常见钢的表面处理总结

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1、常见钢的表面处理总结由于铁金属表面处理的方法非常多，特性也不甚相同。一般厂内设备之零 件，依需求状况选择适当之表面处理。例如一般机架施以喷漆处理，螺栓螺帽以 染黑处理，固定机板或底座以镀镍处理，滑动轨道或滑动杆可依所需强度施以镀 铬或镀硬铬处理，露光台则以氮化处理。各种表面处理的不同点如下表格：表面处理防锈性耐磨性耐蚀性硬度厚度颜色备注喷漆佳差佳不变厚各种颜色美观染黑可差差不变1525黑 八防反光，涂防锈油 防锈效果佳镀铬佳佳佳Rc60以上0.20.5光泽度高具光泽、美观耐磨镀硬铬佳极佳佳Rc5055550 条光泽度低后再研磨可成为 高精度尺寸镀锌佳差可4卩黄防锈，再行铬酸盐 处理更佳镀镍佳佳

2、佳小于Rc3024条白、光泽防锈，美观无电镀镍 又称化学镍佳极佳极佳Rc4970550u银白光泽膜厚均匀精度佳， 价格昂贵形状复杂，亦适用 非铁金属氮化佳佳差Rc506012卩黑 八不易变形，耐高温皮膜佳佳佳Rc4048310u通常为涂装前处理阳极处理佳佳佳透明只适用于铝材表面硬化热处理：由于铁金属热处理的方法非常多，特性也不甚相同方式说明渗碳HC所谓的渗碳，乃在低碳钢的表面，渗入碳量使成髙碳钢，然后再将其 表面硬化的方法。只渗入碳虽可使其硬化，但其状况不太明显，故再 予淬火处理，也就是要将渗碳及淬火两种操作均予利用才算正确的方 法，此即称为渗碳淬火。经过渗碳淬火的工件外硬内柔，由于能提髙 耐

3、磨耗性、耐疲劳性、耐冲击性，故广泛应用于机械零件的表面。氮化HNT所谓的氮化就是在钢的表面渗入氮气，而使其硬化的方法。由于在钢中渗入氮，变成氮化铁时硬度增加，所以不必再施予淬火的操作，这 点与渗碳不同。氮化后的零件，由于不必淬火，也富有耐磨耗性及耐 腐蚀性，故不必担心会发生淬火龟裂或淬火变形。氮化处理硬度约 HRC4552。髙周波处理1 HQI为利用髙周波电流来加热，只在钢件的表面作急速加热的淬火之表面 硬化方法。而髙周波则采比商用周波数（60Hz髙的周波数，故称之。 髙周波淬火所适用的钢材，以S35S45C为佳，硬度约为HRC4550。热处理特性热处理防锈性耐磨性耐蚀性硬度颜色备注渗碳差佳差

4、硬黑适用于低碳钢，可增加韧性调质差佳差硬黑即淬火+回火，适用于中碳钢超声波差佳差硬黑适用韧性，只作局部处理之工件滑动面用耐磨耗材料硬度使用实例：钢材之种类符号JIS淬火硬度HS使用例备注机械构造用碳钢S15CK1 渗碳 80902235托板支架成本低，具有充 分韧性，可得耐 磨耗性。S40CS58C6587离合器环、引擎 汽缸、油压心轴、 销、离合器板。低锰钢1 SAE 10417183车架环成本低铬钼钢SCM432SCM4405577活塞、连杆韧性大SCM4151 渗碳 80903647活塞、连杆、心 轴、转动面耐磨耗性大SCM4201 渗碳 80903750引擎、扣件耐磨耗性大铬钢SCr4

5、306772油压凸轮环强度大SCr4151 渗碳 80903343工作机械用夹头 支架碳工具钢SK4SK77992发动机用磨擦板韧性大合金工具钢SKS448195工作机械转动键耐磨耗性大髙速工具钢SKH28191油压用轮叶式 pump之轮叶耐磨耗性大表面电镀处理电镀是表面处理很普遍被采用的方式，为耐蚀、耐磨或装饰等用途，在金属或非金属表面上，利用电气沉积金属的表面技术。方式说明镀铜铜暴露在空气中容易失去光泽，机械强度亦不很好，偶而用在反射镜及配电盘零 件外，很少用镀铜为成品，但是铜的上面镀镍及铬很容易密着，且铜质地软，磨 光容易，故常做为镀镍的底层。镀镍镍具有耐磨、耐蚀及保持光泽的特色，镍不易

