1、华南理工大学 张木青高等学校金工实习讲课型多媒体课件高等学校金工实习讲课型多媒体课件 材料表面处理简介一、概概 述述 表面处理也称表面工程，它是将固体材料表面与基体一起作为一个系统进行设计，利用表面改性技术、薄膜技术和涂镀层技术，使材料表面获得它本身没有而又希望具有的性能的系统工程。它涵盖了在物体表面上所发生的各种技术。 表面工程技术包括 ： 表面改性技术 薄膜技术 涂镀层技术 表面工程技术的功能和作用 提高材料表面的耐磨性、耐腐蚀性以及抗高温氧化性。 提高材料抗疲劳的能力。 提高材料耐热、导热、隔热、吸热、热反射的性能。 赋与材料特定的物理性能，如电、声、光、磁、电转换及存储记忆的功能。 赋
2、与制件表面装饰的特性。 二、用于紧固件的几种表面处理技术 1、发蓝 将零件放入苛性钠、硝酸钠或亚硝酸钠溶液中处理，使零件表面生成一层很薄的黑色氧化膜的过程，称为氧化处理，简称发蓝。 作用：增加美观、抗腐蚀 氧化膜厚度大约为0515m2、磷化处理 把零件放入磷酸盐溶液中进行浸泡，使金属表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜，简称磷化。 颜色呈灰色和暗灰色 磷化在钢铁零件的防腐蚀起着比较重要的作用 磷化处理的抗蚀性比发蓝好3、电镀 电镀是以被镀的金属制品作阴极，通过直流电使电镀液中的阳离子在金属制品表面上析出，生成电镀膜将金属覆盖的方法。1）电镀铜 因为铜在空气中容易变色，所以不能把它用于装饰或防蚀，但
3、是可用作金、银、镍等金属电镀的基底。2）电镀锌 镀锌主要是用于防腐蚀。 现代镀锌己采用铬酸处理法，使锌本身的耐腐蚀性提高，外观也更加也非常漂亮。 铬酸盐处理 电镀锌之后，为改善光泽和耐腐蚀性，要进行后处理，其中用得最多的是铬酸处理。 处理工艺是：充分水洗电镀后的锌膜，然后浸入0.51.0的硝酸水溶液中，再在铬酸、硫酸、硝酸组成的溶液中进行光泽或着色处理。 铬酸有六价铬和三价铬，即 三价铬一般是没有的，要用电解法或用草酸分解得到 六价铬毒性是三价铬的100倍左右，因此三价铬相对环保，但成本要高些。 6Cr3Cr 此外，带有颜色的膜，即有干涉条纹的镀膜耐腐蚀性好，耐盐水喷雾试验的能力也强。 还可以
4、用茵素系染料在镀层上染色。染色后再用亮漆作保护膜，这样可防止染料退色。3）热浸镀锌 要提高长时间的耐腐蚀性，用电镀、涂层、金属喷镀等方法尚不能满足要求，现在，又有了将耐腐蚀性金属在钢铁表面上厚镀的方法，即熔融金属热浸镀法。 热浸镀锌要加熔剂（氯化铵），起中间媒介作用，使锌附着在钢铁表面上。 设备：需要有用于热浸镀的铁槽和加热装置4）电镀镍 镍是银白色的金属。镀层硬，易于抛光，光亮美观，抗蚀性比铜高。但价格贵。5）镀黑镍 镀黑镍就是在电解液中，添加一定数量的锌盐和含硫物质而获得的。 黑镍层的抗蚀性不如普通镍层。为提高黑镍层的抗蚀性、结合力，钢铁零件在镀黑镍前吹砂，而后镀铜或镀锌作底层。铜零件上镀
5、黑镍比钢零件上快且性能好。 黑镀层多用于光学、仪表工业上的某些特殊零件的装饰。如相机。6）电镀铬 铬是一种银白色(带蓝色)金属。在潮湿的大气中很稳定，能长期保持其颜色。 因为铬层具有多孔性，因此，在钢铁零件表面直接镀铬作防腐层是不理想的。一般是经多层电镀(即镀铜、镀镍、镀铬)，才能达到防锈、装饰的目的。7）达克罗达克罗 达克罗是DACROMET译音和缩写，简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内命名为锌铬涂层，是一种新型的耐腐涂层 与传统的电镀锌相比：锌铬涂层耐腐蚀性能极强，是镀锌的710倍，无氢脆性，特别适用于高强度、高耐热性的受力件 涂覆的全过程中无污染，在金属表面处理方面是历史上的一场革命，是当
6、今世界上金属表面处理富有代表性的高新技术。 达克罗最早诞生于二十世纪五十年代末，在北美、北欧寒冷的冬天，道路上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶，人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点的温度，这样缓解道路畅通问题，但是紧接而来的氯化钾中的氯离子侵蚀了钢铁基体，交通工具严重受损、严峻的课题出现了。美国的科学家迈克马丁研制了以金属锌片为主同时加入铝片、铬酸、去离子水做溶剂的高分散水溶性涂料，涂料沾在金属基体上，经过全闭路循环涂覆烘烤，形成薄薄的涂层。达克罗涂层成功地抵抗氯离子的侵蚀，防腐技术进入了新的台阶，革新了传统工艺防腐寿命短的缺陷。 由此，达克罗技术被美国军方采纳，成为一项防腐军事技术（美军标MTL
7、-C-87115），到了七十年代日本的NDS公司从美国MCI公司引入达克罗技术，并且买断了在亚太地区的使用权，并控股美国MCI公司。岛国的日本每年钢铁件腐蚀吨位大，因此她尤其注重防腐技术，达克罗技术又通过日本的改良后，在本国并迅速发展了100余家涂覆厂以及70余家制药单位，一些发达国家也纷纷引进达克罗技术，中国在1994年正式从日本引进达克罗技术，最初仅用于国防工业和国产化的汽车零部件，现已发展到电力、建筑、海洋工程、家用电器、小五金及标准件、铁路、桥梁、隧道、公路护栏、石油化工、生物工程、医疗器械粉末冶金等多种行业。 8）Xylan系列氟聚合物涂层系列氟聚合物涂层 Xylan是涂料系列的代号。其中Xylan PTFE(聚四氟乙烯) 氟聚合物涂覆是紧固件未来的防腐方向 。 耐腐蚀性、耐候性特别强，特别适合于潮湿、高盐度的环境 氟聚合物涂层颜色一般为蓝色课堂练习 简述热浸镀锌过程。 简述氧化处理过程。 简述磷化处理过程。 简述现代镀锌过程。镀彩锌过程是怎样的？ 为什么说三价铬螺栓是环保螺栓？ 什么是达克罗涂层？有何优点？ 什么是Xylan系列氟聚合物涂层？有何优点？
