金属表面处理工艺及技术ppt课件
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金属表面处理工艺基础培训课件
特点 : 金属感强，档次高，耐磨性好。能进行超精密加工、容易加工出形
状复杂的零件；零件和模具一体。
2020/1/9
电铸的优点：
1、 能进行超精密加工（复制精度好）。电铸最重要的特征是它具有高度“逼 真性”。电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有 2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网)，就使 用了电铸法进行生产的。而香烟过滤嘴的纤维，也是使用纤维素通过超细金属 网制成的，这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的 。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层（保 护层），然后以此作为模板进行电铸。 2、 能调节沉积金属的物理性质。可以通过改变电镀条件，镀液的组分的方法 来调节沉积金属的硬度、韧性和拉 伸强度等。还可以采用多层电镀、合金电 镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性质。 3、 不受制品 大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。 4、 容易制出复杂形状的零件。
铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜，颜色丰 富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨，抗腐蚀性极高。其基本原理为：在 电极和电解液的作用下，表层的铝离子会被分解到电解液中和颜料离子混合后 ，再将电极反转，使铝离子和颜料离子再重新附着到铝件的表面上，这样就能 镀上颜色均匀、附着力强的氧化物薄膜。在这个过程中要注意控制电极作用的 时间，以保持铝件的厚度不变。
一个框架上，然后涂抹上感光胶，然后将需要印刷的图文用硫酸纸激光输出，放 在丝网下用曝光灯晒版（几分钟），最后用水泡，需要印刷的部分就没有感光胶 了，而其它不需要印刷的部分还是有感光胶的，也就是漏墨和不漏墨，吹干即可 开始印刷
丝网印刷可按其版式,印机品种.油墨性质及承印物的类型分成许多种类.但 就其印刷方式而言,可分为以下几种:
状复杂的零件；零件和模具一体。
2020/1/9
电铸的优点：
1、 能进行超精密加工（复制精度好）。电铸最重要的特征是它具有高度“逼 真性”。电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有 2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网)，就使 用了电铸法进行生产的。而香烟过滤嘴的纤维，也是使用纤维素通过超细金属 网制成的，这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的 。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层（保 护层），然后以此作为模板进行电铸。 2、 能调节沉积金属的物理性质。可以通过改变电镀条件，镀液的组分的方法 来调节沉积金属的硬度、韧性和拉 伸强度等。还可以采用多层电镀、合金电 镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性质。 3、 不受制品 大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。 4、 容易制出复杂形状的零件。
铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜，颜色丰 富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨，抗腐蚀性极高。其基本原理为：在 电极和电解液的作用下，表层的铝离子会被分解到电解液中和颜料离子混合后 ，再将电极反转，使铝离子和颜料离子再重新附着到铝件的表面上，这样就能 镀上颜色均匀、附着力强的氧化物薄膜。在这个过程中要注意控制电极作用的 时间，以保持铝件的厚度不变。
一个框架上，然后涂抹上感光胶，然后将需要印刷的图文用硫酸纸激光输出，放 在丝网下用曝光灯晒版（几分钟），最后用水泡，需要印刷的部分就没有感光胶 了，而其它不需要印刷的部分还是有感光胶的，也就是漏墨和不漏墨，吹干即可 开始印刷
丝网印刷可按其版式,印机品种.油墨性质及承印物的类型分成许多种类.但 就其印刷方式而言,可分为以下几种:
《金属表面处理》课件
缺点：可能产生环 境污染，需要严格 控制工艺条件
化学镀技术
原理：利用化学反 应在金属表面形成 一层金属或合金镀 层
特点：无需电镀设 备，操作简便，成 本低廉
应用：广泛应用于 电子、机械、化工 等领域
优点：镀层均匀， 附着力强，耐腐蚀 性好，耐磨损
热喷涂技术
原理：通过高速气 流将熔融或半熔融 状态的金属或非金 属材料喷涂到基体 表面，形成涂层
