表面處理各工種介紹

1、電鍍工種介紹一 鍍硬鉻1 鍍層特性1.1 鍍層的顏色為稍帶淺藍(lán)色的銀白色。硬鉻鍍層的硬度不低于700HV。1.2 鉻的標(biāo)準(zhǔn)電位比鐵低，但由于鉻在大氣中具有鈍化能力，所以鉻鍍層對(duì)于鋼為陰極性鍍層。1.3 硬鉻鍍層具有較高的耐熱性，在400時(shí)開始氧化，并且硬度也隨之降低。1.4 硬鉻鍍層具有高硬度和低的摩擦系數(shù)，因此有很高的耐磨性，但鍍層脆，不能承受沖擊和彎曲。不經(jīng)機(jī)加磨削的薄層鉻，若要求耐磨，其厚度一般不能少于8um，不超過(guò)12um,過(guò)厚則會(huì)大大降低零件表面的光潔度。在所有的金屬中，鉻具有最低的干摩擦系數(shù)。1.5 鍍鉻過(guò)程對(duì)鋼基體的力學(xué)性能有影響，疲勞性能下降幅度較大。1.6 以修復(fù)尺寸和耐磨為

2、主要目的的鍍硬鉻，若維修手冊(cè)沒(méi)有作特殊要求，波音維修手冊(cè)：?jiǎn)芜吅穸炔辉试S超過(guò)0.38mm，鍍層尺寸越厚，其應(yīng)力就越大，裂紋越多，后續(xù)的機(jī)械磨削更會(huì)加快裂紋的擴(kuò)展，對(duì)使用性能甚至零件本身都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。1.7 鉻鍍層具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在堿、硫化物、硝酸和大多數(shù)有機(jī)酸中均不發(fā)生作用，但能溶于氫鹵酸（如鹽酸）和熱的硫酸中。1.8 鍍前必須對(duì)高強(qiáng)度零件（1050MPa）進(jìn)行應(yīng)力消除，否則會(huì)加快滲入零件中的氫的聚合速度，增加氫脆風(fēng)險(xiǎn)。這一要求適用于所有要進(jìn)行電鍍、化學(xué)鍍及化學(xué)氧化等處理要求的鋼零件。1.9 為保證鍍層和零件的使用性能，對(duì)于高強(qiáng)度零件，鍍層一般不允許覆蓋到倒角和邊、棱角區(qū)域。1.1

3、0 對(duì)于組合件，尤其是帶有鋁、銅等金屬件，必須嚴(yán)格做好防護(hù)，避免遭受鍍鉻溶液的腐蝕。1.11 由于零件的形狀不規(guī)則以及電力線的不均勻分布，鍍層厚度不能保證均勻一致，除技術(shù)文件特殊規(guī)定外，對(duì)于深孔、槽、19mm的圓球不能接觸到的區(qū)域不做厚度要求。2 下列情況不宜鍍鉻2.1 鍍層多孔，不適宜鍍?cè)趲跛峄难趸橘|(zhì)中工作的零件上。2.2 不宜與塑料、橡膠相粘結(jié)。二 鍍鎘1 鍍層特性1.1 鍍層為銀白色，經(jīng)鈍化處理后具有不同的顏色。鍍鎘之后的鈍化可以提高鎘層的耐腐蝕性能，電鍍光亮鎘的耐腐蝕性能優(yōu)于低氫脆鍍鎘。1.2 在一般大氣及工業(yè)大氣條件下，對(duì)鋼為陰極性鍍層，其防護(hù)性能比鋅鍍層差，但在海上條件和海水

