表面处理知识讲座优秀课件.ppt
表面处理知识讲座表面处理知识讲座第1页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座表面处理知识简介表面处理知识简介表面处理知识简介表面处理知识简介1 1、金属表面处理知识简介、金属表面处理知识简介1.1 1.1 定义定义定义定义在金属固体材料表面，采用物理方法、化学方法、电化学方法、高在金属固体材料表面，采用物理方法、化学方法、电化学方法、高真空方法等对金属面进行涂装、处理、改性、，形成具有特殊功能的表面层真空方法等对金属面进行涂装、处理、改性、，形成具有特殊功能的表面层或某种功能的覆盖层，从而获得所需的特定性能的工艺技术。或某种功能的覆盖层，从而获得所需的特定性能的工艺技术。1.21.2、表面处理技术分类表面处理技术分类表面处理技术分类表面处理技术分类分分 类类定定 义义举举 例例电化学法电化学法利用电极反应，在工件表面形成镀层。利用电极反应，在工件表面形成镀层。电镀、阳极氧化电镀、阳极氧化化学法化学法利用化学物质的相互作用，在工件表利用化学物质的相互作用，在工件表面形成镀层。面形成镀层。化学镀，化学转化学镀，化学转化膜化膜热加工法热加工法在高温度条件下，令材料熔融或扩散，在高温度条件下，令材料熔融或扩散，在工件表面形成镀层。在工件表面形成镀层。热浸镀、化学热热浸镀、化学热处理（渗氮等）处理（渗氮等）真空法真空法高真空状态条件下令材料气化或离子高真空状态条件下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程化沉积于工件表面而形成镀层的过程PVDPVD、CVDCVD等等2第2页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座表面处理知识简介表面处理知识简介表面处理知识简介表面处理知识简介1.31.3、表面处理技术的应用、表面处理技术的应用、表面处理技术的应用、表面处理技术的应用涂（镀层特性）简要说明用途举例处理方法防护性能防护性能耐水、盐、化工介质（酸、碱）及硫、耐水、盐、化工介质（酸、碱）及硫、氧等气体腐蚀氧等气体腐蚀大气及清水、海水中钢结构、大气及清水、海水中钢结构、制品、化工设备制品、化工设备大部分表面处理方大部分表面处理方法法装饰性能装饰性能不同光亮度、色彩、花纹、等要求不同光亮度、色彩、花纹、等要求各种室内装饰品，电器、汽各种室内装饰品，电器、汽车外壳等车外壳等涂装、电镀、热烫涂装、电镀、热烫印印耐磨损功能耐磨损功能工件表面涂覆耐磨涂（镀）层工件表面涂覆耐磨涂（镀）层各种轴类、模具等各种轴类、模具等热喷涂、电镀、真热喷涂、电镀、真空法、空法、特特殊殊性性能能耐耐 热热耐高温氧化、高温涂层性能不变耐高温氧化、高温涂层性能不变发动机零件、热处理炉、高发动机零件、热处理炉、高炉风口等炉风口等热喷涂、电镀、真热喷涂、电镀、真空法、空法、电磁特性电磁特性磁性介质静态特性及磁盘（带）等磁磁性介质静态特性及磁盘（带）等磁性存储器动态特性性存储器动态特性磁盘、磁带、存储器磁性磁盘、磁带、存储器磁性电镀、化学镀、真电镀、化学镀、真空镀等空镀等阻燃性阻燃性阻燃涂料及电镀阻燃涂料及电镀室内四壁阻燃处理室内四壁阻燃处理涂装、电镀涂装、电镀光学特性光学特性防反射光、光选择吸收性、光反射性防反射光、光选择吸收性、光反射性汽车、照相机零件、太阳能汽车、照相机零件、太阳能吸收面、反射镜吸收面、反射镜涂装、电镀、化学涂装、电镀、化学热处理、真空镀等热处理、真空镀等3第3页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座表面处理知识简介表面处理知识简介表面处理知识简介表面处理知识简介1.41.4、金属涂（镀）层的基本特性、金属涂（镀）层的基本特性1.4.11.4.1、结合强度、结合强度1.4.21.4.2、孔隙率及密度、孔隙率及密度1.4.31.4.3、耐蚀性、耐蚀性1.4.41.4.4、硬度、硬度1.4.51.4.5、电阻率、电阻率4第4页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2 