主要的表面加工原理与特征

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方法 原理与特征 材料 性状
电镀 将原材料作为阴极浸泡在电镀槽中、通过直流电在原材料表面电解析出金属膜。。 原材料为金属、塑料(通过无电解电镀使其导电、然后进行电镀)。 装饰用为1μm以下、防腐用与工业用为1 - 数十μm以上、多会残留针孔。
热浸镀 将原材料浸入到熔融金属中然后提起、使溶解金属凝固以形成覆膜。 原材料主要为钢铁材料、覆膜金属包括铝、锌、锡、铅等。 可形成厚层覆膜。贴紧性、变形加工性取决于覆膜层与原材料之间形成的合金层的性状。
渗镀 使金属元素扩散渗透到原材料表层。由于处理温度高(1000℃左右),因此需要进行镀后热处理。 原材料主要为钢铁材料、铁基、镍基耐热合金等。覆膜金属包括铝、铬、硅等。 合金层厚度为数十到数百μm。
蒸镀 物理蒸镀法:通过真空蒸镀、阴极溅镀、离子电镀等进行覆膜。化学蒸镀法:通过气体化合物的分解进行覆膜。 原材料为金属、陶瓷、塑料,覆膜材料为金属、陶瓷。 一般来说,物理蒸镀法的蒸镀速度较慢。化学蒸镀法免不了高温处理。
喷镀 将加热为熔融状态的喷镀材料的粉末或粒子喷射到原材料表面,形成覆膜。喷镀期间的原材料温度为200℃左右以下。 原材料为金属、陶瓷、塑料等,覆膜材料为金属、陶瓷、塑料或其混合材料。 贴紧强度比较低。覆膜上有气孔。实用的覆盖厚度为0.6mm左右以下。
复合板 采用压延压接法与爆炸焊接法等。处理对象为板面、气缸内面等形状简单的物体。 原材料为金属、基本为钢铁材料。复合板材料为金属、合金。 爆炸焊接时,复合板材的厚度为3mm左右以下。
阳极氧化 在硫酸或乙二酸等电解液中,将原材料作为阳极进行电解,在原材料表面形成氧化膜。 原材料主要为铝及其合金。另外还包括镁等。 氧化膜由致密层与多孔质层组成。通常进行封孔处理。贴紧性良好。可上色。
化学合成处理 利用浸渍法或喷涂法等,在原材料表面形成磷酸盐或铬酸盐覆膜。 原材料为钢铁材料、铝、锌等。 钢铁材料主要适用磷酸盐保护膜,铝主要适用铬酸盐保护膜。
渗碳 使碳扩散渗透到原材料表层。处理温度为850 - 950℃。处理后进行淬火。 原材料为碳含量0.2%以下的钢(表面渗碳硬化钢) 渗碳深度为0.5 - 5mm,硬度为700 - 850HV。处理时以及处理后的淬火会导致原材料变形,请注意。
氮化 使氮扩散渗透到原材料表层。处理温度为475 - 580℃。处理前可进行热处理与机加工。 气体氮化时,原材料为氮化钢(含有铬、钼、铝等)。几乎所有的钢都可进行离子氮化。  氮化深度为0.9mm以下。
硬度为600 - 1150HV。原材料的变形小。
渗碳氮化 在渗碳的同时进行氮化。处理温度为700 - 900℃。处理后进行淬火。 原材料与渗碳时相同。也适用于碳素钢。 渗碳氮化深度为1mm以下。硬度为800HV左右。
渗硫 使硫扩散渗透到原材料表层。处理温度为400 - 600℃。 原材料为钢材,不分钢种。 硫化铁保护膜的厚度低于0.2μm时,会导致摩擦系数下降。
渗硫氮化 在渗硫的同时进行氮化。处理温度为560 - 570℃。 原材料与氮化时相同。 渗硫氮化深度为0.1 - 0.5mm。
高频淬火 素利用高频感应电流对原材料表面进行急热-急冷淬火。 原材料为钢铁材料。主要是中碳钢、合金钢、铸造锻造品等。 硬化层的厚度为0.4 - 5mm。作业时间短。原材料的变形小。
火焰淬火 利用氧燃料火焰对原材料表面进行急热-急冷淬火。 同上 硬化层的厚度为1 到数mm。
其他表面淬火 利用激光束、电子束等对原材料表面进行急热-急冷淬火。 如果原材料具有淬火性,则无特别限制。 硬化层极薄。可局部硬化。
塑料被膜 利用贴衬板法、喷镀法、涂布法等对原材料表面覆膜。 覆膜材料为聚乙烯、聚氯乙烯、氟树脂、橡胶等。 可形成厚层覆膜。也有1mm以上的覆膜。
陶瓷涂层 利用蒸镀法、喷镀法、烧结法等覆盖原材料表面。 覆膜材料为玻璃质陶瓷(搪瓷)。各种陶瓷。 贴紧性不太好。覆膜可能会因反复加热冷却而开裂。
资料来源 日本机械学会 机械工学便览 加工学与加工设备

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