金属的表面处理

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1、金属表面处理金属表面处理一般包含哪几类？金属表面处理有：电镀、涂装、化学处理层。电镀包括（镀锌、铜、铬、铅、银、金、镍、锡、镉等）；涂装包括（油漆涂装、静电喷粉、喷塑工艺）；化学处理包括（发黑处理、磷化处理）。另一方面是金属的表面改性，也称表面优化，现代先进的表面改性技术主要有物理气相沉积 （简称PVD）、化学气相沉积（简称CVD）、等离子体化学气相沉积（简称PCVD）、离子 注入和离子束沉积。什么是电镀？电镀（electroplating）被定义为一种电沈积过程（electrodepos- ition process）， 是利用电极 （electrode ）通过电流，使金属附着于物体表面上，

2、其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。 目前较常遇见的电镀方式：水溶液电镀（滚镀、挂镀、连续镀）、化学电镀。电镀的目的是什么？电镀的目的是在基材上镀上金属镀层（deposit），改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属光 泽美观、物品的防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理之防 止渗碳、氮化、尺寸错误或磨耗之另件之修补。电镀的基本流程是什么？前处理（研磨f预备洗净f水洗f电解脱脂f水洗f酸浸渍及活性化f水洗） 中和f洗水f电镀（打底）f水洗f中和f水洗f电镀（表层）f水洗f纯水f脱 水f烘干前处理不完全所造成的镀层缺陷有以下几点：（1）镀层的剥离、气胀。（2）污点、无光等光

3、泽不均的现象。（3）镀层的小孔、不平。（4）针孔的发生而降低制品的耐蚀性。（5）镀层皮膜的脆化。镀锌电镀锌有哪几类?(1) 酸性镀锌(acid zinc plating)(2)碱性非氰化物镀锌(alkaline plating )(3) 氰化物镀锌(cyanide zinc plating )各有什么优缺点？1.1 酸性镀锌 形状简单镀件和做油漆底层用的较多,其优缺点如下: 优点(1) 可得光泽,平滑,镀锌层相似的镀层(2) 可直接镀在碳化,氮化的钢铁上和铸铁上(3) 电流效率较高(4) 废液处理容易,只需用高 ph 值将锌沉淀(5) 导电性佳,节省电原(6) 产生氢脆性小(7) 可在较高温下

4、得到光泽镀层(8) 镀浴安定,毒性小,成本低 缺点(1) 镀浴腐蚀性强,镀槽及附属设备需加衬(2) 焊接及组合镀件不宜，会有渗流(bleadout)(3) 厚镀层延性差(4) 结晶粗糙(5) 均一性差(6) 需要有过滤，冷却管及冷冻设备1.2 碱性非氰化物镀锌(Alkaline Non-Cyanide Zinc Plating) 优点(1) 毒性小(2) 废液处理容易，只需将锌沉淀(3) 成本低(4) 均一性好(5) 可用刚镀槽 缺点(1) 镀浴成份需严格控制，每天要分析(2) 前处理要求质量高(3) 锌含量少时，电流效率降低(4) 对金属杂质及硬水杂质敏感(5) 镀层校氰化镀锌脆(6) 需要

5、添加剂，否则黑暗镀层出现(7) 添加剂特殊，非一般性原料，需由厂商提供1.3 光泽氰化镀锌优点 (1)使用历史悠久，经验较丰富(2)前处理要求比较不严格(3)被覆性优良(4) 浴成份的分析及控制比较容易(5)镀层延性好(6) 镀浴腐蚀性小缺点(1) 镀浴毒性强 , 须做氰化物废物处理 (2)热处理及铸铁零件不能镀(3) 需较高温度操作 , 否则得不到光泽镀层 , 其温度必须在 105F 以上(4) 镀浴导电性差(5) 高电流密度下,电流效率剧降 镀锌有哪些特征？良品特征1. 锌镀层应是稍带湛蓝色调的银白色2. 钝化的锌镀层是带有绿色、黄色和紫色色彩的彩虹色3. 五酸钝化的锌镀层应是均一的草绿色

6、4. 氧化的锌镀层应是均一的蓝黑色5. 磷化的锌镀层应是细晶结构的浅灰色不良品特征1. 镀层粗糙、烧焦、麻点、黑点、起泡、脱落2. 树枝状、海绵状和条纹状的镀层3. 局部无镀层4. 可擦去的疏松钝化膜或呈深黄色、棕色和裼色的钝化膜5. 成片的淡白色钝化膜6. 五酸钝化膜呈深灰色、彩色或淡黄色7. 未洗净的盐类痕迹镀镍镀镍有哪几类？通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法，称为镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍。电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀 件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获

7、得的是亮镍， 而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。化学镀又称为无电解镀 （ Electroless plating ），也可以称为自催化电镀（Autocatalytic plating）。具体过程是指：在一定条件下，水溶液中的金属离子 被还原剂还原，并且沉淀到固态基体表面上的过程。这一过程与置换镀不同，其 镀层是可以不断增厚的，且施镀金属本身也具有催化能力。（一）电镀镍的特点、性能、用途：1、电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成 一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。2、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛旋光性能。经抛光的镍镀层可得到镜

