表面处理工艺及技术

3.1.3滚压
滚压是在常温上用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面上， 并沿母线方向移动，使工件表面塑性变形、硬化，以 获得准确、 光洁和强化的表面，或特定花纹的处理工艺。
3.1.4拉丝
在外力作用下使金属强行通过模具,金属横截面积被压缩,并获得所 要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝工艺。使其 改变形状、尺寸的工具称为拉丝模.
热转印：是将花纹或图案印 刷到耐热性胶纸上，通过加 热，加压，将油墨层的花纹 图案印到品材料上的一种技 术。
模内转印：俗称IMR，是在 模具内转印图案
3.4.4.3转印（水转印，热转印，模内转印等）
3.4.4.4 UV覆膜印刷
UV覆膜技术（贴膜法）是在丝网印刷技 术上再在油墨颜料上覆盖一层塑胶膜， 使得手指与油墨颜色的接触减少，耐用 度有所增强。
优劣：UV覆膜技术是丝网印刷技术的改 进版，因此在油墨耐磨性上有更佳的表 现，而且成本相对较低。
3.4.4 .2移印
先将设计的图案蚀刻在印刷钢板上﹐然后把蚀刻板涂上油墨﹐ 利用硅橡胶材料制成的曲面移印头将其中的大部分油墨转印到被印 刷物体上。 移印适合于印到不规则承印物上（如仪 器、电气零件、玩具等），且移印速度快。
3.4.4.3转印（水转印，热转印，模内转印等）
水转印：是利用水压将带彩 色图案的转印纸/塑料膜进行 高分子水解的一种印刷。
3.4.1.3热喷涂的应用
③ 特殊功能层:通过喷涂获得表层某些特殊性能，如耐高温、隔热、 导电、绝缘、防幅射等，在航空航天和原子能等部门应用较多。
3.4.2真空镀
所谓真空镀，就是在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件或金 属表面沉积各种金属和非金属薄膜的工艺。 通过这样的方式可以得到非常薄（单分子层）的表面镀层，同时具有 速度快、附着力好、污染物少等优点， 该工艺色泽丰富多样，不仅是提高材料使用性能，在装饰上同样是提 升档次，提高附加价值的很好的选择。
6) 镀铬 铬在大气中能长久保持光泽，在碱液、硝酸、硫酸及许 多有机酸中不发生反应，镀铬层有很高的硬度和优良的耐磨 性及较低的摩擦系数，故镀铬常用于防护装饰性镀层，防止 基体金属生锈和美化外观，也常用于提高制品的耐磨性或修 复磨损。
3.4.3. 3特种电镀 3.4.3.3.1 刷镀 刷镀不用镀槽，旋转的工件接直流电源的负极，镀笔接正 极，镀笔前端用脱脂棉包住，浇注的镀液浸贮在脱脂棉套内， 镀液中的金属正离子在电场力作用下在工件表面(阴极)获得电 子而沉积于表面上，形成电镀层。 ①刷镀设备简单，操作灵活，可进行局部电镀和野外作业。
通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微 观结构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。
3.1.1表面淬火 3.1.2喷砂 3.1.3滚花 3.1.4拉丝 3.1.5抛光 3.1.6激光表面强化
3.1.1表面淬火
表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利 用快速加热将表层奥氏体化后进行快速冷却（淬火），使表面硬
3.4.1.3热喷涂的应用
① 防腐蚀:主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井下钢结构、高 压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、化工厂大罐和管道的防腐喷涂。
3.4.1.3热喷涂的应用
② 防磨损:通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易磨损部位预先喷涂 上耐磨材料，如风机主轴、高炉风口、汽车曲轴、机床主轴、机床导轨、 柴油机缸套、油田钻杆、农用机械刀片等。
②表面合金化技术（金属）
通过物理方法，使添加材料进入基体，形成合金化层。
③表面转化膜技术（金属）
通过化学方法，使添加材料与基体发生化学反应，形成转化膜。
④表面涂（镀）层技术（金属、非金属）
通过物理、化学方法，使添加材料在基体表面形成镀、涂层。 基材不参与涂层的形成。
3、常见表面处理方法 3.1表面改性技术
3.1.6激光表面强化
激光表面强化是用聚焦的激光束射向钢件表面，在极短时 间内将工件表层极薄的材料加热到相变温度或熔点以上的温度， 又在极短时间内冷却，使工件表面淬硬强化。
激光表面强化可分为激光相变强化处理、激光表面合金化 处理和激光熔覆处理等。
激光表面强化的热影响区小，变形小，操作方便，主要用于局部强 化的零件，如冲裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、 高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。
3.4表面涂（镀）层技术
通过物理、化学方法，使添加材料在基体表面形成镀、涂层。 基材不参与涂层的形成。
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3.4.1热喷涂 3.4.2真空镀 3.4.3电镀 3.4.4印刷 3.4.5喷涂与喷塑
3.4.1热喷涂 3.4.1.1热喷涂原理
热喷涂是将金属或非金属材 料加热熔化，靠压缩气体连续吹 喷到制件表面上，形成与基体牢 固结合的涂层，从制件表层获得 所需要的物理化学性能。
3.4.4印刷
