一张图看懂金属表面处理工艺

表层是在基体材料表面上经人工形成的，其机械、物理以及化学性能与基体不同，这一形成方式被称作pintakäsittely流程工艺，表面处理旨在达成产品的耐蚀性、耐磨性、装饰性或其他特种功能需求，就金属铸件而言，我们较为常用的表面处理方式有机械打磨、化学处理、表面热处理、喷涂表面等等。

一、表面热处理

表面淬火

不改变钢的化学成分，不改变钢的心部组织，在此情况下，利用快速加热，把表层奥氏体化后，进行淬火，以此强化零件表面，这就是表面淬火，是一种热处理方法。

主要用于表面热处理的方法是火焰淬火以及另一种感应加热热处理，平常所使用的热源包含氧乙炔或者氧丙烷之类的火焰，还有感应电流，除此之外还有激光和电子束等啦。

感应加热

通过利用交变电流，使其在工件表面感应生成巨大的涡流，进而让工件表面能够迅速地被加热，这是一种方法。

感应加热分为：

1.高频感应加热，频率为250-，淬硬层深度0.5-2mm；

2.中频感应加热，频率为2500-，淬硬层深度2-10mm；

3.工频感应加热，频率为50Hz，淬硬层深度10-15mm。

火焰加热

运用乙炔火焰直接对工件表面进行加热的方式，成本低廉，然而质量难以把控。

激光加热

采取以高能量密度的激光针对工件表明予以加热的办法，具备效率高的特性，拥有质量好的特质。

激光表面强化能够被划分成，激光相变强化处理，激光表面合金化处理，以及激光熔覆处理等等。

其主要用于那些要进行局部强化的零件，像冲裁模，还有曲轴，以及凸轮，包括凸轮轴，含花键轴，有精密仪器导轨，有高速钢刀具，亦有齿轮，甚至内燃机缸套等采用的即为激光表面强化。

发蓝和磷化

发蓝

针对钢材或者钢件，在那般包含空气与水蒸气或者化学药物的情况里，将其加热至恰当温度，借此让其表面形成一层呈现蓝色或者黑色的氧化膜，这样的工艺，也被称作发黑。

常常被用于精密仪器，被用于光学仪器，也被用于工具，还被用于硬度块，以及机械行业里的标准件等等。

磷化

某种过程，被称作磷化，此过程为将工件，也就是钢铁或者铝、锌件，浸到磷化液里，即某种以某些酸式磷酸盐作为主要成分的溶液中，进而在其表面沉积，最终形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜。

磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。

二、化学表面热处理

化学表面热处理

对工件进行化学热处理时，是要把它放置在特定的介质里，先加热并保温，让介质当中具有活性的原子可以渗透进入到工件的表层，这样做能够进而改变工件表层的化学成分，以及组织，最终还能改变其性能，这实际是一种热处理工艺。

具备表硬里韧性能的获取办法之中存在化学热处理这一方式，和表面淬火开展比较时，化学热处理不但会对钢的表层组织予以改变，并且会对其化学成分加以改变，按着渗入元素的不一样，化学热处理能够被划分成渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等类别，化学热处理的过程涵盖分解、吸收、扩散这三个基本流程。

常用的化学热处理：

把渗碳，渗氮（人称氮化），碳氮共渗（人称氰化与软氮化）等区分开来。渗硫，渗硼，渗铝，渗钒，渗铬等也区分开来。

发蓝、磷化可以归为表面处理，不属于化学热处理。

渗碳和氮化

vertaileva

渗碳

氮化

目的

将工件表面硬度予以提升，把耐磨性加以提高，使疲劳强度得以增强，与此同时，让心部维持较好的韧性。

提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，提高耐蚀性。

用材

含0.1-0.25%C的低碳钢。碳高则心部韧性降低。

为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中碳钢。

常用方法

气体渗碳法、固体渗碳法、真空渗碳法

气体氮化法、离子氮化法

温度

900～950℃

500～570℃

表面厚度

一般为0.5～2mm

不超过0.6～0.7mm

优点

-

温度处于较低状态，硬度呈现出更高的情况，耐磨性也表现得更为出色，抗疲劳性同样更高一些，耐蚀性具备更好的状况，不需要再次进行热处理，能够规避热处理所带来的变形以及其他方面的缺陷。

haitat

-

工艺复杂，成本高，氮化层薄

用途

此类机械零件，像齿轮、轴、凸轮轴等，在飞机、汽车以及拖拉机等方面被广泛运用。

有些零件，其耐磨性需满足要求，精度方面要求也高，还有些零件需具备耐热、耐磨以及耐蚀的特性。像仪表的小轴，还有轻载齿轮，以及重要的曲轴等。

三、表面形变强化

表面形变强化

指使钢件于常温状况下产生塑性变形，借此提升其表面硬度，进而生成有利的残余压应力分布的那种表面强化工艺，被称作表面形变强化。此工艺具备简单的特性，成本也较为低廉，是用以提高钢件抗疲劳能力，延长其使用寿命的一项重要工艺措施。