金属表面处理的质量检测方法
目视检查：观察表面是否 有划痕、斑点、凹坑等缺 陷
硬度测试：使用硬度计测 量表面硬度，确保达到规 定要求
耐磨性测试：通过摩擦试 验，检测表面耐磨性
耐腐蚀性测试：使用盐雾 试验、酸碱试验等方法， 检测表面耐腐蚀性
镀层厚度测试：使用测厚 仪测量镀层厚度，确保符 合规定要求
电化学测试：通过电化学 方法，检测表面电化学性 能，如电导率、电阻率等
金属表面处理技术的创新方向
环保型表面处理技 术：减少污染，降 低能耗
纳米表面处理技术： 提高表面性能，增 强耐磨性
复合表面处理技术 ：结合多种表面处 理技术，提高综合 性能
智能化表面处理技 术：实现表面处理 过程的自动化和智 能化
金属表面处理技术的市场前景
市场需求：随着工 业、建筑、汽车等 行业的发展，对金 属表面处理的需求 不断增加
特点：涂层厚度可 控，涂层性能优良， 可提高基体表面的 耐磨性、耐腐蚀性、 耐高温性等
应用：广泛应用于 机械、化工、航空、 航天等领域
发展趋势：向着环 保、高效、智能化 方向发展
Part Four
金属表面处理工艺 流程
前处理工艺流程
脱脂：去除金属表面的油脂和污垢 除锈：去除金属表面的锈迹和氧化皮 酸洗：去除金属表面的氧化物和铁锈 钝化：在金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀和氧化
《金属的表面处理》PPT课件
金 ★ 工件表面不能有明顯的划碰痕跡及無 屬 法清除的銹斑 表 ★ 不銹鋼五金零件的電鍍很容易脫落鍍 面 層,所以一般不銹鋼材料不要求電鍍, 處 如有工件須鉚不銹鋼的五金零件且需 理 電鍍時,在工藝安排時必須考慮,如電 知 鍍后再鉚對工件有影響時,此時有必 識 要改變五金零件的材質(不鏽鋼改為
快削鋼) 6
面 厚的皮膜塗裝后遭到彎曲或沖擊等外力
處 時,有可能脫落
理
知 防銹用皮膜:致密.均勻.越厚越好,孔隙 識 率越低越好;
25
磷酸鹽皮膜處理工藝及監控
金 屬 脫脂->水洗->(除銹)->化成->水洗->封閉 表 處理或烤漆;
面
處
化成工序的監控參數:游離酸度,全酸度,雜 質含量;
理
知 脫脂工序的監控參數:游離鹼度,全鹼度 識
极化和硬質陽极化, 18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
處 磷化膜耐腐蝕性差或變黃 表面呈鐵鏽的黃色
表面有殘酸
理
知 缺陷:磷酸鹽處理對零件本身影響不大,但 識 對普通材質的五金零件具有腐蝕作用,因此
必須考慮五金零件的鉚合工藝安排
28
金屬的鉻酸鹽(鈍化)處理
金
把金屬或金屬鍍層放入含有某些含添
屬 表
加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中,通過化學或 電化學的方法使金屬表面生成由三价鉻和 六价鉻組成的鉻酸鹽膜的方法,叫做金屬
快削鋼) 6
面 厚的皮膜塗裝后遭到彎曲或沖擊等外力
處 時,有可能脫落
理
知 防銹用皮膜:致密.均勻.越厚越好,孔隙 識 率越低越好;
25
磷酸鹽皮膜處理工藝及監控
金 屬 脫脂->水洗->(除銹)->化成->水洗->封閉 表 處理或烤漆;
面
處
化成工序的監控參數:游離酸度,全酸度,雜 質含量;
理
知 脫脂工序的監控參數:游離鹼度,全鹼度 識
极化和硬質陽极化, 18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
處 磷化膜耐腐蝕性差或變黃 表面呈鐵鏽的黃色
表面有殘酸
理
知 缺陷:磷酸鹽處理對零件本身影響不大,但 識 對普通材質的五金零件具有腐蝕作用,因此
必須考慮五金零件的鉚合工藝安排
28
金屬的鉻酸鹽(鈍化)處理
金
把金屬或金屬鍍層放入含有某些含添
屬 表
加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中,通過化學或 電化學的方法使金屬表面生成由三价鉻和 六价鉻組成的鉻酸鹽膜的方法,叫做金屬
金属表面化学处理 共42页PPT资料44页PPT
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
金属表面化学处理 共42页PPT资料 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
金属表面化学处理 共42页PPT资料 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
金属表面处理工艺基础培训课件(PPT 41页)
2019/12/30
23
加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心。
(1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加 工箱体类零件。 (2)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加 工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。 (3)万能加工中心(又称多轴联动型加工中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台 回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于 具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。
