《表面处理知识》课件.ppt
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- 表面处理知识 表面 处理 知识 课件
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1、精选PPT1 表面处理技术表面处理技术精选PPT21 1基本概念基本概念2 2在金属防护方面的作用在金属防护方面的作用3 3分类分类4 4、常用工艺及其目的、常用工艺及其目的5 5原理原理 6 6、生产工艺过程、生产工艺过程7 7、膜层结构特点及其防护机理、膜层结构特点及其防护机理/能力能力8 8、表面膜层的质量检测技术、表面膜层的质量检测技术目录目录精选PPT31 1表面处理技术的基本概念表面处理技术的基本概念表面处理技术表面处理技术表面工程学表面工程学的一个方面侧重于工艺工艺技术 是精选PPT4表面处理电电化化学学高高真真空空物物理理固体固体材料材料化化学学生生物物高高分分子子精选PPT5
2、1 1表面处理技术的基本概念表面处理技术的基本概念通过表面处理技术来改变固体材料的表面形态、化学通过表面处理技术来改变固体材料的表面形态、化学成分和组织结构,以获得所需表面性能的系统工程成分和组织结构,以获得所需表面性能的系统工程.表面工程表面工程全过程全过程表面层的设计表面层的选材表面处理工艺表层质量控制与监测工程应用失效分析精选PPT61 1表面处理技术的基本概念表面处理技术的基本概念综合了材料科学、冶金学、物理、化学的最新成果,是一门正在迅速发展的新型学科。表面工程表面工程研究对象:固体材料表面层物理方法、化学方法、电化学方法、高真空方法、生物高分子方法加工方法:加工手段:涂装、处理、扩
3、散、固定化形成特殊功能表面覆盖层,达到装饰、防护、特殊功能(如耐磨、耐高温、导电、绝缘)目的作用:精选PPT72 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用 根据金属腐蚀机理和腐根据金属腐蚀机理和腐蚀形态,腐蚀破坏离不开蚀形态,腐蚀破坏离不开金属材料和腐蚀介质以及金属材料和腐蚀介质以及二者之间的界面反应二者之间的界面反应 指防止金属腐蚀 金属防护金属材料腐蚀介质界面反应精选PPT82 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面:1 1)研制新材料、改善材料的组织和表面状态)研制新材料、改善材料的组织和表面状态提高材料的抗蚀性能提
4、高材料的抗蚀性能耐蚀钢防锈铝防锈铝镜面材镜面材料料精选PPT92 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面:2 2)改善腐蚀环境和介质)改善腐蚀环境和介质避免腐蚀发生避免腐蚀发生物物体体 产品产品干燥剂干燥剂精选PPT102 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用隔离金属与腐蚀介质的直接接触抑制腐蚀过程防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面:3 3)应用表面涂覆层和电化学保护方法)应用表面涂覆层和电化学保护方法地下管道地下管道阴极保护阴极保护产品产品 精选PPT112 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用
5、 表面处理方法是在金属表面覆盖各种保护层,从而使金属与腐蚀介质分开或改变表面状态,使基体金属不受腐蚀。精选PPT122 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用金属常用的防腐蚀方法是覆盖法,在金属表面覆盖一层金屬或非金屬物而使金属与腐蚀环境隔离表面处理防蚀法表面处理防蚀法金属覆盖金属覆盖电镀电镀热喷涂热喷涂热浸镀热浸镀耐蚀金属包复耐蚀金属包复非金属覆盖非金属覆盖涂料涂装(喷漆、喷粉)涂料涂装(喷漆、喷粉)塑料衬里或包复塑料衬里或包复转化膜转化膜精选PPT132 2表面处理在金属防护方面的作用表面处理在金属防护方面的作用金属表面保护层的要求即金属上涂覆层的基本性能 31)结合强
