金屬表面加工工藝

1、 10級工業(yè)設(shè)計2班 10020211 宋建表面處理一 化學(xué)鍍（自催化鍍） 在經(jīng)活化處理的基體表面上，鍍液中金屬離子被催化還原形成金屬鍍層的過程。這是在我們的工藝過程中大多都要涉及到的一個工藝工程，通過這樣的過程才能進行后期電鍍等處理，多作為塑件的前處理過程。表面處理二 電鍍 利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程，這種工藝過程比較煩雜，但是其具有很多優(yōu)點，例如沉積的金屬類型較多，可以得到的顏色多樣，相比類同工藝較而言價格比較低廉。表面處理三 電鑄 通過電解使金屬沉積在鑄模上制造或復(fù)制金屬制品的過程。這種處理方式是我們在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明顯的拋光與

2、蝕紋分隔線或特殊的銳角等情況下使用，一般采用銅材質(zhì)作一個部件的形狀后，通過電鍍的工藝手段將合金沉積在其表面上，通常沉積厚度達到幾十毫米，之后將形腔切開，分別鑲拼到模具的形腔中，注射塑件，通過這樣處理的制件在棱角和幾個面的界限上會有特殊的效果，滿足設(shè)計的需要，通常我們看到好多電鍍后高光和蝕紋電鍍效果界限分明的塑膠件質(zhì)量要求較高的通常都采用這樣的手段作設(shè)計。棱角分明的按鍵板在制造上采用電鑄工藝的話，會達到良好的外觀效果。表面處理四 真空鍍 真空鍍主要包括真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍幾種類型，它們都是采用在真空條件下，通過蒸餾或濺射等方式在塑件表面沉積各種金屬和非金屬薄膜，通過這樣的方式可以得到非常薄的

3、表面鍍層，同時具有速度快附著力好的突出優(yōu)點，但是價格也較高，可以進行操作的金屬類型較少，一般用來作較高檔產(chǎn)品的功能性鍍層，例如作為內(nèi)部屏蔽層使用。 表面處理五 塑料電鍍 塑料電鍍制品具有塑料和金屬兩者的特性。它的比重小，耐腐蝕性能良好，成型簡便，具有金屬光澤和金屬的質(zhì)感，還有導(dǎo)電、導(dǎo)磁和焊接等特性。它可以節(jié)省繁雜的機械加工工序、節(jié)省金屬材料，而且美觀，裝飾性強，同時，它還提高了塑料伯的機械強度。由于金屬鍍層對光、大氣等外界因素具有較高的穩(wěn)定性，因而塑料電鍍金屬后，可防止塑料老化，延長塑料件的使用壽命。表面處理六 金屬噴鍍 金屬噴鍍時，鍍面材料在專門的噴匯或噴槍中熔化和霧化，并噴射到基體材料上，

4、這種面飾方法有時也稱為金屬噴涂。一般使用氧乙炔焰，但有時也使用其它氣體。當(dāng)鍍面金屬絲通過焰心自動給送時，金屬絲熔化并同時被壓縮空氣流霧化和噴射到基體材料上。幾乎任何一種能夠制成金屬絲的金屬都能用這種方法噴鍍。另一種噴槍利用粉末狀材料通過火焰噴射出來。這種方法的優(yōu)點是不僅能噴鍍金屬，而且也能噴鍍金屬陶瓷復(fù)合材料、氧化物和硬質(zhì)合金。表面處理七 塑件燙印 塑件燙印是工業(yè)產(chǎn)品（特別是輕工產(chǎn)品）的重要表面裝飾手段之一。目前在產(chǎn)品設(shè)計中已由字模燙印發(fā)展為圖案和大面積板上燙印。燙印就是通過燙印機如圖所示熱源，膠輥（或膠板），在一定的壓力一將燙印材料（燙印箔）上彩色鋁、木紋等轉(zhuǎn)移到塑件表面上，從而獲得精美的圖