佳
泰
五
金
内 部
工艺基础
培
训
教
材
目录
• 丝网印刷 • 电铸 • 铝板拉丝 • 阳极处理(氧化) • 喷砂 • 高光切削
• IMD • 加工中心 • 线切割 • 电镀 • 压克力9/12/30
3
丝印: 丝网印刷其实就是漏网印刷，简单的丝印，就是用一张丝网（很蜜的）绷在
2019/12/30
11
2.乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无 规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。
3.波纹一般在刷光机或磨擦机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金 板表面磨刷，得出波浪式纹路。
4.旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光 油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。多用于圆形标牌和 小型装饰性表盘的装饰性加工。
封孔（Sealing）为阳极处理的后处理，是将吸附染料的微孔状氧化层与 水反应，生成水含氧化铝，使氧化铝的体积增加；封闭表面微孔，形成非导电 性膜层；还可防止再吸附造成的膜层污染；增加着色的牢固性；提高表面耐磨 性和耐气候性等。
(方案)金属表面处理工艺及技术全版
⑴渗碳目的
经
提高工件外表硬度、耐
渗 碳
磨性及疲劳强度，同时
的
机
保持心部良好的韧性.
车
从
⑵渗碳用钢
动 齿
为含0.1-0.25%C的低
轮
碳钢.碳高那么心部韧
性降低.
演示课件
③渗碳方法 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在高
温渗碳气氛中渗碳. 渗剂为气体 (煤气、液化气等
)或有机液体(煤油、甲醇等). 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控
二、热喷涂 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 喷到制件外表上，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.
演示课件
说明： ① 喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等. ② 喷涂材料可为金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶
瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末. ③ 喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木
演示课件
三、外表形变强化 外表形变强化指使钢件在常温下发生塑性变形，以
提高其外表硬度并产生有利的剩余压应力分布的外 表强化工艺. 工艺简单，本钱低廉，是提高钢件抗疲劳能力，延 长其使用寿命的重要工艺措施.
演示课件
1、喷丸 喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件外表上，犹如
无数个小锤锤击金属外表，使零件表层和次表层发生一定的 塑性变形而实现强化的一种技术. 应用：形状较复杂的零件 在磨削、电镀等工序后进展
演示课件
与外表淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改 变其化学成分.
化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一. 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元
金属表面处理工艺培训课件
⑶ 真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真
空后通入渗碳气体加热渗碳。
优点: 表面质量好, 渗碳速度快。
真空渗碳炉
④渗碳温度：为900-950℃。 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：
一般为0.5-2mm。
渗碳层表面含碳量： 以0.85-1. 05为最好。
渗碳缓冷后组织： 表层为P+网状 Fe3CⅡ; 心部为 F+P; 中间为过渡 区。
⑵活性元素的吸收: 活性原子向 固溶体溶解或与钢中某些元素形 成化合物。
⑶Hale Waihona Puke 性元素内部扩散。氮化扩散层
经渗碳的机车从动齿轮
②钢的渗碳
是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
⑴渗碳目的
提高工件表面硬度、耐 磨性及疲劳强度，同时 保持心部良好的韧性。