6、直接附着在铁材上，故先镀铜后镀 镍效果较佳。在工业上镀镍大致分为两种：一是光泽镍，一是无光泽镍，就耐蚀 方面来说，光泽镍比较差，通常用来作镀铬的底层。镀铬金属铬具有银白色的光泽，非常硬，镀铬大别分为两类，即装饰用及工业用，分 述如下：装饰用镀铬：不直接镀在原材上，都镀在以镍底的上面，厚度仅0.003mm以下。 工业用镀铬：把铬的物理性能及化学性能髙度发挥，铬层极硬为其特色 （HRC38.8，这种镀金是镀在原材上成为各种工业用品，制成最终工程，其细 分用途如下：硬质铬（h.Cr对于须耐磨耐热的器材，如工具、模具及机械滑动部份零件等。 疏孔铬（p.Cr与裂铬：镀金面有很多细孔及裂缝，润滑油可存其中

7、，飞机的活 塞筒，活塞环等均广泛被采用，其厚度在0.1mm以上。镀锌在诸多种类中较价廉，而耐蚀力甚强的镀金，但不能保持长久光泽为其缺点。以 防蚀为目的的零件多用镀锌的方法，如天线、链子、螺丝钉、螺母、钢丝、弹簧 等。不宜用于耐磨擦零件。钢铁化学镍处理钢铁化学镍处理亦称为无电镀镍处理，适合广泛用以取代传统的电镀镍 处理，运用在各种铁金属表面之防锈、防蚀处理，并且能增加被处理物表面的美 观，提高价值感。钢铁化学镍处理的原理乃利用溶液化学还原反应而在金属表面生成一镀 膜。其主要其主要特点为： 处理后之金属的表面平滑，耐蚀、耐磨且复杂形状的被处理物，亦可得到 均匀的镀层膜。硬度达HRC51以上，热处理

8、可达硬度HRC70，予以取代镀硬铬。膜厚可要求在 5 至数条内。附着力佳，且可镀在铁、钢、铜、铝、ABS胶或陶瓷上。磨擦系数仅为0.03 (为硬铬的1/3，与铸铁相同)。成本高昂，溶液寿命短。与电镀镍比较之优缺点如下：优点：皮膜孔隙少且厚度均匀，厚度较薄但比较硬，可以用在非导材料。 缺点：沉积速度慢，含有磷硼化合物，融点较低且较脆。喷砂A.喷砂(SandBlasting)处理喷砂(SandBlasting)处理在金属表面的应用是非常普遍的。目的是用来克服和掩盖铝合金在机械加工过程中产生的一些缺陷以及满 足客户对产品外观的一些特殊要求。原理只是将加速的磨料颗粒向金属表面撞击，而达至除金秀、去毛刺

9、、去 氧化层或作表面预处理等，它能改变金属表面的光洁度和应力状态。常用的砂材 有玻璃砂、金刚砂、钢珠、碳化硅等喷砂工艺的好处喷砂工艺可分为气压喷枪及叶轮抛丸两种，而喷砂工艺的优点在于它能够 除披峰、去除在压铸、冲压、火焰切割和锻压后的毛刺，对较薄工件及有毛孔的 毛刺效果更好，它可清理砂铸过程残余的砂粒、清理铸铁件或钢材的锈渍、清理 热处理、烧悍、热锻、辗压等热工序后的除氧化皮。另外，在涂层应用上，它可 把现有的涂料或保护层除去，在覆盖铸件上的缺陷如龟裂或冷纹，提供光泽表面。 再加上于表面应力上，它能提供一致性的粗化表面，上油及喷涂效果，在高应力 的金属件如弹簧和连接杆经局部被不断敲打，会产生变