2、电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2.12.1、电镀基本原理、电镀基本原理2.1.12.1.1、电镀基本原理示意图、电镀基本原理示意图 5第5页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2.1.2 2.1.2 电镀阴阳极的基本反应（以镀镍为例）电镀阴阳极的基本反应（以镀镍为例）AA、阴极反应、阴极反应 NiNi2+2+2e Ni (+2e Ni (主反应主反应)2H 2H+2e H+2e H2 2 (副反应副反应)BB、阳极反应、阳极反应 Ni -2e NiNi -2e Ni2+2+(主反应主反应)4OH 4OH-4e 2H-4e 2H2 2O+OO+O2 2 (副反应副反应)6第6页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2.22.2、电镀层质量的基本要求、电镀层质量的基本要求2.2.12.2.1、与基体结合力牢固，附着力好、与基体结合力牢固，附着力好2.2.22.2.2、镀层完善，结晶细致紧密，孔隙率小、镀层完善，结晶细致紧密，孔隙率小2.2.32.2.3、具有良好的物理、化学及力学性能、具有良好的物理、化学及力学性能2.2.42.2.4、具有符合标准的镀层厚度，而且均匀、具有符合标准的镀层厚度，而且均匀2.32.3、电镀一般工艺流程、电镀一般工艺流程2.3.12.3.1、前处理、前处理 电镀电镀 后处理后处理2.3.22.3.2、前处理包括有：机械抛光、喷砂、除油、除锈、活化、预处理、前处理包括有：机械抛光、喷砂、除油、除锈、活化、预处理2.3.32.3.3、不同的材料采用不同的前处理方法、不同的材料采用不同的前处理方法2.3.42.3.4、后处理包括钝化、喷透明漆、后处理包括钝化、喷透明漆 7第7页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2.42.4、电镀锌及其应用、电镀锌及其应用2.4.12.4.1、锌的性质及其用途、锌的性质及其用途1 1）银白色金属，两性金属（同酸碱都反应）银白色金属，两性金属（同酸碱都反应）2 2）锌的标准电极电位：锌的标准电极电位：-0.76V,-0.76V,比钢铁负，属阳极性镀层，对钢铁金属有保护作用比钢铁负，属阳极性镀层，对钢铁金属有保护作用3)3)钝化处理后可得到不同色彩的钝化膜：钝化处理后可得到不同色彩的钝化膜：白色、黑色、彩虹色等白色、黑色、彩虹色等 2.4.22.4.2、电镀锌的基本工艺、电镀锌的基本工艺1 1）氰化物镀锌氰化物镀锌2 2）锌酸盐镀锌锌酸盐镀锌3 3）氯化物镀锌氯化物镀锌8第8页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2.4.32.4.3、镀锌层厚度的设计（、镀锌层厚度的设计（ASTM B633ASTM B6339898）2.4.32.4.3、镀锌的后处理、镀锌的后处理1)1)除氢处理除氢处理 a a 零件在酸性溶液和阴极电解除油的过程中都有可能在基体晶格中渗氢零件在酸性溶液和阴极电解除油的过程中都有可能在基体晶格中渗氢,造成晶格扭歪造成晶格扭歪,导致内应力大导致内应力大,产生氢脆产生氢脆.b b 除氢条件除氢条件 T 190220T 190220 C TC Time ime 124 124 HHoursours c c 零件要求抗拉强度愈大，要求的除氢时间愈长零件要求抗拉强度愈大，要求的除氢时间愈长service conditionsservice conditionsThickness(um)Thickness(um)Fe/Zn 25Fe/Zn 25SC4(Very