表面處理是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。根據(jù)使用的方法不同,可將表面處理技術分為下述種類。
一、電化學方法
這種方法是利用電極反應,在工件表面形成鍍層。其中主要的方法是:(一)電鍍在電解質(zhì)溶液中,工件為陰極,在外電流作用下,使其表面形成鍍層的過程,稱為電鍍。鍍層可為金屬、合金、半導體或含各類固體微粒,如鍍銅、鍍鎳等。(二)氧化在電解質(zhì)溶液中,工件為陽極,在外電流作用下,使其表面形成氧化膜層的過程,稱為陽極氧化,如鋁合金的陽極氧化。鋼鐵的氧化處理可用化學或電化學方法。化學方法是將工件放入氧化溶液中,依靠化學作用在工件表面形成氧化膜,如鋼鐵的發(fā)藍處理。
二、化學方法
這種方法是無電流作用,利用化學物質(zhì)相互作用,在工件表面形成鍍覆層。其中主要的方法是:(一)化學轉化膜處理在電解質(zhì)溶液中,金屬工件在無外電流作用,由溶液中化學物質(zhì)與工件相互作用從而在其表面形成鍍層的過程,稱為化學轉化膜處理。如金屬表面的發(fā)藍、磷化、鈍化、鉻鹽處理等。(二)化學鍍在電解質(zhì)溶液中,工件表面經(jīng)催化處理,無外電流作用,在溶液中由于化學物質(zhì)的還原作用,將某些物質(zhì)沉積于工件表面而形成鍍層的過程,稱為化學鍍,如化學鍍鎳、化學鍍銅等。
三、熱加工方法
這種方法是在高溫條件下令材料熔融或熱擴散,在工件表面形成涂層。其主要方法是:(一)熱浸鍍金屬工件放入熔融金屬中,令其表面形成涂層的過程,稱為熱浸鍍,如熱鍍鋅、熱鍍鋁等。(二)熱噴涂將熔融金屬霧化,噴涂于工件表面,形成涂層的過程,稱為熱噴涂,如熱噴涂鋅、熱噴涂鋁等。(三)熱燙印將金屬箔加溫、加壓覆蓋于工件表面上,形成涂覆層的過程,稱為熱燙印,如熱燙印鋁箔等。(四)化學熱處理工件與化學物質(zhì)接觸、加熱,在高溫態(tài)下令某種元素進入工件表面的過程,稱為化學熱處理,如滲氮、滲碳等。(五)堆焊以焊接方式,令熔敷金屬堆集于工件表面而形成焊層的過程,稱為堆焊,如堆焊耐磨合金等。
四、真空法
這種方法是在高真空狀態(tài)下令材料氣化或離子化沉積于工件表面而形成鍍層的過程。其主要方法是。(一)物理氣相沉積(PVD)在真空條件下,將金屬氣化成原子或分子,或者使其離子化成離子,直接沉積到工件表面,形成涂層的過程,稱為物理氣相沉積,其沉積粒子束來源于非化學因素,如蒸發(fā)鍍?yōu)R射鍍、離子鍍等。(二)離子注入高電壓下將不同離子注入工件表面令其表面改性的過程,稱為離子注入,如注硼等。(三)化學氣相沉積(CVD)低壓(有時也在常壓)下,氣態(tài)物質(zhì)在工件表面因化學反應而生成固態(tài)沉積層的過程,稱為化學氣相鍍,如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。
五、其它方法
主要是機械的、化學的、電化學的、物理的方法。其中的主要方法是。
(一)涂裝閑噴涂或刷涂方法,將涂料(有機或無機)涂覆于工件表面而形成涂層的過程,稱為涂裝,如噴漆、刷漆等。
(二)沖擊鍍用機械沖擊作用在工件表面形成涂覆層的過程,稱為沖擊鍍,如沖擊鍍鋅等。
(三)激光面表處理用激光對工件表面照射,令其結構改變的過程,稱為激光表面處理,如激光淬火、激光重熔等。
(四)超硬膜技術以物理或化學方法在工件表面制備超硬膜的技術,稱為超硬膜技術。如金剛石薄膜,立方氮化硼薄膜等。
(五)電泳及靜電噴涂:1、電泳工件作為一個電極放入導電的水溶性或水乳化的涂料中,與涂料中另一電極構成解電路。在電場作用下,涂料溶液中已離解成帶電的樹脂離子,陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動。這些帶電荷的樹脂離子,連同被吸附的顏料粒子一起電泳到工件表面,形成涂層,這一過程稱為電泳。靜電噴涂在直流高電壓電場作用,霧化的帶負電的油漆粒子定向飛往接正電的工件上,從而獲得漆膜的過程,稱為靜噴涂。
隨著科學的進步,更多新的表面處理方法不斷產(chǎn)生,一些老的技術也不斷更新。表面處理技術的發(fā)展沒有止境,總之,未來會有更加環(huán)保、性能更加、成本更低、更加便捷的表面處理技術誕生。
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