剂水溶性清洗剂13 利用碱溶液对皂化性油脂的皂化作用和表面活性物质对非皂利用碱溶液对皂化性油脂的皂化作用和表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用，除去工件表面上的各种油污化性油脂的乳化作用，除去工件表面上的各种油污2. 化学法化学法14 各种因素的作用（以钢铁预处理为例）：各种因素的作用（以钢铁预处理为例）：n 氢氧化钠：有很强的皂化能力，但含量过高会形成肥皂难氢氧化钠：有很强的皂化能力，但含量过高会形成肥皂难以清除，一般含量以清除，一般含量 < 100< 100克克/ /升。

升n 碳酸钠：呈弱碱性，有一定的皂化能力和对溶液碳酸钠：呈弱碱性，有一定的皂化能力和对溶液pHpH值起缓值起缓冲作用冲作用(pH<8.5(pH<8.5皂化反应不能进行，皂化反应不能进行，pH>10.2pH>10.2则肥皂发生水解则肥皂发生水解) )n 磷酸三钠：呈弱碱性，有一定的皂化能力和缓冲磷酸三钠：呈弱碱性，有一定的皂化能力和缓冲pHpH值的作值的作用，有助于水玻璃从工件表面洗去用，有助于水玻璃从工件表面洗去n 水玻璃：有较强的乳化能力和一定的皂化能力但残留在水玻璃：有较强的乳化能力和一定的皂化能力但残留在工件表面上的水玻璃较难洗净，应与磷酸三钠配合使用工件表面上的水玻璃较难洗净，应与磷酸三钠配合使用15n 乳乳化化剂剂：：分分子子具具有有亲亲水水基基团团和和憎憎水水(亲亲油油)基基团团，，在在除除油油过过程程中中，，其其憎憎水水基基团团指指向向油油污污而而亲亲水水基基团团指指向向溶溶液液，，降降低低油油－－溶溶液液界界面面张张力力，，油油污污以以极极细细小小的的油油珠珠脱脱离离零零件件表表面面进进入入溶溶液液中中成成乳乳浊液n 温温度度：：提提高高温温度度可可以以提提高高皂皂化化反反应应速速度度，，加加快快溶溶液液的的循循环环，，降低油脂的粘度，油降低油脂的粘度，油—溶液界面的表面张力减低，较易湿润。

溶液界面的表面张力减低，较易湿润n 机机械械作作用用：：抖抖动动零零件件、、搅搅拌拌或或喷喷射射溶溶液液以以及及用用超超声声波波振振荡荡都都能加快除油过程能加快除油过程 化学法脱脂的特点：操作简单、脱脂能力强、安全可靠化学法脱脂的特点：操作简单、脱脂能力强、安全可靠16 在电化学法脱脂液中，工件接直在电化学法脱脂液中，工件接直流电，利用电解析出的氢气或氧气流电，利用电解析出的氢气或氧气泡使油膜变成小油珠而脱离零件泡使油膜变成小油珠而脱离零件3. 电电化学法化学法 特点：脱脂效果好，速度快阴极特点：脱脂效果好，速度快阴极脱脂易引起高强钢氢脆；阳极脱脂易脱脂易引起高强钢氢脆；阳极脱脂易对有色金属产生腐蚀对有色金属产生腐蚀17181.1.化学抛光化学抛光 零件浸在抛光液内，通过化学介质零件浸在抛光液内，通过化学介质对金属表面凸出部分的溶解降低表面粗对金属表面凸出部分的溶解降低表面粗糙度，提高零件表面光亮度糙度，提高零件表面光亮度 特点：适合处理形状复杂的零件，生特点：适合处理形状复杂的零件，生产效率高产效率高3.2.3 抛抛 光光 提高被处理零件表面光亮度。

提高被处理零件表面光亮度1920 浸入电解液中的零件接阳极，浸入电解液中的零件接阳极，金属表面凸出部分电流密度大，溶金属表面凸出部分电流密度大，溶解速度快，结果表面的粗糙度减小，解速度快，结果表面的粗糙度减小，光亮度提高光亮度提高 电电解解抛抛光光成成本本高高、、效效率率低低但但抛光质量高抛光质量高2. 电解抛光电解抛光21221.1.化学浸蚀化学浸蚀和电化学浸蚀和电化学浸蚀 酸和氧化膜反应生成溶于水的盐：酸和氧化膜反应生成溶于水的盐： FeFe2 2O O3 3 + 6HCl = 2FeCl + 6HCl = 2FeCl3 3 + 3H + 3H2 2O O FeOFeO + 2HCl = FeCl + 2HCl = FeCl2 2 + H + H2 2O O3.2.4 浸浸 蚀蚀 去除被处理零件表面较薄的锈或氧化膜去除被处理零件表面较薄的锈或氧化膜酸液中加金属缓蚀剂可以减小酸对金属的腐蚀酸液中加金属缓蚀剂可以减小酸对金属的腐蚀2324 简简化化脱脱脂脂和和浸浸蚀蚀工工序序，，使使脱脱脂脂和和浸浸蚀蚀一一次次完完成成，，仅仅用用在在表表面油脂和锈蚀都轻微的场合。

面油脂和锈蚀都轻微的场合3.2.5 脱脂脱脂-浸蚀综合处理浸蚀综合处理25机机械械清清理理→脱脱脂脂→水水清清洗洗→化化学学浸浸蚀蚀→水水清清洗洗→中中和和→水水清清洗洗→（甩干）（甩干）→立即进行表面处理立即进行表面处理典型的金属清洗工艺典型的金属清洗工艺26局部保护工艺局部保护工艺 对零件表面有一些不允许处理的特殊部位，如螺纹、精加对零件表面有一些不允许处理的特殊部位，如螺纹、精加工配合面等，进行保护处理但尽量不要采用保护措施，因为工配合面等，进行保护处理但尽量不要采用保护措施，因为n 增加工作量；增加工作量；n 保护处容易储存碱液或酸液，影响到下一工序保护处容易储存碱液或酸液，影响到下一工序3.2.6 其它表面处理工艺其它表面处理工艺271.1.喷涂工作环境的要求喷涂工作环境的要求n 最好是在无人的封闭工作间内进行；最好是在无人的封闭工作间内进行；n 要有强排风装置，防止粉尘危害；要有强排风装置，防止粉尘危害；n 等离子喷涂应有防噪音措施，如戴耳塞等离子喷涂应有防噪音措施，如戴耳塞 3.3 表面工程技术的作业环境表面工程技术的作业环境不同的表面工程技术对工作环境有不同的要求。

不同的表面工程技术对工作环境有不同的要求28n 场地干净无飞尘；场地干净无飞尘；n 对环境的温度、湿度有一定要求；对环境的温度、湿度有一定要求；n 加强通风，防止异味损害工人健康；加强通风，防止异味损害工人健康；n 要有防火措施等要有防火措施等2. 对涂装环境的要求对涂装环境的要求293. 对加工集成电路工作环境空气中尘埃数量的对加工集成电路工作环境空气中尘埃数量的要求要求30。