印刷是指使用印版或其他方式将原稿上的图文信息转移到 承载物上的工艺过程。 常用的有丝印、移印、转印
3.4.4 .1丝印
丝网印刷是孔版印刷术中的一种主要印 刷方法。印版呈网状，印刷时印版上的油墨 在刮墨板的挤压下从版面通孔部分漏印至承 印物上。 丝印主要优势体现在印制非常大 的平面或 者曲面。
3.3.3.3铝及铝合金氧化膜封闭
铝阳极氧化膜具有很高的孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质 侵蚀，因此，氧化膜无论着色与否，应用于何种场合，都必须封孔处理。 处理方法按照机理可分为三种： 1）利用水化反应产物体积膨胀而堵塞孔隙，如沸水法和蒸气法 2）利用盐的水解作用吸附堵塞封闭，如无机盐封孔 3）有机物屏蔽封孔，如浸油、浸漆等
3.4.3. 3特种电镀 ②刷镀可用于大型零件的局部电镀或大中型零件的局部修复。
3.4.3.3.2非金属电镀
① 非金属电镀是指对塑料、玻璃、陶瓷、纤维等非金属制品电镀。 ② 非金属电镀的关键工艺是表面金属化，使非金属基体上生成导 电层、以便进行导电。表面金属化的方法有化学镀法、喷涂法、 和涂刷法等。 ③ 塑料电镀是非金属电镀中应用最广泛的一种。通过电镀可 提高塑料制品的强度，防止老化，使其具有导电性、电磁 性、焊接性和装饰性的外观。 ④ 非金属电镀制品主要用于汽车、飞机某些装饰性零部件以 及印刷线路板、电子仪器屏蔽和碳纤维等。
3.1.5.1机械抛光 3.1.5.1.1轮式抛光
用高速旋转的柔性抛光轮和极细的磨料对工件表面进行滚压和微 量切削实现抛光。抛光轮用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，用于较 大零件的抛光。
3.1.5.1.2滚筒抛光和振动抛光
将工件、磨料和抛光液装入滚筒或振动箱内，滚筒缓慢滚动或振动箱 振动，使工件与工件，工件与磨料相互摩擦，加上抛光液的化学作用，除 去工件表面的油污、锈层，磨去凸峰，从而获得光滑的表面。用于细小而 量大零件的抛光，后者比前者生产率高，抛光效果更好。
表面处理工艺及技术
丁海波 2015-5-21
不粘锅有毒吗?
不粘锅涂层主要原料是聚四氟乙烯, 该材料可以耐400度高温，但是在200度 以上时化学性质开始变的不稳定，释放出氟化氢气体，氟化氢溶解于水后的 溶液叫氢氟酸，不但强腐蚀（玻璃蚀刻工艺大量应用氢氟酸），而且有剧毒。 全氟辛酸铵是美国杜邦公司用用来合成含氟聚合物的一种分散剂。05年美 国环保署指出杜邦特富龙不沾锅中可能存在残留，该残留可能随着食品和 食品烹饪过程而进入人体，造成身体健康危害。目前国内没有相关检测报 告，没有监管。
3.4.2真空镀
按照工艺不同，真空镀可分为真空蒸镀，真空溅射镀，真空离子镀。
3.4.2真空镀
3.4.3普通电镀与特种电镀 3.4.3.1电镀原理 电镀是一种电化学和氧化还原过程。以镀镍为例；将金 属制件浸在金属盐(NiSO4)的溶液中作为阴极，金属镍板作为 阳极，接通直流电源后在制件上就会沉积出金属镀镍层。
通过化学方法，使添加材料与基体发生化学反应，形成转化膜。
3.3.1钢铁的发黑与磷化处理 3.3.2不锈钢着色 3.3.3铜及铜合金着色 3.3.4铝及铝合金的氧化与着色处理
3.3.1钢铁的发黑与磷化处理
3.3.2不锈钢着色
随着不锈钢的应用普及，不锈钢着色工艺需求逐步得到重视， 目前不锈钢不仅可以着黑色，还可以得到蓝色、绿色、褐色、 橙色等颜色。
3.4.3. 2槽镀（普通电镀） 1) 镀锌 钢铁零件上镀锌主要作用是防腐蚀，用量占全部电镀零件 的1/3至1/2，是所有电镀品种中产量最大的一个镀种。镀锌具有 成本低、抗蚀性好、美观和耐贮存等优点，在轻工、机电、农 机和国防等工业中得到广泛应用。 2) 镀镉 钢铁零件上镀镉，在海洋和湿热大气环境中，其保护性能 比锌好，航空、航海及电子工业中的零件大多采用镀镉。但镉 盐有毒，且对环境污染严重，使镀镉的应用受到限制。
3) 镀锡 锡的腐蚀产物对人类无害，且 易于钎焊，镀锡广泛用于食品罐头 包装制品、饮具、餐具及电子工 业中很多需要钎焊的零件。
4) 镀铜 镀铜常作为其他镀层的中间层，以提高表面镀层和基体 金属的结合力。在电力工业中，也可用铁丝镀厚铜来代替纯 铜导线，以减少铜的耗用量。 5) 镀镍 镀镍的应用面很广，可用于防护装饰性和功能性两方面。 前者主要用于自行车、钟表、家用电器、五金产品、汽车、照 相机等零件的防护装饰性镀层；后者主要用于易磨损产品的 修复电镀。
1、表面处理概念
利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的边缘性新技术来 改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预 定性能要求的工艺方法，称为表面处理。
2、表面处理技术的分类（按工艺特点）
①表面改性技术（金属、非金属）
通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微观 结构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。
化的一种热处理方法。
感 应 加 热
3.1.2喷砂
喷砂处理是利用高速喷射出的砂粒或铁粒，对工件表面进行撞击， 以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺方法。
喷砂与喷丸处理，工艺相似，主要差别在沙粒直径上。该工艺主要 应用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等，还可用于表 面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。