severe)SC4(Very severe)2525Fe/Zn 12Fe/Zn 12SC3(severe)SC3(severe)1212Fe/Zn 8Fe/Zn 8SC2(moderate)SC2(moderate)8 8Fe/Zn 5Fe/Zn 5SC1(mild)SC1(mild)5 59第9页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用2 2）钝化处理）钝化处理 a a 把镀锌层放在以铬酸酐为主的溶液中进行化学处理把镀锌层放在以铬酸酐为主的溶液中进行化学处理,使其表面生成一层化学稳定性较高的、使其表面生成一层化学稳定性较高的、组织致密的铬酸盐薄膜的工艺过程称为钝化。组织致密的铬酸盐薄膜的工艺过程称为钝化。b b 钝化的作用有：钝化的作用有：使镀锌层表面进行化学抛光，形成亮丽的表面使镀锌层表面进行化学抛光，形成亮丽的表面 ；钝化膜可呈现不同的颜色钝化膜可呈现不同的颜色,白色钝化可得到浅蓝色的膜层白色钝化可得到浅蓝色的膜层,近似于铬镀层近似于铬镀层,可作为装饰性镀层可作为装饰性镀层,也可以钝化也可以钝化成军绿色和黑色等美丽的镀层成军绿色和黑色等美丽的镀层.生成的钝化膜可提高镀锌层的抗腐蚀性能生成的钝化膜可提高镀锌层的抗腐蚀性能,如下表如下表 镀层厚度镀层厚度u umm未钝化生铁锈时间未钝化生铁锈时间h h钝化后钝化后泛白点泛白点 h h生铁锈生铁锈 h h5 5363696961321328 856569696152152131396969696192192202015215296962482482525192192969628828810第10页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用C C 不同钝化膜的抗腐蚀性能对照不同钝化膜的抗腐蚀性能对照(耐中性盐雾试验耐中性盐雾试验)2.4.32.4.3、镀锌层的质量标准、镀锌层的质量标准 (ASTM B633-98)(ASTM B633-98)1)1)外观外观 a a 外观必须统一外观必须统一,无可见镀层缺陷无可见镀层缺陷,如如:起泡起泡/凹坑凹坑/粗糙粗糙/起瘤起瘤/烧伤烧伤/裂纹裂纹/漏镀漏镀 b b 水洗引起的轻微污渍水洗引起的轻微污渍,烘烤引起的轻微褪色是可以接受的烘烤引起的轻微褪色是可以接受的 c c 挂具的接触位一般比较明显挂具的接触位一般比较明显,也是不可避免的也是不可避免的,不应拒收不应拒收(因此采购者应先指定挂位因此采购者应先指定挂位)2)2)光泽光泽 除非特别注明除非特别注明,明亮的明亮的/半透明的半透明的/哑光都应该接受哑光都应该接受 3)3)耐腐蚀性耐腐蚀性 钝化膜颜色钝化膜颜色抗蚀性抗蚀性(h)(h)白白 色色7272彩虹色彩虹色144144黑黑 色色192192军绿色军绿色360360TypeTypeTest period,hTest period,hType Type With colored chromate conversion coating With colored chromate conversion coating9696TypeType With colorless chromate conversion coating With colorless chromate conversion coating121211第11页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用电镀基本原理及其应用4)4)镀层厚度镀层厚度 a a 重要表面重要表面重要表面重要表面 可以定义为直接或反射的可见表面可以定义为直接或反射的可见表面,该表面的镀层厚度对外观或使用有根本的影响该表面的镀层厚度对外观或使用有根本的影响,或者可能成或者可能成为产品腐蚀的源头为产品腐蚀的源头.