⑵渗碳用钢 为含0.1-0.25%C的低
碳钢。碳高则心部韧性 降低。
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11. 520.11. 509:43 09:43:1 709:43:17Nov- 20
相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2020 年11月5 日星期 四9时4 3分17 秒Thurs day , November 05, 2020
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 11.5202 0年11 月5日星 期四9 时43分1 7秒20. 11.5
安全放在第一位，防微杜渐。20.11.52 0.11.50 9:43:17 09:43:1 7November 5, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年11 月5日上 午9时4 3分20. 11.520. 11.5
精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。202 0年11 月5日星 期四上 午9时4 3分17 秒09:43:1720.1 1.5
金属材料表面处理ppt课件
品管進階培訓講座
金属材料 表 面處理技术
DT(I) SQA
可编辑课件PPT
1
總目錄
1﹒基本概念 2．表面處理在金屬防護方面的作用 3．表面處理技術分類 4﹒常用工藝及其目的 5．表面處理原理 6﹒生産工藝過程 7﹒膜層結構特點及其防護機理/能力 8﹒表面膜層的質量檢測技術 9﹒公司表面實驗室其它測試
油漆
静電噴涂
粉末
这两种噴涂法油漆均可采用﹔ 而粉末只用静電噴涂﹒
可编辑课件PPT
38
5.3.1 空气噴涂原理
傳統的空气噴涂﹕ 利用压縮空气将流体吹散 成霧状后﹐附着于被涂物 表面。 适用性极广，对任何复雜 工件、任何液体涂料几乎 都能适用﹒
可编辑课件PPT
39
5.3.2 静電噴涂原理
利用静電場对電荷的作用而实現﹐ 适用于工件外形不太复雜﹑大批量生產的流水線作業﹒
12
D.金属表面保護層的要求 即金属上涂覆層的基本性能
1）結合强度－要求結合牢固、附着力强 2）孔隙率及密度－膜層致密、完整无孔、不透介質 3）耐蝕性－在腐蝕環境中有良好的穩定性、抗腐蝕性 4）硬度－－硬度高、耐磨好 5）在金属表面分布均匀
Байду номын сангаас
可编辑课件PPT
13
3．表面處理技术分类
表面处理是一門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16种工艺
除油
化学/電解 除油 ： 清除表面油脂，使表面容易電鍍
浸蝕
用酸液对金属表面進行溶解腐蝕，去除表 面氧化膜和鏽蝕產物，提高表面光澤度﹒
在零件表面沉積上金属膜層
电镀
可编辑课件PPT
45
后處理
1）鈍化---在鍍層金属表面形成一層薄而 致密的化学轉化膜，加强抗腐蝕能力； 2）封閉---机械方法在鍍層孔隙中填充微 粒﹐如有机物分子，同样是加强保護作用
金属材料 表 面處理技术
DT(I) SQA
可编辑课件PPT
1
總目錄
1﹒基本概念 2．表面處理在金屬防護方面的作用 3．表面處理技術分類 4﹒常用工藝及其目的 5．表面處理原理 6﹒生産工藝過程 7﹒膜層結構特點及其防護機理/能力 8﹒表面膜層的質量檢測技術 9﹒公司表面實驗室其它測試
油漆
静電噴涂
粉末
这两种噴涂法油漆均可采用﹔ 而粉末只用静電噴涂﹒
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38
5.3.1 空气噴涂原理
傳統的空气噴涂﹕ 利用压縮空气将流体吹散 成霧状后﹐附着于被涂物 表面。 适用性极广，对任何复雜 工件、任何液体涂料几乎 都能适用﹒
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39
5.3.2 静電噴涂原理
利用静電場对電荷的作用而实現﹐ 适用于工件外形不太复雜﹑大批量生產的流水線作業﹒
12
D.金属表面保護層的要求 即金属上涂覆層的基本性能
1）結合强度－要求結合牢固、附着力强 2）孔隙率及密度－膜層致密、完整无孔、不透介質 3）耐蝕性－在腐蝕環境中有良好的穩定性、抗腐蝕性 4）硬度－－硬度高、耐磨好 5）在金属表面分布均匀
Байду номын сангаас
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13
3．表面處理技术分类
表面处理是一門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16种工艺
除油
化学/電解 除油 ： 清除表面油脂，使表面容易電鍍
浸蝕
用酸液对金属表面進行溶解腐蝕，去除表 面氧化膜和鏽蝕產物，提高表面光澤度﹒
在零件表面沉積上金属膜層
电镀
可编辑课件PPT
45
后處理
1）鈍化---在鍍層金属表面形成一層薄而 致密的化学轉化膜，加强抗腐蝕能力； 2）封閉---机械方法在鍍層孔隙中填充微 粒﹐如有机物分子，同样是加强保護作用
金属表面处理ppt课件
.