4、中使用時(shí)對(duì)鋼為陽(yáng)極性鍍層，其防護(hù)性能比鋅鍍層好。1.3 使用溫度不應(yīng)超過(guò)230，否則會(huì)使基體產(chǎn)生鎘脆。1.4 在密封或空氣不流通的條件下，非金屬材料的揮發(fā)物（如低分子羧酸，酚、醛、氨氣等）能腐蝕鎘鍍層，促使其產(chǎn)生“白霜”，但相對(duì)濕度低時(shí)，“白霜”產(chǎn)生速度緩慢。1.5 可塑性好、柔軟、彈性好，并且有潤(rùn)滑性能。1.6 經(jīng)鈍化處理后能提高其防護(hù)性能。1.7 超高強(qiáng)度薄壁零件的鍍鎘限制：雙面鍍鎘，壁厚不允許少于2mm，單面鍍鎘，壁厚不允許少于1mm。1.8 帶有軸承、襯套的零件或其他類似組合件很容易殘留鈍化溶液（鉻酸、硫酸），如果清洗不徹底會(huì)對(duì)零件基體產(chǎn)生腐蝕，對(duì)高強(qiáng)度鋼更有氫脆風(fēng)險(xiǎn)，在電鍍之前最好拆

5、除。2 下列情況下不宜鍍鎘2.1 在工作中受摩擦的零件。2.2 在以硝酸為基的氧化劑及其蒸氣中工作的零件。2.3 下列情況下不允許鍍鎘2.4 抗拉強(qiáng)度在1300MPa以上的鋼制零件，但允許低氫脆鍍鎘。2.5 與鈦合金相接觸的零件。2.6 接觸液壓油、燃油的零件。2.7 要求焊接的零件。2.8 要求導(dǎo)電、導(dǎo)磁的零件，鎘鍍層不應(yīng)鈍化。三 鍍鎳1 鍍層特性1.1 鍍層為稍帶淡黃的銀白色。1.2 鎳鍍層的內(nèi)應(yīng)力依工藝不同相差較大，高的拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致鋼基體疲勞性能降低。1.3 新鍍的鎳鍍層可以接受釬焊。1.4 易于拋光。經(jīng)拋光的鎳鍍層或光亮鎳鍍層的表面具有光亮的外觀，但隨時(shí)間的增長(zhǎng)，逐漸變暗，與醋酸、油類

6、接觸后表面會(huì)出現(xiàn)油斑痕跡。1.5 對(duì)于強(qiáng)度超過(guò)1450MPa的零件（超高強(qiáng)度鋼），只能使用氨基磺酸鹽電鍍鎳。1.6 以修復(fù)尺寸為目的的鎳層，最大厚度一般不允許超過(guò)1mm，厚度越大應(yīng)力越大，很大程度上會(huì)影響鍍層的結(jié)合力。1.7 鎳層在空氣中的穩(wěn)定性很高，由于金屬鎳具有很強(qiáng)的鈍化能力，在表面能迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕，鎳層和鉻層都屬于陰極保護(hù)層，但對(duì)鋼件的防腐蝕性能方面，鎳層優(yōu)于鉻層，在耐磨性能方面不如鉻層。鎳在常溫下具有鐵磁性，當(dāng)加熱到360時(shí)便失去鐵磁性。1.8 電鍍鎳同電鍍鉻一樣，無(wú)法保證鍍層厚度的均勻性，對(duì)于復(fù)雜零件的電鍍鎳，通常是邊緣鍍層過(guò)厚，凹槽區(qū)域鍍層較

7、薄。若公差上下限要求控制在5um之內(nèi)，則很難保證，類似這種情況，可通過(guò)化學(xué)鍍鎳的方法來(lái)滿足工藝要求。1.9 電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳都可以做為電鍍底層以提高鍍層的結(jié)合力，例如鋁件鍍銀、鋁件鍍鉻等。1.10 電鍍鎳可作為熱處理局部滲氮的防護(hù)層，但考慮后續(xù)化學(xué)不易褪除等情況，建議使用電鍍銅。對(duì)于強(qiáng)度超過(guò)220ksi的零件，不能使用酸性溶液褪除表面銅層，建議使用機(jī)加或吹砂方法。2 下列情況不宜鍍鎳2.1 在濃的過(guò)氧化氫中工作的零件。2.2 在帶硝酸基的氧化劑中工作的零件。2.3 在礦物油類中工作的零件。四 化學(xué)鍍鎳1 鍍層特性1.1 鍍層的顏色為稍帶淺黃色的銀白色或帶黃色的鋼灰色。1.2 對(duì)鋼是陰極性鍍層，