喷丸

往零件表面喷射大量高速运动的弹丸，这一行为如同用无数小锤锤击金属表面，通过这种方式，能令零件表层以及次表层产生一定的塑性变形，进而实现强化，此即喷丸强化技术。

应用：形状较复杂的零件，在磨削、电镀等工序后进行。

滚压处理

采用可自由旋转的淬火钢滚子，对钢件的已加工表面予以滚压，使其产生塑性变形，将钢件表面的粗糙凸峰压平，形成有利的残余压应力，借此提高工件的耐磨性，以及抗疲劳能力。

应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件

表面胀光（挤光或挤压）

用直径略大于孔径的钢球，或者其他形状的胀光工具，在常温状况下，挤过工件已加工的内孔，从而获得准确的、光洁的以及强化的表面，这一操作名为表面胀光。

四、表面覆层强化

表面覆层强化

有一种表面强化工艺称为表面覆层强化，它是借助物理或者化学的方式，在金属的表面去涂覆一层，或者是多层其他的金属，又或者是非金属。

目的：提高钢件的耐磨性、耐蚀性、耐热性或进行表面装饰。

金属喷涂技术

有这样一种工艺，它是把金属粉末加热，加热到熔化或者半熔化的状态，接着呢，利用高压气流，让其雾化之后，再喷射在工件表面，从而形成涂层，这工艺就被称作热喷涂。

对材料的耐磨性，耐蚀性，耐热性以及绝缘性等加以改善，可借助热喷涂技术。

它被广泛运用，涵盖了诸多领域，其中有航空航天领域，还有原子能领域，另外也包括电子等尖端技术领域，几乎涉及所有范畴。

金属镀层

在基体材料表面，覆上一层金属镀层，或覆上多层金属镀层，如此能够显著改善其耐磨性，还能显著改善其耐蚀性，也能够显著改善其耐热性，又或者可以获得其他特殊性能。存在电镀这种方法，存在化学镀这种方法，存在复合镀这种方法，存在渗镀这种方法，存在热浸镀这种方法，存在真空蒸镀这种方法，存在喷镀这种方法，存在离子镀这种方法，存在溅射这种方法。

金属碳化物覆层～气相沉积法

气相沉积技术，是一种新型镀膜技术，它指的是，把含有沉积元素的气相物质，借助物理或者化学的办法，沉积在材料表面，进而形成薄膜。

依据沉积过程原理存在差异，气相沉积技术能够被划分成，物理气相沉积（PVD）以及化学气相沉积（CVD）这两大类别。

物理气相沉积（PVD）

在真空状况之下，借助物理方式，将材料转变为原子、分子或者使其电离成为离子，通过气相进程，在材料表面沉积一层薄膜的技术，被称作物理气相沉积。

物理沉积技术主要包括真空蒸镀、溅射镀、离子镀三种基本方法。

物理气相沉积具备适用的基体材料相当广泛，膜层材料也极为宽泛的特点，其工艺简便，节省材料，不存在污染情况，所获得的膜层，膜基附着力很强，膜层厚度均匀，质地致密，针孔数量少等优点。

用于机械领域，制备耐磨薄膜，用于航空航天领域，制备耐蚀薄膜，用于电子领域，制备耐热薄膜，用于光学领域，制备导电薄膜，用于轻工业等领域，制备绝缘薄膜，制备光学薄膜，制备磁性薄膜，制备压电薄膜，制备滑润薄膜，制备超导薄膜。

化学气相沉积（CVD）

一定温度的情况下，混合气体同基体表面相互发生作用，进而在基体表面形成金属或者化合物薄膜，这就是化学气相沉积的方法。

化学气相沉积膜层具备尚可的耐磨性、能够抵抗腐蚀的特性、耐热的性能以及电学、光学等特别性能，它已经被广泛地运用在机械制造领域、航空航天领域、交通运输范畴、煤化工这类工业范围内，因为，因为一些原因。

五、表面洁化及装饰

抛光

抛光乃是针对零件表面开展修饰的一种光整加工方式，通常仅仅能够获取光滑表面，既无法提升，甚至也不能够维持原本的加工精度，随着预加工状况存在差异，抛光之后的Ra值能够达到1.6～0.008 mm。

mekaanisesti kiillotettu

包括轮式抛光、滚筒抛光和振动抛光。

kemiallisesti kiillotettu

拿金属零件，把它浸到特制的化学溶液里，借助金属表面凸起的部位相比凹洼的部位它溶解速度更快这种现象，由此达成零件表面的抛光。

电化学抛光

电化学抛光跟化学抛光相类似，其不同之处在于，还需要通以直流电，工件要接阳极，会生成阳极溶解，它也是借助金属表面凸起的部位比凹洼的部位溶解速度更快的这种现象展开抛光操作的。

väritys (lentoyhtiön tai yrityksen ajoneuvossa)

涂装工艺

在涂装工艺当中，存在着这样一些常见的类型，其中有机刷涂，有自动浸涂，还有手工喷涂，这里所谓的手工喷涂又有高压无气喷涂那种方式包含在内，此外还有淋涂，幕帘淋涂，流化床涂覆，辊涂，静电喷涂等等。