8.1真空镀膜
真空镀膜：在真空条件下，用物理的方法，将材料气化成原子、 分子或使之电离成离子，并通过气相过程，在材料或工件表面沉积 一层具有特殊性能的薄膜的技术，也叫做物理气相沉积。 ( Physical Vipor Deposition 简称PVD )
PVD工艺过程：
（1）成膜材料的汽化，即成膜材料的蒸发、升华、被溅射、分解，也就是成膜 材料的源；
.
电阻加热器加热蒸发
特点： （1）镀膜设备构造简单、造价便宜、使用可靠，可用于熔 点不太高的材料的蒸发镀膜，尤其适用于对膜层质量要求 不太高的大批量的生产中。目前在镀铝制品的生产中仍然 大量使用着电阻加热蒸发的工艺。
（2）电阻加热方式的缺点是加热所能达到的最高温度有 限，加热器的寿命也较短。近年来，为了提高加热器的寿 命，国内外已采用寿命较长的氮化硼合成的导电陶瓷材料 作为加热器。
（1） 镀前处理：镀件清洗 预处理 （2） 镀膜 （3） 镀后处理
影响薄膜生长和性能的因素： （1）基片温度 （2）真空度 （3）蒸发速率 （4）基片材料和膜材料 （5）沉积的角度
根据蒸发源不同，真空蒸发镀膜法又可以分为： 电子束蒸发源蒸镀法、电阻蒸发源蒸镀法 、 激光束蒸发源蒸镀法、高频感应. 蒸发源蒸镀法
.
第八章 金属表面处理
8.1 真空镀膜
8.1.1 真空蒸发镀膜技术 8.1.2 磁控溅射镀膜技术 8.1.3 离子镀技术
8.2 真空热渗镀
8.2.1 渗碳 8.2.2 渗氮 8.2.3 碳氮共渗 8.2.4 离子注入 8.2.5 真空渗金属元素
.
表面工程: 是表面预处理之后,经过表面涂覆、表面改性或多种表面复合
处理、改变固体金属或非金属表面的形态、化学成分和组织结构， 以获得所需求表面性能的系统工程。
8.1真空镀膜
真空镀膜：在真空条件下，用物理的方法，将材料气化成原子、 分子或使之电离成离子，并通过气相过程，在材料或工件表面沉积 一层具有特殊性能的薄膜的技术，也叫做物理气相沉积。 ( Physical Vipor Deposition 简称PVD )
PVD工艺过程：
（1）成膜材料的汽化，即成膜材料的蒸发、升华、被溅射、分解，也就是成膜 材料的源；
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电阻加热器加热蒸发
特点： （1）镀膜设备构造简单、造价便宜、使用可靠，可用于熔 点不太高的材料的蒸发镀膜，尤其适用于对膜层质量要求 不太高的大批量的生产中。目前在镀铝制品的生产中仍然 大量使用着电阻加热蒸发的工艺。
（2）电阻加热方式的缺点是加热所能达到的最高温度有 限，加热器的寿命也较短。近年来，为了提高加热器的寿 命，国内外已采用寿命较长的氮化硼合成的导电陶瓷材料 作为加热器。
（1） 镀前处理：镀件清洗 预处理 （2） 镀膜 （3） 镀后处理
影响薄膜生长和性能的因素： （1）基片温度 （2）真空度 （3）蒸发速率 （4）基片材料和膜材料 （5）沉积的角度
根据蒸发源不同，真空蒸发镀膜法又可以分为： 电子束蒸发源蒸镀法、电阻蒸发源蒸镀法 、 激光束蒸发源蒸镀法、高频感应. 蒸发源蒸镀法
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第八章 金属表面处理
8.1 真空镀膜
8.1.1 真空蒸发镀膜技术 8.1.2 磁控溅射镀膜技术 8.1.3 离子镀技术
8.2 真空热渗镀
8.2.1 渗碳 8.2.2 渗氮 8.2.3 碳氮共渗 8.2.4 离子注入 8.2.5 真空渗金属元素
.