8、但由于鍍層致密、孔隙小，所以比電鍍鎳層防護(hù)性能高。1.3 化學(xué)鍍鎳的鍍層相對(duì)電鍍鎳更致密更均勻，耐腐蝕性能更好。具有較高的硬度，且硬度值依其熱處理溫度不同而異，400時(shí)鍍層硬度可達(dá)最大值，相比電鍍鎳就有更好的耐磨性，鍍層中含有3%15%的磷,含磷量越高鍍層硬度和亮度越高，當(dāng)含磷量超過(guò)8%時(shí)，鐵磁性會(huì)消失。1.4 具有較好的耐磨性，適用于摩擦特別是干摩擦狀態(tài)下工作的零件。1.5 具有良好的抗氧化性，能防止在300600條件下工作的鋼零件氧化。1.6 可以拋光，與其他金屬具有良好的結(jié)合力，因此可用作其他鍍層的底層，但成本較高。五 鋼鐵零件的化學(xué)氧化1 化學(xué)氧化層特性1.1 膜層的顏色依零件材料不同

9、而異，碳鋼、低合金鋼呈黑色；合金鋼依其化學(xué)成分和含量不同而呈藍(lán)色、紫色至褐色；鑄鐵、硅鋼呈黃色；鑄鋼呈暗褐色。1.2 化學(xué)氧化不是鋼零件防護(hù)的可靠方法，在不涂油的情況下，防護(hù)能力較差，只有在油中工作時(shí)，才有一定的防護(hù)作用。1.3 膜層厚度0.51.5um，膜層不耐磨；不能焊接。1.4 化學(xué)氧化過(guò)程基本不改變零件的幾何尺寸和表面粗糙度。2. 禁用情況2.1 不允許涂油的緊固件不宜化學(xué)氧化。2.2 用錫和錫鉛合金焊料釬焊的組合件，與鍍鋅、鋁合金、鎢接點(diǎn)零件配合的組合件及與鋅、鋁、塑料、橡膠、皮革等零件組成的組合件，不允許化學(xué)氧化。2.3 高強(qiáng)度鋼及超高強(qiáng)度鋼零件，帶有殘余應(yīng)力的情況下，化學(xué)氧化易脆

10、斷。六 鋁及鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化1 氧化膜層特性1.1 膜層具有較高的防護(hù)能力，是鋁及鋁合金主要的防護(hù)和裝飾方法。1.2 對(duì)鋁合金的疲勞性能有影響，對(duì)疲勞性能要求高的零件不宜采用，而應(yīng)采用對(duì)基體材料疲勞性能影響小一些的鉻酸陽(yáng)極氧化、硼硫酸陽(yáng)極氧化或化學(xué)氧化處理。1.3 膜層多孔，與油漆結(jié)合力良好，用重鉻酸鉀、熱水、蒸汽填充孔隙，可以提高膜層的耐蝕性，用染料填充孔隙，可以得到所需要的各種顏色，但著色后的膜層防護(hù)性能低于重鉻酸鹽和熱水填充的氧化膜層。1.4 硫酸陽(yáng)極化膜層根據(jù)工藝性能要求不同，厚度大部分在5-25um，耐腐蝕性能優(yōu)于鉻酸陽(yáng)極化和硬質(zhì)陽(yáng)極化。1.5 膜層經(jīng)加熱至150以上時(shí)，出現(xiàn)肉眼可