5、案，得到良好的裝飾效果的工藝。燙印起源于17世紀(jì)的歐洲，當(dāng)時只是貴族階層用于書籍、圣經(jīng)的表面裝飾，其燙印箔的材料是真金、真銀。隨著聚酯薄膜的出現(xiàn)，而出現(xiàn)了化學(xué)合成箔，人們就轉(zhuǎn)而使用價廉物美的新型裝飾材料，并把它用于工業(yè)產(chǎn)品的表面裝飾設(shè)計上。表面處理八 IMD注塑表面裝飾技術(shù) 注塑表面裝飾技術(shù)IMD是目前國際風(fēng)行的表面裝飾技術(shù)，主要應(yīng)用于家電產(chǎn)品的表面裝飾及功能性面板，常用在手機視窗鏡片及外殼、洗衣機控制面板、冰箱控制面板、空調(diào)控制面板、汽車儀表盤、電飯煲控制面板多種領(lǐng)域的面板、標(biāo)志等外觀件上。IMD又分為IML、IMR，這兩種工藝的最大區(qū)別就是產(chǎn)品表面是否有一層透明的保護薄膜。IML的中文名稱

6、：模內(nèi)鑲件注塑其工藝非常顯著的特點是：表面是一層硬化的透明薄膜，中間是印刷圖案層，背面是塑膠層，由于油墨夾在中間，可使產(chǎn)品防止表面被刮花和耐磨擦，并可長期保持顏色的鮮明不易退色。表面處理九 模內(nèi)轉(zhuǎn)印 此工藝是將圖案印刷在薄膜上，通過送膜機將膜片與塑模型腔貼合進行注塑，注塑后有圖案的油墨層與薄膜分離，油墨層留在塑件上而得到表面有裝飾圖案的塑件，在最終的產(chǎn)品表面是沒有一層透明的保護膜，膜片只是生產(chǎn)過程中的一個載體。但IMR的優(yōu)勢在于生產(chǎn)時的自動化程度高和大批量生產(chǎn)的成本較低。IMR的缺點：印刷圖案層在產(chǎn)品的表面上，厚度只有幾個微米，產(chǎn)品使用一段時間后很容易會將印刷圖案層磨損掉，也易褪色，造成表面很

7、不美觀。另外新品開發(fā)周期長、開發(fā)費用高，圖案顏色無法實現(xiàn)小批量靈活變化也是IMR工藝無法克服的弱點。改性處理一 整體熱處理 整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適應(yīng)的的速度冷卻，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體的熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝改性處理二 表面熱處理 熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。一、表面熱處理1、表面淬火 表面淬火是指在不改變鋼的化學(xué)成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進行淬火以強化零件表面的熱處理方法。感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱表面淬火目的： 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限; 心部在保持一定的強度、硬度的條

8、件下，具有足夠的塑性和韌性。即表硬里韌。適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。 表面淬火用材料 0.4-0.5%C的中碳鋼。 含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降。 含碳量過高，心部韌性下降； 鑄鐵 提高其表面耐磨性。機床導(dǎo)軌機床導(dǎo)軌表面淬火齒輪表面淬火齒輪 預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理 工藝：工藝： 對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)或正火。對于結(jié)構(gòu)鋼為調(diào)質(zhì)或正火。 前者性能高，用于要求高的重前者性能高，用于要求高的重要件，后者用于要求不高的普要件，后者用于要求不高的普通件。通件。 目的目的: 為表面淬火作組織準(zhǔn)備；為表面淬火作組織準(zhǔn)備； 獲得最終心部組織。獲得最終心部組織。 回火索氏體回火索氏體索氏體索氏體 表面淬

9、火后的回火表面淬火后的回火 采用低溫回火，溫度不高于采用低溫回火，溫度不高于200。 回火目的為降低內(nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性?；鼗鹉康臑榻档蛢?nèi)應(yīng)力，保留淬火高硬度、耐磨性。 表面淬火表面淬火+低溫回火后的組織低溫回火后的組織 表層組織為表層組織為M回回；心部組織為；心部組織為S回回(調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì))或或F+S(正火正火)。感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火一、表面熱處理一、表面熱處理2、化學(xué)表面熱處理、化學(xué)表面熱處理 化學(xué)熱處理是將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，使化學(xué)熱處理是將工件置于特定介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中活性原子介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從滲入工件表層從而改變工件表層而改變工件表層化學(xué)成分