8、面般的光 泽外表，同时在大气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰。3、镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅 表面的硬度。由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被 介质腐蚀。 镀镍层还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进 行局部电镀。采用电铸工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具 有良好的耐磨性，可作为耐磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的 复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍 - 石墨或镍-氟

9、化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器 的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。4、镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，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;也常作为其它镀层的中间镀层，在其上再镀一薄 层铬，或镀一层仿金层，其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀 镍约13mm厚，可达到修复目的。特别是在连续铸造结晶器、电子组件表面的模具、合金的压铸 模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子组件的制造等方应用越来越广泛。5、在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，

10、其消耗 量占到镍总产量的 10%左右。（二）化学镀镍的特点、性能、用途：1、厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一， 化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时，只要零件表面和镀 液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，镀件部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、 盲孔也是如此。2、镀件不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。3、很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。4、可沉积在各种材料的表面上，例如：钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、 塑料、半导体等材料的表面上，从而为提高这些材料的性能创造了条件。5、

11、不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。6、热处理温度低，只要在400C以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性,因此，特别适用于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等锌镍合金什么是锌镍合金？锌镍合金是一种抗腐蚀镀层，具有优良的耐蚀性。含镍12%-16%之间的锌镍合金层比 锌高6-10倍，优于镉和镉钛合金。同时具有良好的机械性能，镀后不改变钢材的机械性能。 钎焊性优良，在各种条件下都容易焊接。镀层内应力小，在扭为拉力试验中比得上镉镀层。 镀液分散能力、覆盖能力好，电流效率高，镀层光亮平滑。锌镍合金的的盐雾时间长，好的 能达到1000小时，主要用于高盐雾要求，高附加值的产品。

12、锌镍合金镀液有弱酸性氯化物型、硫酸盐型和碱性锌酸型。退磁什么是退磁？退磁-Demagnetization :打乱由于试件磁化引起的磁畴方向排列的一致，让磁畴恢复到未磁 化前的那种杂乱无章的磁中性状态。退磁是磁化的逆过程。1、剩磁对工件的正常使用的危害:（1）剩磁的轴、轴承、滑动导轨，在使用中会把磨损出来的铁粉吸住，加速磨损。（2）带有剩磁的工件会影响装在它们周围的电磁仪表的准确性等。因此，带有剩磁的工件，如不再进行热处理（因为加热超过居里点后，剩磁会消失），必须 进行退磁。2、退磁方法 热处理退磁法 将材料加热到居里温度以上，使铁磁质变为顺磁质而失去磁性。 反转磁场退磁法 在试件上不断变换磁场

13、方向的同时，逐渐减少磁化磁场的强度，使材料的反复磁滞回线面积 不断减小直到零（磁中性点）。反转磁场退磁的两个必要条件：a.磁场方向不断正反变化；b.磁场强度从大到小逐渐减少。直流电退磁法交流电退磁法 一般直流退磁的效果优于交流退磁，特别是对大型工件。发黑处理发黑是金属热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。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，也有被称之为发蓝 的。发蓝处理是一种化学表面处理,其主要作用是在工件表面形成一层致密的氧化膜,防止工 件腐蚀上锈,提高工件的耐磨性,它只是一种表面处理,不会对内部组织产生任何的影响,它不 是热处理

14、,和淬火有根本的区别。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层 主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出 现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。 碱性发黑细分出来， 又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温 度的宽容度较大，大概在135到155C之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短 而已。一般常温发黑处理工艺，主要由以下工艺步骤完成：1 、清洗；2、脱脂：工件必须完全浸入脱脂液中；脱脂液浓度ph值12-14，处理时间10-30min，每过3-5分钟上下抖动几次，药液浓度低于

15、ph12时补充脱脂粉；3、水洗；4、酸洗：酸洗液浓度 ph 值 2-4，处理时间 5-10min；5、水洗；6、发黑：池液浓度 ph 值 2.5-3.5，处理时间 10-12min；7、水洗；8、吹干9、上油。 本发明有益的效果是：（1）发黑安全不用电，用碱性高温发黑需 100%用电。（2）提高工 效：共需 1-2 小时。（3）发黑成本低，设备简单，操作方便；对发黑时间作了严格的控制。 （4）工艺适应性强：解决了球墨铸铁不能发黑的难题。一种轴承套圈倒角及挡边的发蓝防锈处理工艺。轴承套圈在热处理后经过除油脱脂，然后在氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸钠和水的混合溶液中进行变色处理，其配比为2-3 : 1,其余加 水；加水量以温度在135C-145C为合适；时间15-25分钟；取出套圈用清水冲洗后进行钝 化处理，钝化处理用重铬酸钾溶液作为填充液，其浓度为12%-18%；在室温下 1-2 分钟； 经钝化处理并干燥后，放入105C-120C的机油或防锈油中1-3分钟，至气泡完全消失后取 出，停放10-15 分钟后检验。本发明生成的氧化物薄膜性能稳定，在常温下可长期保护套圈 倒角、挡边处不生锈，轴承的外观质量得到明显改善。A3 钢