6、度要求结合牢固、附着力强32)孔隙率及密度膜层致密、完整无孔、不透介质33)耐蚀性在大气、水、等介质中良好的稳定性、抗腐蚀性34)硬度硬度高、耐磨35)在金属表面分布均匀精选PPT143 3表面处理技术分类表面处理技术分类表面处理是一门涉及多种学科的工业技术 按其使用的方法可大致分成五大类五大类1616种种工艺 精选PPT15分类分类工艺方法工艺方法举例举例电化学方法电镀镀锌、镀镍 阳极氧化铝合金阳极氧化、化学方法化学转化膜处理磷化、钝化、化学氧化、发蓝、铬酸盐处理 化学镀化学镀镍、化学镀铜热加工方法热浸镀热浸锌、热浸铝 热喷涂热喷涂锌、热喷涂铝 热烫印热烫印铝箔 化学热处理渗氮、渗碳 堆焊堆
7、焊耐磨合金真空法物理气相沉积(PVD)蒸发镀、溅射镀、离子镀 化学气相沉积(CVD)气相沉积氧化硅或氮化硅 离子注入注硼其它方法涂装喷漆、喷粉(有多种方式,如静电、电泳等)激光表面处理激光淬火、激光重熔 冲击镀冲击镀锌 超硬膜处理金刚石薄膜、立方氮化硼薄膜精选PPT16金属保护层非金属保护层表面保护层分类表面保护层分类按结构特点电镀层属于金属保护层,氧化、化学转化、喷涂膜层属于非金属保护层按组成成分除油漆和粉末涂层外,其它保护层都是无机涂层无机膜层有机膜层精选PPT174 4、常用工艺及其目的、常用工艺及其目的工艺技术成熟度高,设备要求比较简单,适用面广,生产成本较低。工艺化学转化膜化学转化膜
8、阳极氧化阳极氧化电镀电镀涂装涂装精选PPT18 4 4、我公司所用工艺及其目的、我公司所用工艺及其目的应用的目的防腐蚀防腐蚀装饰装饰导电导电耐磨耐磨精选PPT195 5表面处理技术的原理表面处理技术的原理5.1 电镀原理电镀是一个电化学过程 也是一种氧化还原过程 精选PPT20在外电流(直流电)作用下,电解质溶液中的金属离子(或络离子)迁移到阴极表面、发生还原反应并形成新相(电结晶),这一过程叫作金属的电沉积金属的电沉积;5.1 5.1 电镀原理电镀原理 阴极表面所得到的金属结晶层即为电镀保护层电镀保护层。当电解质溶液为水溶液时就叫电镀电镀。精选PPT215.1 5.1 电镀原理电镀原理电镀时
9、,工件作为阴极、镀层材料(金属或合金)作为阳极,一同浸入电解液中、并通入直流电。AREee+-+阳离子阴离子电解液阴阳极极阳极化的电极与电镀相反:工件为阳极、其它金属为阴极电镀装置必须包括三部分:1)外电路2)电镀溶液3)与镀液接触的两个电极精选PPT225.1 5.1 电镀原理电镀原理电镀层的生长过程精选PPT235 5表面处理技术的原理表面处理技术的原理5.2 表面转化金属的表面转化是指采用化学处理液使金属表面与溶液界面上产生的化学或电化学反应、生成稳定的化合物薄膜的处理过程按照转化过程中是否存在外加电流外加电流,分为:n化学转化n电化学转化(即阳极氧化)精选PPT24表面转化膜与电镀层的
10、区别5.2 5.2 表面转化表面转化基材基材基材基材膜层膜层转化膜 镀层 精选PPT255.2.1 阳极氧化机理5.2 5.2 表面转化表面转化AREee+-+阳离子阴离子电解液阴阳极极阳极氧化与电镀过程一样,也是一个氧化还原反应过程。只是工件所处极性与电镀相反。当有外加电流时,溶液中的水分子被电解、同时产生初生态的O,氧原子立即在阳极与金属材料(如铝)表面发生化学氧化反应,生成氧化膜精选PPT265.2.1 阳极氧化机理5.2 5.2 表面转化表面转化氧化膜的生长过程包含两 个方面膜的电化学生成过程 膜的化学溶解过程只有膜层的生成速度恒大于溶解速度时,才能获得较厚的氧化膜精选PPT275.2
11、.1 阳极氧化机理5.2 5.2 表面转化表面转化氧化膜的生长过程精选PPT285.2.2 化学转化5.2 5.2 表面转化表面转化化学转化膜是金属与溶液中物质发生化学反应生成氧化物等而在金属表面附着所成的薄膜 精选PPT295.2.2 化学转化膜5.2 5.2 表面转化表面转化按成膜的主要组按成膜的主要组成物类型成物类型氧化物膜氧化物膜铬酸盐膜铬酸盐膜磷酸盐膜磷酸盐膜等等等等按生产习惯按生产习惯氧化膜氧化膜钝化膜钝化膜着色膜着色膜磷化膜磷化膜分类精选PPT305.2.2 化学转化膜5.2 5.2 表面转化表面转化是铁与含有锰、铁、锌等的磷酸盐溶液产生化学反应,在表面生成一层难溶于水的磷酸盐保
12、护膜。华为铝零件的化学氧化是实际上应该是铝的铬酸盐转化膜。化学氧化钢铁磷化精选PPT315.2.2 化学转化膜5.2 5.2 表面转化表面转化 化学转化所需设备简单、操作方便、生产效率高、成本低,适用范围广,尤其适用于大型零件、组合件、以及难以用电化学方法获得完整膜层的复杂零件(如细长管、点焊件、铆接件等)。精选PPT325 5表面处理技术的原理表面处理技术的原理5.3 涂装利用高分子涂料作原料,采用各种涂装方法使其附着到制品表面,生成具有各种特性的固着膜层(涂层)。现代称作高分子涂装技术精选PPT335.3 5.3 涂装涂装按施工方法分类浸涂法手工喷涂法淋涂法电泳涂装静电喷涂粉末涂装卷材辊涂
