二、表面合金化技术
1.渗碳和渗氮:
概念:通过物理方法,使添加材料进入基体,行成合金化层。
典型工艺:金属的渗碳和渗氮处理
方法:将金属和渗剂共同放置于密闭的腔体内,采用加热,真空等措施,活化金属表面,经过分解,吸收,扩散过程等作用使碳,氮进入金属基体。
渗碳后一般直接进行淬火和低温回火,看到淬火,我们即可狭隘的理解成渗碳的作用就是为了增加碳含量, 方便实施淬火。渗碳时,要注意碳的浓度,浓度过低会导致渗层不够,浓度过高,则会使组织粗大,后续磨削易产生裂纹。
渗碳前最好进行正火预处理,改善原始组织,消除魏氏组织。在零件部分渗碳时可以采用防渗剂进行涂抹以避免在该区域渗碳。合金钢材料中的铝、铬、钒及钼元素在渗氮过程中,与初生态的氮原子接触时,就能生成安定的氮化物,尤其是钼元素,不仅是生成氮化物元素,还能降低在渗氮时所产生的脆性。
对于渗氮来说,一般只应用于含金钢,对于更广泛的应用可以选择碳氮共渗的工艺,不受钢种限制,有些人也管这种工艺叫做氰化,适用于碳素钢、 合金钢、铸铁及粉末冶金等材料。
三、表面转化膜技术
金属表面转化膜技术就是使金属与特定的腐蚀液相接触,通过化学或电化学手段,使金属表面形成一层稳定的、致密的、附着良好的化合物膜,这种通过化学或电化学处理所生成的膜层称为化学转化膜。化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成,目前工业上应用较多的是铁、铝、锌。
应用
金属表面转化膜能提高金属表面的耐蚀性、减摩性、耐磨性和装饰性,还能提高有机涂层的附着性和抗老化性,用作涂装底层。此外,有些表面转化膜提高金属表面的绝缘性和防爆性。
防锈用化学转化膜主要用于以下两种情况:
对部件有一般的防锈要求,如涂防锈油等,转化膜作为底层很薄时即可应用;对部件有较高的防锈要求,部件又不受挠曲、冲击等外力作用,转化膜要求均匀致密,且以厚者为佳。耐磨用化学转化膜,广泛地应用于金属与金属面互相摩擦的部位。
表面上的磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数,因此减少了金属面间的摩擦阻力。这种磷酸盐膜层还具有良好的吸油作用,在金属接触面间产生了一缓冲层,从化学和机械两个方面保持了基体,从而减小磨损。
1.发黑处理:
概念:金属表面处理的一种常用手段,原理是使金属表面产生一层氧化膜,以隔绝空气,达到防锈目的。
适用范围:对外观要求不高时可以采用发黑处理,钢制件的表面发黑处理,也被称为发蓝。原理:化学表面处理,在工件表面形成一层致密的氧化膜,提高工件的耐腐蚀性和耐磨性。不会对内部组织产生影响。
2.磷化处理:
概念:一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程,工件(钢,铝,锌)浸入以酸式磷酸盐为主的磷化液,在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程。
目的:
1.用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力
2.在金属冷加工工艺中起到减摩润滑的作用。
四、表面涂层技术
通过物理,化学方法,使添加材料在基体表面形成涂层。基体不参与涂层的形成。
镀锌,是碟簧常用的涂层之一。作用:主要是防腐蚀,用量占全部电镀零件的1/3至1/2,是所有电镀品种中产量最大的一个镀种。
镀镍,应用:防护装饰性:在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用。
镀铬,优点:1.铬在大气中能长久保持光泽,在碱液,硝酸,硫酸等许多有机酸中不发生反应;2.在空气中极易钝化,表面生成一层极薄的钝化膜;3.镀铬层有很高的硬度和优良的耐磨性及较低的摩擦系数。
金属表面处理技术可以在不增加或不增加太多成本的情况下,使工件表面受到保护和强化,或修复废旧工件和加工失误的工件,从而提高产品的使用寿命和可靠性,改善机械设备的性能、质量,增强产品的竞争能力。所以,金属表面处理技术,对于推动高新技术的发展,对于节约材料、节约能源等都具有重要意义。
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