该区域的厚度应该达到图纸标明的最小厚度要求该区域的厚度应该达到图纸标明的最小厚度要求.b b 非重要表面非重要表面非重要表面非重要表面 有些表面如螺纹有些表面如螺纹/孔孔/深槽深槽/角度底部等沉积厚度不易控制角度底部等沉积厚度不易控制,通常应免除最小的厚度要求通常应免除最小的厚度要求 5)5)结合力结合力.2.5 2.5 镀硬铬镀硬铬镀硬铬镀硬铬2.5.1 2.5.1 硬铬的性质硬铬的性质 硬度高硬度高,耐磨性能好耐磨性能好2.5.2 2.5.2 硬铬的用途硬铬的用途 提高制品的耐磨性提高制品的耐磨性,延长制品的使用寿命延长制品的使用寿命,广泛应用于工模广泛应用于工模/量具量具/切削切削刀具等易磨损件刀具等易磨损件2.5.3 2.5.3 质量要求质量要求质量要求质量要求 1)1)外观外观 光泽均匀光泽均匀/结晶细致结晶细致/不粗糙不粗糙/比起皮比起皮/不鼓泡不鼓泡/不漏底不漏底/不发暗不发暗/不烧焦不烧焦 2)2)结合力结合力 3)3)厚度要求为厚度要求为 5-80 5-80umum 12第12页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3 3、不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术3.1 3.1 常用不锈钢介绍常用不锈钢介绍3.1.1 3.1.1 常用不绣钢牌号对照表常用不绣钢牌号对照表GB/TGB/TASTMASTMJISJIS1Cr18Mn8Ni5N1Cr18Mn8Ni5NS20200 (202)S20200 (202)SUS202SUS2021Cr17Ni71Cr17Ni7SUS301SUS3011Cr18Ni91Cr18Ni9S30200 (302)S30200 (302)SUS302SUS3020Cr18Ni90Cr18Ni9S30400 (304)S30400 (304)SUS304SUS3041Cr18Ni121Cr18Ni12S30500 (305)S30500 (305)SUS305SUS3050Cr25Ni200Cr25Ni20S31008 (310S)S31008 (310S)SUS310SSUS310S0Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2S31600 (316)S31600 (316)SUS316SUS3161Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9TiS32100 (321)S32100 (321)SUS321SUS3219Cr18Mo9Cr18MoS44004 (440C)S44004 (440C)SUS440CSUS440C13第13页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.1.2 3.1.2 常用不锈钢化学成分表常用不锈钢化学成分表(GB/1220-1992)(GB/1220-1992)牌号牌号化学成分化学成分%CC SiSi MnMn P P S S NiNiCrCrMoMo1Cr18Ni91Cr18Ni9(SUS302)(SUS302)0.150.151.001.002.002.000.0350.0350.0300.0308.00-8.00-10.0010.0017.00-17.00-19.0019.000 0Cr18Ni9Cr18Ni9(SUS30(SUS304 4)0.070.071.001.002.002.000.0350.0350.0300.0308.00-8.00-10.0010.0017.00-17.00-19.0019.001 