13、法精选PPT345.3 5.3 涂装涂装这两种喷涂法油漆均可采用而粉末则只用静电喷涂空气喷涂法静电喷涂我们的加工厂所用:油漆粉末精选PPT355.3 5.3 涂装涂装5.3.1 空气喷涂原理传统的空气喷涂是利用压缩空气将流体吹散成雾状后附着于被涂物表面。精选PPT365.3 5.3 涂装涂装5.3.1 空气喷涂原理适用性极广,对任何复杂工件、任何液体涂料几乎都能适用精选PPT375.3 5.3 涂装涂装5.3.2 静电喷涂原理静电喷涂是利用静电场对电荷的作用原理而实现的 适用于工件外形不太复杂而且大批量生产的流水线作业精选PPT385.3 5.3 涂装涂装5.3.2 静电喷涂原理以接地的工件为
14、阳极,接上负高电压的静电喷枪使涂料以接地的工件为阳极,接上负高电压的静电喷枪使涂料雾化并带负电荷,与工件间形成高压静电场,在电场力雾化并带负电荷,与工件间形成高压静电场,在电场力的作用下,涂料粒子迅速飞向异极性的工件表面,在工的作用下,涂料粒子迅速飞向异极性的工件表面,在工件表面放电件表面放电 ,使静电消失,涂料便均匀而牢固地沉积在,使静电消失,涂料便均匀而牢固地沉积在工件表面,形成了均匀的涂膜。工件表面,形成了均匀的涂膜。精选PPT395.3 5.3.2 静电喷涂原理 123451-高压静电发生器;2-涂料输入管;3-喷枪;4-涂料雾化微粒;5-工件精选PPT405 5表面处理技术的原理表面
15、处理技术的原理 由于电流分布规律,电化学处理膜层表面结构会放大基体材料表面的缺陷精选PPT416 6、生产工艺过程、生产工艺过程所有表面处理工艺都至少包含三个基本步骤:前处理成膜过程 烘烤/固化 有些工艺在成膜后还有一个 工序后处理精选PPT426 6、生产工艺过程、生产工艺过程6.1 电镀-钢、铜、锌合金材料电镀清洁干燥水洗电镀水洗后处理 水洗浸蚀 水洗装挂除油拆卸精选PPT436.1 6.1 电镀电镀-钢、铜、锌合金材料电镀钢、铜、锌合金材料电镀清洁手工清洁处理:清除大量的油污、污物,以及厚实的氧化皮装挂:保持溶液流动顺畅,零件方向避免形成斊鼣,位置和数量利于镀层均匀沉积、不影响镀层质量装
16、挂精选PPT446.1 6.1 电镀电镀-钢、铜、锌合金材料电镀钢、铜、锌合金材料电镀化学/电解 除油:清除表面油脂,使表面达到斔黄茢状态一般利用酸液对金属表面进行溶解腐蚀,去除表面氧化膜和锈蚀产物,也可提高表面光泽度除油浸蚀 精选PPT456.1 6.1 电镀电镀-钢、铜、锌合金材料电镀钢、铜、锌合金材料电镀在零件表面沉积上金属膜层1)钝化-在镀层金属表面形成一层薄而致密的化学转化膜,加强抗蚀能力;2)封闭-机械方法在镀层孔隙中填充进微粒可有机物分子,同样是加强保护作用。电镀后处理精选PPT466.1 6.1 电镀电镀-钢、铜、锌合金材料电镀钢、铜、锌合金材料电镀一般通过加温烘烤,使零件表面
17、的水份蒸发干燥;同时可使钝化膜等固化、稳定。干燥精选PPT476 6、生产工艺过程、生产工艺过程6.2 铝材阳极氧化/化学氧化清洁干燥水洗阳极氧化水洗着色 水洗浸蚀 水洗装挂除油拆卸 水洗 封闭化学氧化精选PPT4866.3 喷涂锌基合金磷化/电镀氧化喷砂24h内 喷涂钢件铝件8h内 喷涂精选PPT496.3 6.3 喷涂喷涂装挂装挂化学除化学除油油水洗水洗浸蚀浸蚀手工清手工清洁处理洁处理磷化流程磷化磷化水洗水洗干燥干燥拆卸拆卸水洗水洗电解板电解板精选PPT506.3 6.3 喷涂喷涂喷漆流程调漆调漆喷底漆喷底漆局部保护局部保护烘烤烘烤刮腻子刮腻子喷面漆喷面漆烘烤烘烤打磨打磨喷底漆喷底漆烘烤烘
18、烤前处理前处理精选PPT516.3 6.3 喷涂喷涂喷粉流程前处理前处理局部保护局部保护喷粉喷粉固化固化打磨打磨刮腻子刮腻子精选PPT527 7、膜层结构特点及其防护机理与防护能力、膜层结构特点及其防护机理与防护能力各种表面膜层的结构不尽相同,其对基体材料的保护机理各式各样。电化学保护的机理是:金属原电池中阳极腐蚀、而阴极受保护。因此电镀层类别中又有阳极性镀层和阴极性镀层之分机械保护的原理隔离腐蚀介质与基体材料直接接触、而起到的保护屏蔽作用。精选PPT537 7、膜层结构特点及其防护机理与防护能力、膜层结构特点及其防护机理与防护能力电化学保护阴极阳极eeMeeMe+腐蚀介质eD-D精选PPT5
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