表面工程: 是表面预处理之后,经过表面涂覆、表面改性或多种表面复合
处理、改变固体金属或非金属表面的形态、化学成分和组织结构， 以获得所需求表面性能的系统工程。
金属表面处理技术培训PPT课件
PVD 后样品
钝化概述
钝化：使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓 金属的腐蚀速度的方法。
工艺流程 前处理→钝化→烘干
技术特点: 不锈钢钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜 色的特点、提高了产品的耐蚀性能，钝化剂可反复添 加使用，因此成本经济。
功能性性测试（部分）
外观 参照执行客户标准或限度样板。 膜厚 按照客户对性能需求、节约成本等因素后确定工艺。 颜色 参照执行客户标准或限度样板。 光泽度 参照执行客户标准或限度样板。 粗糙度 参照执行客户标准或限度样板。 耐磨测试：在一定的压力负荷下，以特定的磨料对镀层进行摩擦。以磨损次
数、镀层磨穿时间作为耐磨性能指标。常见规格：24H/48H/96H。 百格测试：检验镀层与基材的结合力。 中性盐雾测试：评定镀层抗盐雾腐蚀能力。常见规格：24H/48H/96H。 热震测试：在承受急剧温度变化时，评价其抗破损能力。 可焊性测试：确保经表面处理后的工件可焊接性能。
功能性性测试（部分）
POOR BONDING TO BASE METAL
与基体(素材)金属间差的结合力
PEELING OF DEPOSIT
镀层的起皮
SKIP PLATE
电镀常识问答
WHAT IS pH ? 什么是pH值？
HE MEASUREMENT OF ACIDITY OR ALKALINITY 用来度量酸碱度的 ON A SCALE FROM 0 TO 14 pH值的范围处于0-14之间
0 TO 6.9 BEING ACIDIC AND 7.1 TO 14 ALKALINE AND 7.0 BEING NEUTRAL. 小于7的为酸性，大于7且小于等于14的为碱性，7.0 为中性。
PFPE应用介绍
钝化概述
钝化：使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓 金属的腐蚀速度的方法。
工艺流程 前处理→钝化→烘干
技术特点: 不锈钢钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜 色的特点、提高了产品的耐蚀性能，钝化剂可反复添 加使用，因此成本经济。
功能性性测试（部分）
外观 参照执行客户标准或限度样板。 膜厚 按照客户对性能需求、节约成本等因素后确定工艺。 颜色 参照执行客户标准或限度样板。 光泽度 参照执行客户标准或限度样板。 粗糙度 参照执行客户标准或限度样板。 耐磨测试：在一定的压力负荷下，以特定的磨料对镀层进行摩擦。以磨损次
数、镀层磨穿时间作为耐磨性能指标。常见规格：24H/48H/96H。 百格测试：检验镀层与基材的结合力。 中性盐雾测试：评定镀层抗盐雾腐蚀能力。常见规格：24H/48H/96H。 热震测试：在承受急剧温度变化时，评价其抗破损能力。 可焊性测试：确保经表面处理后的工件可焊接性能。
功能性性测试（部分）
POOR BONDING TO BASE METAL
与基体(素材)金属间差的结合力
PEELING OF DEPOSIT
镀层的起皮
SKIP PLATE
电镀常识问答
WHAT IS pH ? 什么是pH值？
HE MEASUREMENT OF ACIDITY OR ALKALINITY 用来度量酸碱度的 ON A SCALE FROM 0 TO 14 pH值的范围处于0-14之间
0 TO 6.9 BEING ACIDIC AND 7.1 TO 14 ALKALINE AND 7.0 BEING NEUTRAL. 小于7的为酸性，大于7且小于等于14的为碱性，7.0 为中性。
PFPE应用介绍
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碳钢。 常用钢号为38CrMoAl。 ⑵氮化温度为500-570℃ 氮化层厚度不超过0.6-0.7mm。
井式气体氮化炉
⑶常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法。 气体氮化法与气体渗碳法类似，
渗剂为氨。 离子氮化法是在电场作用下，
使电离的氮离子高速冲击作为 阴极的工件。与气体氮化相比， 氮化时间短，氮化层脆性小。
离子氮化炉
⑷氮化的特点及应用 氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高。 疲劳强度高。由于表面存在压应力。
氮 化 层 组 织
38CrMoAl氮化层硬度
⑶工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处 理。
⑷ 耐蚀性好。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。 氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。
金属表面处理工艺
一、表面热处理 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淬火以 强化零件表面的热处理方法。
火焰加热 感
应 加 热
表面淬火目的： ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的
低碳钢渗碳缓冷后的组织
⑤渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为160-180℃。淬火方法有： ⑴ 预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。
渗碳后的热处理示意图
⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第
中频感应加热 频 率 为 2500-
8000Hz ， 淬 硬 层 深 度2-10mm。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
各种感应器
工频感应加热 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加热
各种感应器
⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接 加热工件表面的方法。成本低，但 质量不易控制。
二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。
渗碳后的热处理示意图
常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火+低温 回火。此时组织为：
表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 心部：M回+F（淬透时）
M+F
渗碳淬火后的表层组织
⑥钢的氮化 氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。 ⑴氮化用钢 为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中
塑性和韧性。即表硬里韧。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
①表面淬火用材料 ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 含碳量过高，心部韧性下降； ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导轨
表面淬火齿轮
②预备热处理 ⑴工艺： 对于结构钢为调质或正火。 前者性能高，用于要求高的重
温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体 (煤气、液化气
等)或有机液体(煤油、甲醇 等)。 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易 控制
气体渗碳 法示意图
⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。
要件，后者用于要求不高的普 通件。 ⑵目的: 为表面淬火作组织准备； 获得最终心部组织。
回火索氏体 索氏体
③表面淬火后的回火 采用低温回火，温度不高于200℃。 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 ④表面淬火+低温回火后的组织 表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。
⑶ 真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空
后通入渗碳气体加热渗碳。
优点: 表面质量好, 渗碳速度快。
真空渗碳炉
④渗碳温度：为900-950℃。 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：
一般为0.5-2mm。
渗碳层表面含碳量：以 0.85-1. 05为最好。
渗碳缓冷后组织：表层 为P+网状Fe3CⅡ; 心部 为F+P; 中间为过渡区。
⑶ 激光热处理: 利用高能量密度 的激光对工件表面进行加热的方法。 效率高，质量好。
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
火焰加热表面是将工件置于特定介质中加热保温，使 介质中活性原子 渗入工件表层从 而改变工件表层 化学成分和组织, 进而改变其性能 的热处理工艺。
与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改 变其化学成分。
化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元
共渗、渗其他元素等。
渗 碳 回 火 炉
可控气氛渗碳炉
常用的化学热处理：
渗碳、渗氮（俗称氮化）、碳氮共渗（俗称氰 化和软氮化）等。
渗硫、渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。发兰、磷 化可以归为表面处理，不属于化学热处理。
化学热处理过程包括分解、吸收、扩散三个基 本过程。
①化学热处理的基本过程
⑴介质(渗剂)的分解: 分解的 同时释放出活性原子。
如：渗碳 CH4→2H2+[C] 氮化
2NH3→3H2+2[N] ⑵工件表面的吸收: 活性原子
向固溶体溶解或与钢中某些元 素形成化合物。
⑶原子向内部扩散。
氮化扩散层
②钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
⑴渗碳目的
经
提高工件表面硬度、耐
渗 碳
磨性及疲劳强度，同时
的 机
保持心部良好的韧性。
车 从
⑵渗碳用钢
动 齿
为含0.1-0.25%C的低碳
轮
钢。碳高则心部韧性降
低。
③渗碳方法 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在高
感应加热表面淬火 感应淬火机床
⑤表面淬火常用加热方法 ⑴ 感应加热: 利用交变电
流在工件表面感应巨大涡流， 使工件表面迅速加热的方法。
感应加热 表面淬火
示意图
感应加热分为： 高频感应加热
频 率 为 250-300KHz ， 淬 硬层深度0.5-2mm
火传 感动 应轴 器连
续 淬
感应加热表面淬火齿轮的截面图
井式气体氮化炉
⑶常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法。 气体氮化法与气体渗碳法类似，
渗剂为氨。 离子氮化法是在电场作用下，
使电离的氮离子高速冲击作为 阴极的工件。与气体氮化相比， 氮化时间短，氮化层脆性小。
离子氮化炉
⑷氮化的特点及应用 氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高。 疲劳强度高。由于表面存在压应力。
氮 化 层 组 织
38CrMoAl氮化层硬度
⑶工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处 理。
⑷ 耐蚀性好。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。 氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。
金属表面处理工艺