11、見的發(fā)紋，隨溫度升高發(fā)紋變短變細(xì)數(shù)量增多，但對(duì)耐蝕性無(wú)明顯影響。1.6 膜層不導(dǎo)電，具有一定的耐磨性，膜層脆，基體變形后膜層表面會(huì)出現(xiàn)裂紋。1.7 經(jīng)拋光的表面，陽(yáng)極氧化后可獲得光亮美觀的膜層，具有較好的裝飾性。1.8 陽(yáng)極氧化溶液殘留在零件縫隙中，能引起基體金屬腐蝕。1.9 允許的缺陷：零件材質(zhì)不均及表面狀態(tài)不同導(dǎo)致的顏色不均勻現(xiàn)象、焊接零件的焊縫和熱影響區(qū)有不均勻的外觀和鑄件的允許缺陷所引起的斑點(diǎn)、黑點(diǎn)和鉻酸鹽痕跡、零件深孔區(qū)域的邊緣帶有重鉻酸鹽痕跡（重鉻酸鹽封閉過(guò)程中滲入深孔內(nèi)的重鉻酸鹽很難徹底清洗干凈）、不同槽的零件顏色稍有差異。1.10 硫酸陽(yáng)極化膜層是以零件表面為基準(zhǔn)，同時(shí)向內(nèi)外兩

12、個(gè)方向生長(zhǎng)，往外生長(zhǎng)尺寸一般占膜厚的40%-60%（與硬質(zhì)陽(yáng)極化相同）。對(duì)于螺紋區(qū)域，盡量不做硫酸陽(yáng)極化，避免降低螺紋孔處的疲勞強(qiáng)度和影響尺寸配合。1.11 包鋁一般主要用在硬鋁和超硬鋁表面，工藝包鋁主要為了改善鋁合金的加工工藝性能，如防止鋁合金熱軋后表面出現(xiàn)裂紋等，厚度不低于板材厚度的1%；正常包鋁和加厚包鋁主要是為了提高板材的耐腐蝕性能。包鋁材料組織的不均勻會(huì)直接影響表面處理后的膜層外觀，而包鋁厚度的不均勻也是板材常見的缺陷，如果采用腐蝕的方法去除板材表面的包鋁，必須確保去除徹底，否則陽(yáng)極化后膜層外觀仍然不能得到改善，該情況同樣適用于其他類陽(yáng)極化。2 下列情況不宜進(jìn)行陽(yáng)極氧化2.1 搭接、

13、點(diǎn)焊或鉚接的組件。2.2 與其他金屬組成的組件2.3 在陽(yáng)極氧化時(shí)形成氣囊不易排除的零件。2.4 用溶于礦物油的有機(jī)染料著色的零件不能在礦物油的介質(zhì)中使用。2.5 鋁合金零件與其他金屬接觸時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理或在接觸處涂漆。七 鋁及鋁合金鉻酸陽(yáng)極氧化1 氧化膜層特性1.1 膜層顏色依材料不同而異，由乳白色至灰色。1.2 鉻酸陽(yáng)極化膜層很薄，對(duì)零件的尺寸影響可以忽略，一般用于精度較高的零件。1.3 膜層耐蝕性低于硫酸陽(yáng)極氧化膜層，與油漆的結(jié)合力低于化學(xué)氧化膜層。1.4 對(duì)基體材料疲勞性能的影響比硫酸陽(yáng)極氧化要小。1.5 能顯現(xiàn)一般探傷法不能顯現(xiàn)的材料最小缺陷（如發(fā)紋），還可以顯露鋁合金的晶粒

14、組織。1.6 允許的缺陷：零件組織不均及表面狀態(tài)不同導(dǎo)致的顏色不均勻現(xiàn)象、焊接零件的焊縫和熱影響區(qū)有不均勻的外觀和鑄件的允許缺陷所引起的斑點(diǎn)、黑點(diǎn)和鉻酸痕跡、零件深孔區(qū)域的邊緣帶有鉻酸痕跡（鉻酸陽(yáng)極化或稀鉻酸鹽封閉過(guò)程中滲入深孔內(nèi)的鉻酸很難徹底清洗干凈）1.7 鉻酸陽(yáng)極化對(duì)零件表面的粗糙度影響很小。2 下列情況不宜鉻酸陽(yáng)極氧化2.1 含銅量大于5%的鋁合金零件。2.2 含銅和含硅總量大于7.5%的鋁合金零件。、八 鋁及鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化1 氧化膜層特性1.1 膜層硬度高，顯微硬度HV250400，有較高的電絕緣性，膜層還具有良好的耐磨性，耐熱性和耐蝕性。1.2 膜層脆，并隨厚度增加脆性增大，不