10、和組織化學(xué)成分和組織,進而改變其性能進而改變其性能的熱處理工藝。的熱處理工藝。 與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改與表面淬火相比，化學(xué)熱處理不僅改變鋼的表層組織，還改變其化學(xué)成分。變其化學(xué)成分。 化學(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一?；瘜W(xué)熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。 根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元根據(jù)滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、氮化、多元共滲、滲其他元素等。共滲、滲其他元素等。 可控氣氛滲碳爐可控氣氛滲碳爐滲碳回火爐滲碳回火爐二、表面形變強化二、表面形變強化 表面形變強化指使鋼件在常溫下發(fā)生塑性變形，以表面形變強化指使鋼件在常溫下

11、發(fā)生塑性變形，以提高其表面硬度并產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力分布的表提高其表面硬度并產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力分布的表面強化工藝。面強化工藝。 工藝簡單，成本低廉，是提高鋼件抗疲勞能力，延工藝簡單，成本低廉，是提高鋼件抗疲勞能力，延長其使用壽命的重要工藝措施。長其使用壽命的重要工藝措施。1、噴丸、噴丸 噴丸強化是將大量高速運動的彈丸噴射到零件表面上，猶如噴丸強化是將大量高速運動的彈丸噴射到零件表面上，猶如無數(shù)個小無數(shù)個小錘錘擊錘錘擊金屬表面，使零件表層和次表層發(fā)生一定的金屬表面，使零件表層和次表層發(fā)生一定的塑性變形而實現(xiàn)強化的一種技術(shù)。塑性變形而實現(xiàn)強化的一種技術(shù)。 應(yīng)用：形狀較復(fù)雜的零件應(yīng)用：形狀較復(fù)雜的

12、零件 在磨削、電鍍等工序后進行在磨削、電鍍等工序后進行2、滾壓處理、滾壓處理 利用自由旋轉(zhuǎn)的淬火鋼滾子對鋼件的已加工表面進行滾壓，利用自由旋轉(zhuǎn)的淬火鋼滾子對鋼件的已加工表面進行滾壓，使之產(chǎn)生塑性變形，壓平鋼件表面的粗糙凸峰，形成有利的使之產(chǎn)生塑性變形，壓平鋼件表面的粗糙凸峰，形成有利的殘余壓應(yīng)力，從而提高工件的耐磨性和抗疲勞能力。殘余壓應(yīng)力，從而提高工件的耐磨性和抗疲勞能力。 應(yīng)用：圓柱面、錐面、平面等形狀比較簡單的零件應(yīng)用：圓柱面、錐面、平面等形狀比較簡單的零件三、表面覆層強化三、表面覆層強化 表面覆層強化是通過物理或化學(xué)的方法在金屬表面表面覆層強化是通過物理或化學(xué)的方法在金屬表面涂覆一層或

13、多層其他金屬或非金屬的表面強化工藝。涂覆一層或多層其他金屬或非金屬的表面強化工藝。 目的：提高鋼件的耐磨性、耐蝕性、耐熱性或進行目的：提高鋼件的耐磨性、耐蝕性、耐熱性或進行表面裝飾。表面裝飾。1、金屬噴涂技術(shù)、金屬噴涂技術(shù) 將金屬粉末加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，用高壓氣流使其霧將金屬粉末加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，用高壓氣流使其霧化并噴射于工件表面形成涂層的工藝稱為熱噴涂?；娚溆诠ぜ砻嫘纬赏繉拥墓に嚪Q為熱噴涂。l利用熱噴涂技術(shù)可改善材料利用熱噴涂技術(shù)可改善材料的耐磨性、耐蝕性、耐熱性的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及絕緣性等。及絕緣性等。l廣泛用于包括航空航天、原廣泛用于包括航空航天、原子能、電子等尖端