1Cr18Ni9TiCr18Ni9Ti(SUS321)(SUS321)0.120.121.001.002.002.000.0350.0350.300.308.00-8.00-11.0011.0017.00-17.00-19.0019.000Cr17Ni120Cr17Ni12Mo2Mo2(SUS316)(SUS316)0.080.081.001.002.002.000.0350.0350.300.3010.0010.00-14.0014.0016.00-16.00-18.5018.502.002.00-3.003.0014第14页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.2 3.2 不锈钢表面处理前的预处理不锈钢表面处理前的预处理不锈钢表面处理前的预处理不锈钢表面处理前的预处理3.2.1 3.2.1 不锈钢的预处理步骤不锈钢的预处理步骤 表面机械整平表面机械整平 除油除油 除锈除锈3.2.2 3.2.2 不锈钢的预处理方法不锈钢的预处理方法:1)1)机械法机械法 磨光机，抛光机，研磨机等磨光机，抛光机，研磨机等 2 2）化学法）化学法 化学除油、化学酸洗等化学除油、化学酸洗等 3 3）电化学法电化学法电化学除油、电化学活化等电化学除油、电化学活化等 4 4）离心滚光离心滚光适用于小零件去除氧化皮的作用适用于小零件去除氧化皮的作用 5 5）喷砂喷砂 大面积处理，有去污和去氧化皮的作用大面积处理，有去污和去氧化皮的作用3.3 3.3 不锈钢抛光不锈钢抛光不锈钢抛光不锈钢抛光3.3.1 3.3.1 不锈钢抛光的目的不锈钢抛光的目的 1 1）去除氧化皮）去除氧化皮 铸造、模锻压、热处理等加工铸造、模锻压、热处理等加工 2 2）去除批锋）去除批锋 3 3）整平微观表面整平微观表面提高光洁度、光亮度和使用寿命等提高光洁度、光亮度和使用寿命等3.3.2 3.3.2 不锈钢抛光的工艺过程不锈钢抛光的工艺过程 表面预处理表面预处理机械抛光机械抛光 化学抛光化学抛光 电化学抛光电化学抛光 钝化钝化15第15页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.3.3 3.3.3 不锈钢机械抛光与电抛光对工件表面的影响不锈钢机械抛光与电抛光对工件表面的影响 3.3.4 3.3.4 不锈钢电抛光的主要成分及作用不锈钢电抛光的主要成分及作用 1)1)磷酸磷酸 (H(H3 3POPO4 4)主要成分主要成分 1)1)硫酸硫酸 (H(H2 2SOSO4 4)活化剂活化剂 3)3)丙三醇丙三醇(C(C3 3HH8 8OO3 3)缓蚀作用缓蚀作用 4)4)铬酐铬酐 (C(Cr rOO3 3钝化作用钝化作用机械抛光机械抛光电化学抛光电化学抛光抛光原理抛光原理用机械外力磨削材料的批锋及突凸用机械外力磨削材料的批锋及突凸处处,从而达到宏观整平的效果从而达到宏观整平的效果.不锈钢电抛光材料作为阳极不锈钢电抛光材料作为阳极,金属表面微观金属表面微观突凸处优先溶解突凸处优先溶解,从而达到微观整平的效果从而达到微观整平的效果表面硬度表面硬度随着抛光时间的延长随着抛光时间的延长,表面硬度基本表面硬度基本无变化无变化,其硬度大于电抛光的硬度其硬度大于电抛光的硬度随着抛光时间的延长随着抛光时间的延长,由于表面冷作层的溶由于表面冷作层的溶解解,表面硬度明显下降表面硬度明显下降,15MINS,15MINS趣于稳定趣于稳定耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性明显低耐腐蚀性明显低 原因原因:1):1)表面冷表面冷作变形层腐蚀速度较高作变形层腐蚀速度较高.2).2)磨料微磨料微粒嵌入变形层中粒嵌入变形层中,加大了腐蚀速度加大了腐蚀速度 耐腐蚀性明显提高耐腐蚀性明显提高 原因原因:1):1)表面冷作层表面冷作层溶解溶解,表面活性降低表面活性降低,2),2)表面形成一连续的表面形成一连续的钝化膜形成钝化膜形成,显著提高其耐腐蚀性显著提高其耐腐蚀性16第16页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.4 3.4 不锈钢的钝化不锈钢的钝化3.4.1 3.4.1 不锈钢钝化的意义不锈钢钝化的意义 1)1)不锈钢并不是真正意义上的不锈不锈钢并不是真正意义上的不锈 