一、表面热处理 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淬火以 强化零件表面的热处理方法。
火焰加热 感
应 加 热
表面淬火目的： ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的
低碳钢渗碳缓冷后的组织
⑤渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为160-180℃。淬火方法有： ⑴ 预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。
渗碳后的热处理示意图
⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第
中频感应加热 频 率 为 2500-
8000Hz ， 淬 硬 层 深 度2-10mm。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮轴
各种感应器
工频感应加热 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加热
各种感应器
⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接 加热工件表面的方法。成本低，但 质量不易控制。
二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。
渗碳后的热处理示意图
常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火+低温 回火。此时组织为：
表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 心部：M回+F（淬透时）
M+F
渗碳淬火后的表层组织
⑥钢的氮化 氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。 ⑴氮化用钢 为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中
塑性和韧性。即表硬里韧。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
①表面淬火用材料 ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 含碳量过高，心部韧性下降； ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导轨
表面淬火齿轮
②预备热处理 ⑴工艺： 对于结构钢为调质或正火。 前者性能高，用于要求高的重
温渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体 (煤气、液化气
等)或有机液体(煤油、甲醇 等)。 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易 控制
气体渗碳 法示意图
⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。 渗剂为木炭。 优点：操作简单； 缺点：渗速慢，劳动条件差。
要件，后者用于要求不高的普 通件。 ⑵目的: 为表面淬火作组织准备； 获得最终心部组织。
回火索氏体 索氏体
③表面淬火后的回火 采用低温回火，温度不高于200℃。 回火目的为降低内应力，保留淬火高硬度、耐磨性。 ④表面淬火+低温回火后的组织 表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或F+S(正火)。
⑶ 真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真空
后通入渗碳气体加热渗碳。
优点: 表面质量好, 渗碳速度快。
真空渗碳炉
④渗碳温度：为900-950℃。 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：
一般为0.5-2mm。
渗碳层表面含碳量：以 0.85-1. 05为最好。
渗碳缓冷后组织：表层 为P+网状Fe3CⅡ; 心部 为F+P; 中间为过渡区。
⑶ 激光热处理: 利用高能量密度 的激光对工件表面进行加热的方法。 效率高，质量好。
火焰加热表面淬火
激光表面热处理
火焰加热表面是将工件置于特定介质中加热保温，使 介质中活性原子 渗入工件表层从 而改变工件表层 化学成分和组织, 进而改变其性能 的热处理工艺。
与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改 变其化学成分。
化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元
共渗、渗其他元素等。
渗 碳 回 火 炉
可控气氛渗碳炉
常用的化学热处理：
渗碳、渗氮（俗称氮化）、碳氮共渗（俗称氰 化和软氮化）等。
渗硫、渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。发兰、磷 化可以归为表面处理，不属于化学热处理。
化学热处理过程包括分解、吸收、扩散三个基 本过程。
①化学热处理的基本过程
⑴介质(渗剂)的分解: 分解的 同时释放出活性原子。
如：渗碳 CH4→2H2+[C] 氮化
2NH3→3H2+2[N] ⑵工件表面的吸收: 活性原子
向固溶体溶解或与钢中某些元 素形成化合物。
⑶原子向内部扩散。
氮化扩散层
②钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
⑴渗碳目的
经
提高工件表面硬度、耐
渗 碳
磨性及疲劳强度，同时
的 机
保持心部良好的韧性。
车 从
⑵渗碳用钢
动 齿
为含0.1-0.25%C的低碳
轮
钢。碳高则心部韧性降
低。
③渗碳方法 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在高
感应加热表面淬火 感应淬火机床
⑤表面淬火常用加热方法 ⑴ 感应加热: 利用交变电
流在工件表面感应巨大涡流， 使工件表面迅速加热的方法。
感应加热 表面淬火
示意图
感应加热分为： 高频感应加热
频 率 为 250-300KHz ， 淬 硬层深度0.5-2mm
火传 感动 应轴 器连
续 淬
感应加热表面淬火齿轮的截面图