14、技術(shù)在內(nèi)子能、電子等尖端技術(shù)在內(nèi)的幾乎所有領(lǐng)域。的幾乎所有領(lǐng)域。等離子熱噴涂等離子熱噴涂2、金屬鍍層、金屬鍍層 在基體材料的表面覆上一層或多層金屬鍍層，可以顯著改在基體材料的表面覆上一層或多層金屬鍍層，可以顯著改善其耐磨性、耐蝕性和耐熱性，或獲得其他特殊性能。善其耐磨性、耐蝕性和耐熱性，或獲得其他特殊性能。 電鍍：工件作為陰極電鍍：工件作為陰極 化學(xué)鍍：不外加電源的條件下，利用化學(xué)還原的方法在基化學(xué)鍍：不外加電源的條件下，利用化學(xué)還原的方法在基體材料表面催化膜上沉積一層金屬的表面強化方法。體材料表面催化膜上沉積一層金屬的表面強化方法。 特點：形狀工件復(fù)雜上也能得到均勻厚度鍍層；鍍層晶粒細小致密

15、，特點：形狀工件復(fù)雜上也能得到均勻厚度鍍層；鍍層晶粒細小致密，孔隙與裂紋少；可以在非金屬材料表面沉積金屬層。孔隙與裂紋少；可以在非金屬材料表面沉積金屬層。 復(fù)合鍍：電鍍或化學(xué)鍍的溶液中加入適量金屬或非金屬微復(fù)合鍍：電鍍或化學(xué)鍍的溶液中加入適量金屬或非金屬微粒，借助于強烈的攪拌，與基質(zhì)金屬一起均勻沉積而獲得粒，借助于強烈的攪拌，與基質(zhì)金屬一起均勻沉積而獲得特殊性能鍍層的表面強化方法。特殊性能鍍層的表面強化方法。 應(yīng)用：對材料有特殊要求。原子能工業(yè)和航天航空工業(yè)應(yīng)用：對材料有特殊要求。原子能工業(yè)和航天航空工業(yè)3、金屬碳化物覆層氣相沉積法、金屬碳化物覆層氣相沉積法 氣相沉積技術(shù)是指將含有沉積元素的氣

16、相物質(zhì)，通過物理氣相沉積技術(shù)是指將含有沉積元素的氣相物質(zhì)，通過物理或化學(xué)的方法沉積在材料表面形成薄膜的一種新型鍍膜技或化學(xué)的方法沉積在材料表面形成薄膜的一種新型鍍膜技術(shù)。術(shù)。l根據(jù)沉積過程的原理不同，根據(jù)沉積過程的原理不同，氣相沉積技術(shù)可分為物理氣相沉積技術(shù)可分為物理氣相沉積氣相沉積(PVD) 和化學(xué)氣和化學(xué)氣相沉積相沉積(CVD)兩大類。兩大類。金屬拉絲 在金屬壓力加工中.在外力作用下使金屬強行通過模具,金屬橫截面積被壓縮,并獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的技術(shù)加工方法稱為金屬拉絲工藝.使其改變形狀.尺寸的工具稱為拉絲模. 拉絲可根據(jù)裝飾需要，制成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。 直紋拉絲是指在鋁板表面用機械磨擦的方 法加工出直線紋路。 亂紋拉絲是在高速運轉(zhuǎn)的銅絲刷下，使鋁板前后左右移動磨擦所獲得的一種無規(guī)則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工，對鋁或鋁合金板的表面要求較高。 波紋一般在刷光機或擦紋機上制取。利用上組磨輥的軸向運動，在鋁或鋁合金板表面磨刷，得出波浪式紋路。 旋紋也稱旋光，是采用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鉆床上，用煤油調(diào)和拋光油膏，對鋁或鋁合金板表面進行旋轉(zhuǎn)拋磨所獲取的一種絲紋。它多用于圓形標(biāo)牌和小型裝飾性表盤的裝飾性加工。噴砂 是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料（銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂）高速噴射到被需處理工件表面，使工件表面的外表面的外表