2)2)凡不锈钢经过预处理凡不锈钢经过预处理(酸洗去黑皮酸洗去黑皮 抛光等抛光等)后后,如不要求电镀或其他涂层的处理如不要求电镀或其他涂层的处理,则必须进行钝化处理则必须进行钝化处理3.4.2 3.4.2 不锈钢钝化的作用不锈钢钝化的作用 1)1)提高不锈钢在环境介质中的热力学稳定性提高不锈钢在环境介质中的热力学稳定性钝化后的不锈钢的电位变正，与贵金属相近，化学性质钝化后的不锈钢的电位变正，与贵金属相近，化学性质稳定；稳定；2)2)预防不锈钢的局部腐蚀预防不锈钢的局部腐蚀经过钝化处理后不锈钢临界点的电位边正，可以防止产生点腐蚀、经过钝化处理后不锈钢临界点的电位边正，可以防止产生点腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀、和疲劳腐蚀等；晶间腐蚀、磨损腐蚀、和疲劳腐蚀等；3 3）钝化可以赋予不锈钢表面足够的清洁度）钝化可以赋予不锈钢表面足够的清洁度 a a 清除清除不锈钢表面的金属污染物质；不锈钢表面的金属污染物质；b b 清除清除不锈钢内嵌入的金属杂质，如：铜、锌、镉、铅、游离铁以及低熔点金属不锈钢内嵌入的金属杂质，如：铜、锌、镉、铅、游离铁以及低熔点金属 c c 使表面的铬、镍富集而稳定；使表面的铬、镍富集而稳定；4 4）消除消除不锈钢表面热加工氧化物。不锈钢表面热加工氧化物。17第17页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.4.3 3.4.3 不锈钢的可钝化性不锈钢的可钝化性3.4.3.1 3.4.3.1 不锈钢钝化的效果与材料及工艺有很大的关系不锈钢钝化的效果与材料及工艺有很大的关系3.4.3.2 3.4.3.2 不锈钢所含元素对钝化的效果的影响不锈钢所含元素对钝化的效果的影响 1 1）铬、镍属于钝化性强的金属元素，铁次之；因此铬、镍的含量愈高，钝化性愈好，）铬、镍属于钝化性强的金属元素，铁次之；因此铬、镍的含量愈高，钝化性愈好，同时钝化膜的同时钝化膜的稳定性愈高。稳定性愈高。2 2）锰、碳、硅等元素对钝化不利，硫、硒更差）锰、碳、硅等元素对钝化不利，硫、硒更差3.4.3.3 3.4.3.3 不锈钢金相结构对钝化的影响不锈钢金相结构对钝化的影响 1 1）奧氏体、铁素体型不锈钢具有较均匀的组织，可钝化性好；）奧氏体、铁素体型不锈钢具有较均匀的组织，可钝化性好；2 2）马氏体型不锈钢经过热处理强化，其金相组织是多向组织，不利于钝化工艺的进）马氏体型不锈钢经过热处理强化，其金相组织是多向组织，不利于钝化工艺的进 行，因而马氏体不锈钢的行，因而马氏体不锈钢的可钝化性不强，其耐腐蚀性较低。可钝化性不强，其耐腐蚀性较低。3.4.3.4 3.4.3.4 不锈钢的加工状态对钝化的影响不锈钢的加工状态对钝化的影响 1 1）机械加工）机械加工切削、抛光、磨光后的光洁表面加工状态的钝化性最好；切削、抛光、磨光后的光洁表面加工状态的钝化性最好；2 2）铸造、喷砂、锻造所得的工件表面粗糙状态，钝化性最差。）铸造、喷砂、锻造所得的工件表面粗糙状态，钝化性最差。3.4.3.5 3.4.3.5 经过滲氮、渗碳、铜焊、铅焊的不锈钢零件不能钝化，因为钝化处理后会损坏上道工序的质量。经过滲氮、渗碳、铜焊、铅焊的不锈钢零件不能钝化，因为钝化处理后会损坏上道工序的质量。18第18页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.4.4 3.4.4 不锈钢可钝化工艺分类不锈钢可钝化工艺分类3.4.4.1 3.4.4.1 化学钝化化学钝化 硝酸型钝化硝酸型钝化 硝酸硝酸-重铬酸型钝化重铬酸型钝化 硝酸型硝酸型 硝酸硝酸-氢氟酸型钝化氢氟酸型钝化 硝酸硝酸-盐酸型钝化盐酸型钝化 化学法钝化化学法钝化 铬酸或铬酸盐型钝化铬酸或铬酸盐型钝化 硫酸型钝化硫酸型钝化 其他型其他型 双氧水型钝化双氧水型钝化 碱液型钝化碱液型钝化3.4.4.2 3.4.4.2 电化学钝化电化学钝化 