15、能承受沖擊和彎曲。膜層超過(guò)一定厚度時(shí)，基體材料疲勞性能明顯降低，承受疲勞載荷的零件選用硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理時(shí)要十分慎重。1.3 膜層多孔、吸附性強(qiáng)，易接受浸油和臘封，使耐磨性得到提高。2.8.2.4 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理會(huì)使零件尺寸增大，尺寸增加值約為膜層總厚度的40%60%。1.4 硬質(zhì)陽(yáng)極化一般是提高鋁合金表面的耐摩擦性能的主要方法，但隨著厚度的變化，其耐摩擦性能也會(huì)改變，大部分情況下膜層厚度在0.05mm時(shí)，其耐摩擦性能最強(qiáng)。1.5 由于硬質(zhì)陽(yáng)極化過(guò)程中的電流密度比硫酸陽(yáng)極化、鉻酸陽(yáng)極化都要大，而在零件尖邊處的電流密度更高，所以必須嚴(yán)格控制邊緣和尖角處的過(guò)渡半徑，具體要求如下：平均膜層厚度（mm

16、）最小邊緣過(guò)渡半徑（mm）最小尖角過(guò)渡半徑（mm）0.0250.380.760.050.761.520.0751.523.050.1或更高3.056.11.6 硬質(zhì)陽(yáng)極化工藝不適用于含銅量5%和含硅量8%的零件。1.7 硬質(zhì)陽(yáng)極化對(duì)零件表面的粗糙度影響很大，所以在硬質(zhì)陽(yáng)極化前零件的表面粗糙度應(yīng)不高于零件最終粗糙度數(shù)值的一半，例如零件表面粗糙度最終要求在Ra 1.6，則在硬質(zhì)陽(yáng)極化前零件表面的粗糙度最高為Ra0.8。2 下列情況不宜硬質(zhì)陽(yáng)極氧化2.1 對(duì)疲勞性能要求高的零件2.2 承受沖擊載荷的零件。2.3 搭接、點(diǎn)焊或鉚接的組件。2.4 與其他金屬或非金屬組成的組件。2.5 零件的螺紋部分。九

17、 鋼鐵零件磷化1磷化膜層的主要成份為磷酸鹽保護(hù)膜，顏色由基體材料及磷化工藝不同顯示為暗色到黑灰色。2磷化膜在一般大氣條件下較穩(wěn)定，與鋼的氧化處理相比，其耐蝕性高出2-10倍，在磷化后進(jìn)行重鉻酸鹽填充，浸油或涂漆處理，能進(jìn)一步提高其耐蝕性。3膜層厚度一般為5-20um，因?yàn)榱谆ぴ谛纬蛇^(guò)程中伴隨著基體的鐵進(jìn)行溶解，所以對(duì)零件尺寸影響不大。4磷化膜具有顯微空隙結(jié)構(gòu)，因此對(duì)油類、漆類有良好的吸附能力，所有被廣泛用作油漆的底層。由于它的潤(rùn)滑性能，在冷變形加工工藝中能減少摩擦，減少加工裂紋和表面拉傷等現(xiàn)象。5磷化膜有較高的電絕緣性能，一般變壓器、電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子及其它電磁裝置的硅鋼片均使用磷化處理，而原金屬的機(jī)械性能、強(qiáng)度、磁性基本保持不變。6磷化按工藝性質(zhì)主要分為高溫、中溫和低溫磷化，其中高溫磷化膜層耐蝕性、結(jié)合力、硬度和耐熱性都較高