10、形并呈现强化现象。此强 化效果是需要使用圆形磨料如不金秀钢丸，在高能量的抛丸机或专用强力喷砂机 中使用。如要测定机器的表面强化效果，可把Almen测试工件进行抛丸或喷砂处 理，然后测出变形量是否符合要求。气压喷枪的原理喷枪的气压输入主要分直接压力缸(DirectPressureVessel)及间接注射 式(Pressurelnjection)。直接压力缸将磨料放于压力罐，并施以6-7bar大气压 力,直接喷出磨料。它的好处是压力大，缺点是当要添加压力罐内的磨料时需要 暂停操作。但如需要长时间连续喷砂而不受间断，可使用双压力缸设计，使添加 磨料不必停止操作。而间接注射式则利用高速气流吸入磨料，它

11、的好处是添加磨 料时不会干扰正常生产，设备简单及投资小，因此最为普遍。料间接注射式喷枪在各喷砂机类型中，最简单的是密封喷砂室式的，操作人员可透过橡胶手 套持着工件，脚踏喷枪开关，透过窗口观察喷砂过程，这类喷枪常与叶轮抛丸共 同使用，喷枪一般与工件距离150-200mm，处理直径范围约30mm。其次，喷砂亦 可分为干式和湿式的，例如真空吸回型(PressureVacuum)是属于直接压力型和干 式的，它直接吸回磨料，主要用于现场维修工作。而湿式喷流型(Wetpressure) 是属于间接注射式的，它利用液体(水或油性液体)与幼细磨料混合作喷砂步骤， 能提供较细致的表面质感。但湿式喷砂有不少缺点，

12、如不适宜于黑色金属工件， 因较易造成腐蚀，亦不可使用钢丸作磨料，处理时间较长。所以如工艺参数控制 良好，干式喷砂亦可达致大部分湿式喷砂的效果，除非是一些特别工艺或效果。喷砂不良原因及对策。缺陷产生原因应对措施1、喷砂不均a、枪角、转速、摆速配合不良b、治具运行不畅，打滑或阻塞等C、产品表面油污造成砂材打滑a、调整各项参数b、检查活具与输送带间有无阻 碍，产品运行是否匀速，稳定 C、清洗素材2、打点a、砂材中有杂质b、工件中有瑕a、筛选砂材b、全检区分素材3、刮伤a、操作不当，造成a、注意作业方法4、局部无砂面a、砂材量太少b、砂管气管破损a、检查砂量，适时添加b、更换砂管，气管等B. 抛丸的原

13、理抛丸是靠叶轮高速旋转，将在叶轮中心的磨料，经过调流块（Regulator） 及叶轮推动器（Impeller）预加速，送入叶片区再将磨料高速抛出，速度可超过 100m/s，由于抛丸覆盖范围较大，所以不需利用气压，能源效益远高于喷枪。叶 轮是抛丸机的心脏，由电动马达直接或间接驱动，每家叶轮生产商均有独特的设 计，主要分为单碟和双碟叶轮。每片叶轮可装上4至8块叶片。单碟叶轮较轻及设计成弧形叶片；双碟式 叶轮较重，但较易装卸叶片及准确控制抛出磨料。叶片的形状有直身或弧形设计, 直身叶片设计简单，可独立装卸，虽然这种叶片设计可清理的范围（见下文）较小 和抛出速度较低，但由于成本低，因此较为普遍。弧形叶片较难装卸和成本较高, 但可清理的范围较大及抛出速度较高。另外，叶轮在抛丸室的摆放位置亦很重要，如覆盖范围、与工件距离、工 件移动范围、受磨料二次反弹或其它叶轮的相互覆盖范围、保养更换的方便性等。 经验显示倾斜的叶轮对工件覆盖较好，而数个小功率叶轮较一个大功率叶轮在运 作时会较灵活和效果更佳。抛丸工艺损耗性很高，其中包括叶轮和内衬钢板等会 较易磨损，因此它们的寿命对生产工序很重要。高铬铸钢叶轮如使用 48HRC 硬度 的钢砂，寿命约为800 小时，钢丸则为1500 小时。加硬了的叶轮寿命可达4000 小时。