1)1)直流电型钝化直流电型钝化 2)2)载波直流电型钝化载波直流电型钝化3.4.4.3 3.4.4.3 干法钝化干法钝化 1)1)室温法钝化室温法钝化 2)2)热处理法钝化热处理法钝化19第19页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.4.5 3.4.5 不锈钢钝化的质量控制不锈钢钝化的质量控制3.4.5.1 3.4.5.1 不锈钢钝化工艺过程的质量控制不锈钢钝化工艺过程的质量控制 1)1)前处理前处理 2)2)时间的影响时间的影响钝化液的浓度愈高，钝化时间愈短，但钝化的时间长，有利于钝化膜钝化液的浓度愈高，钝化时间愈短，但钝化的时间长，有利于钝化膜的生成的生成 3 3）温度的影响）温度的影响钝化液的浓度高，用低温；钝化液的浓度低，用高温（钝化液的浓度高，用低温；钝化液的浓度低，用高温（60600 0CC）3.4.5.2 3.4.5.2 不锈钢表面钝化膜的影响因素不锈钢表面钝化膜的影响因素 1)1)氯离子氯离子氯离子对不锈钢的危害性极大，因此在整个工艺过程中应严格控制氯离子的含量；氯离子对不锈钢的危害性极大，因此在整个工艺过程中应严格控制氯离子的含量；钝化后也要保证零件表面不要沾有氯离子钝化后也要保证零件表面不要沾有氯离子 2 2）表面清洁度）表面清洁度 a a 表面粗糙度愈低表面粗糙度愈低,表面语光滑表面语光滑,异物愈难沾附异物愈难沾附,局部腐蚀的几率愈低局部腐蚀的几率愈低,因此不锈钢应尽可能采因此不锈钢应尽可能采用精加工表面用精加工表面 b b 如果残留化学溶液在工件的表面会促进阴极反应如果残留化学溶液在工件的表面会促进阴极反应,是膜层破裂是膜层破裂,从而使锈钢或化从而使锈钢或化,耐腐蚀能力急剧下降耐腐蚀能力急剧下降,因此因此镀后的清洗应严格和仔细。镀后的清洗应严格和仔细。20第20页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3)3)使用介质使用介质不绣钢钝化膜处于热力学上受抑制的亚稳定结构，其保护性能与不绣钢钝化膜处于热力学上受抑制的亚稳定结构，其保护性能与 环境介质有关。因此在使用过程中要定期清洗，除去上面沾附的有害物质。环境介质有关。因此在使用过程中要定期清洗，除去上面沾附的有害物质。a a 避免接触氯离子避免接触氯离子 b b 食品食品每次接触后要及时清洗每次接触后要及时清洗 c c 乳制品乳制品乳制品中含有氯离子，要定期清洗，使乳制品中含有氯离子，要定期清洗，使不绣钢钝化膜修复。不绣钢钝化膜修复。3.4.5.3 3.4.5.3 不锈钢钝化膜的质量标准不锈钢钝化膜的质量标准 21第21页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 试验名称试验名称试验方法试验方法说明说明文献标准文献标准外外 观观 目视法目视法1 1）表面应无锈点表面应无锈点/斑点斑点/或发毛或发毛/过腐蚀，过腐蚀，应为略带黄色的灰色，热处理后的零件应为略带黄色的灰色，热处理后的零件表面应是无光的浅灰色至深灰色；表面应是无光的浅灰色至深灰色；2 2）允许缺陷：）允许缺陷：由于材料不同，同一零由于材料不同，同一零件上有不同的色泽；轻微的水流痕；在件上有不同的色泽；轻微的水流痕；在焊接热影响区有氧化色彩，处理后暴露焊接热影响区有氧化色彩，处理后暴露出加工的缺陷出加工的缺陷QQ-P-35BQQ-P-35B水浸渍水浸渍浸入水中浸入水中表面无锈蚀表面无锈蚀MIL-STD-753MIL-STD-753高湿试验高湿试验在在1001000 0F F，95%100%95%100%潮湿箱中试验潮湿箱中试验24H24H表面无锈蚀，外观不降低表面无锈蚀，外观不降低QQ-P-35BQQ-P-35B盐雾试验盐雾试验5%5%盐雾试验盐雾试验,不少于不少于2424h h表面无锈蚀表面无锈蚀ASTASTM-M-B17B17表面接触表面接触铜试验铜试验用硫酸铜检验用硫酸铜检验表面经弱酸处理表面经弱酸处理,无接触铜生成无接触铜生成MIL-STD-753MIL-STD-753三氯化铁三氯化铁腐蚀试验腐蚀试验FeClFeCl3 3 6%,(351)6%,(351)0 0CC时间时间 24 24h h试验结果为腐蚀率试验结果为腐蚀率GB4334.7-87GB4334.7-87钝化膜完钝化膜完整性试验整性试验见见HB-5292-84HB-5292-84零件表面有无沉积铜零件表面有无沉积铜HB-5292-84HB-5292-84沸水试验沸水试验不锈钢在沸水中煮沸不锈钢在沸水中煮沸出现锈蚀点的时间愈长愈好出现锈蚀点的时间愈长愈好22第22页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.5 不锈钢着黑色3.5.1 3.5.1 不锈钢着黑色方法及特点不锈钢着黑色方法及特点3.5.2 3.5.2 不锈钢着黑色对零件的要求不锈钢着黑色对零件的要求 1)1)铬不锈钢铬不锈钢:如如1C1Cr13r13、1Cr17 1Cr17、2Cr13 2Cr13、3Cr133Cr13、4Cr13 4Cr13 等等 2 2）铬镍不锈钢铬镍不锈钢 如如1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9 0Cr18Ni9等等 3 3）铬镍钼不锈钢铬镍钼不锈钢 如如Cr18Ni12Mo2TiCr18Ni12Mo2Ti等等 4 4）其他含铬量较高的不锈钢，）其他含铬量较高的不锈钢，5 5）不适用于无铬只含镍的不锈钢）不适用于无铬只含镍的不锈钢(如如Ni18Ni18，Ni45)Ni45)及无镍而铬含量低于及无镍而铬含量低于13%13%的不锈钢。的不锈钢。方方 法法特特 点点化学着化学着黑色法黑色法酸性着黑色法酸性着黑色法1.1.膜层色泽均匀膜层色泽均匀,薄而牢固薄而牢固,富有弹性富有弹性,结合力好结合力好2.2.膜层多孔膜层多孔,耐磨性较差耐磨性较差,需固化处理才能提高耐磨性需固化处理才能提高耐磨性.碱性着黑色法碱性着黑色法着色时间较长着色时间较长,但耐磨性较好但耐磨性较好,无需固化处理无需固化处理.电解着黑色法电解着黑色法膜层厚而黑膜层厚而黑,膜层耐晒性较差膜层耐晒性较差,易自动爆裂易自动爆裂化学热处理法化学热处理法需采用专用设备需采用专用设备,属于热处理范畴属于热处理范畴.23第23页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术不锈钢表面处理技术 3.5.2 3.5.2 零件加工状态对不锈钢着黑色的影响零件加工状态对不锈钢着黑色的影响3.5.3 3.5.3 不锈钢着黑色膜层的物理及化学性能不锈钢着黑色膜层的物理及化学性能 表面加工状态表面加工状态处理后表面颜色处理后表面颜色表面光亮度表面光亮度光亮度不好光亮度不好,达不到黑色达不到黑色车、铣加工车、铣加工蓝色、深蓝色、紫蓝色、蓝色、深蓝色、紫蓝色、磨床加工磨床加工深蓝色或黑色深蓝色或黑色320#320#金刚砂喷砂、研磨、电化学抛光、化学抛光金刚砂喷砂、研磨、电化学抛光、化学抛光均匀纯黑色均匀纯黑色反射率反射率反射率低反射率低,经经320#320#金刚砂喷砂后更低金刚砂喷砂后更低结合力结合力结合力较好结合力较好,但可以用刀片划掉但可以用刀片划掉抗腐抗腐蚀性蚀性耐候性耐候性1 1、发黑零件置于有盐酸电镀车间、发黑零件置于有盐酸电镀车间,数年后无腐蚀斑点出现数年后无腐蚀斑点出现2 2、非黑零件置于有盐酸电镀车间、非黑零件置于有盐酸电镀车间,数年后无腐蚀斑点出现数年后无腐蚀斑点出现抗盐酸抗盐酸10%10%盐酸，盐酸，25250 0CC，浸，浸5MINS5MINS，黑膜无变化，黑膜无变化24第24页，本讲稿共51页Jiechang Metal FinishingJiechang Metal Finishing 金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座金属表面处理知识讲座无电沉无电
