這是一個(gè)關(guān)于金屬材料表面處理工藝PPT課件，主要介紹金屬材料表面處理概述5.2　表面淬火5.3　表面化學(xué)熱處理技術(shù)5.4　化學(xué)氧化與磷化處理5.5　電鍍技術(shù)5.6　表面氣相沉積技術(shù)5.7其他表面處理技術(shù)。金屬材料與熱處理 課題引入 課題說(shuō)明 課題目標(biāo) 5.1　金屬材料表面處理概述 5.2　表面淬火 5.3　表面化學(xué)熱處理技術(shù) 5.4　化學(xué)氧化與磷化處理 5.5　電鍍技術(shù) 5.6表面氣相沉積技術(shù) 5.7　其他表面處理技術(shù) 5.1　思考題 5.1.1　表面處理技術(shù)的作用 5.1.2　表面處理技術(shù)的分類(lèi) １.提高表面耐蝕性和耐磨性，減緩、消除和修復(fù)材料表面的變化及損傷 ２.使普通材料獲得具有特殊功能的表面 ３.表面處理技術(shù)可用于節(jié)約能源，降低成本，改善環(huán)境 (１)表面合金化技術(shù)　包括噴焊、堆焊、離子注入、激光熔覆等。 (２)表面覆蓋與覆膜技術(shù)　包括電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、氣相沉積等。 (３)表面組織轉(zhuǎn)化技術(shù)　包括表面淬火、化學(xué)熱處理等熱處理技術(shù)及噴丸、滾壓等表面加工硬度技術(shù)。 (１)表面熱處理(如表面淬火、表面化學(xué)熱處理等)。 (２)電鍍與化學(xué)鍍(如純金屬電鍍、合金電鍍、電刷鍍等)。 (３)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜(如化學(xué)氧化處理、磷化處理等)。 (４)氣相沉積(如化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積等)，歡迎點(diǎn)擊下載金屬材料表面處理工藝PPT課件哦。

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金屬材料與熱處理 課題引入 課題說(shuō)明 課題目標(biāo) 5.1　金屬材料表面處理概述 5.2　表面淬火 5.3　表面化學(xué)熱處理技術(shù) 5.4　化學(xué)氧化與磷化處理 5.5　電鍍技術(shù) 5.6　表面氣相沉積技術(shù) 5.7　其他表面處理技術(shù) 5.1　思考題 5.1.1　表面處理技術(shù)的作用 5.1.2　表面處理技術(shù)的分類(lèi) １.提高表面耐蝕性和耐磨性，減緩、消除和修復(fù)材料表面的變化及損傷 ２.使普通材料獲得具有特殊功能的表面 ３.表面處理技術(shù)可用于節(jié)約能源，降低成本，改善環(huán)境 (１)表面合金化技術(shù)　包括噴焊、堆焊、離子注入、激光熔覆等。 (２)表面覆蓋與覆膜技術(shù)　包括電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、氣相沉積等。 (３)表面組織轉(zhuǎn)化技術(shù)　包括表面淬火、化學(xué)熱處理等熱處理技術(shù)及噴丸、滾壓等表面加工硬度技術(shù)。 (１)表面熱處理(如表面淬火、表面化學(xué)熱處理等)。 (２)電鍍與化學(xué)鍍(如純金屬電鍍、合金電鍍、電刷鍍等)。 (３)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜(如化學(xué)氧化處理、磷化處理等)。 (４)氣相沉積(如化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積等)。 (５)形變強(qiáng)化(如噴丸、機(jī)械鍍等)。 (６)熱噴涂(如火焰噴涂、等離子噴涂、電弧噴涂等)。 (７)堆焊(如手工堆焊、埋弧堆焊、等離子堆焊等)。 (８)高能束技術(shù)(如激光表面合金化、激光熔覆、離子注入等)。 5.2.1　火焰淬火 5.2.2　感應(yīng)淬火 １.火焰淬火原理 ２.火焰淬火方法及應(yīng)用 ３.火焰淬火操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng) ４.火焰淬火的特點(diǎn) (１)固定法　零件和噴嘴都不動(dòng)，用火焰噴嘴直接加熱淬火部分，使零件加熱到淬火溫度后立即噴水冷卻(如圖5-2a所示)。 (２)前進(jìn)法　火焰噴嘴和冷卻裝置沿零件表面作平行移動(dòng)，一邊加熱，一邊冷卻。 (３)旋轉(zhuǎn)法　用一個(gè)或幾個(gè)固定火焰噴嘴對(duì)旋轉(zhuǎn)零件表面進(jìn)行加熱，表面加熱至淬火溫度后進(jìn)行冷卻(如圖5-2c所示)。 (４)聯(lián)合法　淬火零件繞其軸線旋轉(zhuǎn)，噴嘴和噴水裝置同時(shí)沿零件軸線移動(dòng)(如圖 所示)。 (１)對(duì)被淬火表面預(yù)先進(jìn)行認(rèn)真清理和檢查，淬火部位不允許有脫碳層、氧化皮、氣孔、砂眼和裂紋等缺陷。 (２)根據(jù)零件淬火部位及技術(shù)要求選擇合適的噴嘴。 (３)在淬火前零件一般應(yīng)進(jìn)行預(yù)備熱處理，如正火或調(diào)質(zhì)處理，以保證零件心部的強(qiáng)度和韌性。 (４)合理調(diào)整氧、乙炔混合氣。 (５)火焰淬火溫度比普通淬火溫度要高，一般取880～950℃。 (６)合理選擇淬火介質(zhì)。 (７)工作結(jié)束后，先關(guān)斷氧氣，再關(guān)斷乙炔，等熄滅后再開(kāi)少量氧氣吹出燒嘴中剩余氣體，最后再關(guān)掉氧氣。 (８)工件淬火后必須立即回火，以消除應(yīng)力，防止開(kāi)裂。 火焰淬火的主要特點(diǎn)為：①設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、成本低、使用方便，受工件體積大小的限制；②淬火后表面清潔，很少氧化與脫碳，變形��；③操作簡(jiǎn)便，工藝靈活，淬火成本低；④火焰加熱溫度高、加熱快、生產(chǎn)效率高；⑤加熱溫度和淬硬層深度不容易控制，質(zhì)量不穩(wěn)定。?所以，火焰淬火一般用于單件、小批量生產(chǎn)以及大型工件（如大模數(shù)齒輪、大軸軸頸）的表面淬火。? １.感應(yīng)淬火原理 ２.常用感應(yīng)淬火方法及應(yīng)用 ３.感應(yīng)淬火的特點(diǎn) 感應(yīng)淬火是利用感應(yīng)電流通過(guò)零件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使零件表面很快加熱到淬火溫度，然后迅速冷卻的熱處理方法，如圖5?〖KG*8〗3所示。感應(yīng)淬火是目前應(yīng)用最廣泛的一種表面淬火。?當(dāng)一定頻率的電流通過(guò)空心銅管制成的感應(yīng)器時(shí)，在感應(yīng)器的內(nèi)部及周?chē)�便產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，于是，在工件內(nèi)部產(chǎn)生了同頻率的感應(yīng)電流。電流在工件內(nèi)的分布是不均勻的，表面電流密度大，心部電流密度小，通過(guò)感應(yīng)器的電流頻率越高，電流就越集中于工件的表面，這種現(xiàn)象稱(chēng)為集膚效應(yīng)。依靠感應(yīng)電流的熱效應(yīng)，可將工件表層迅速加熱到淬火溫度，而此時(shí)心部溫度還很低，淬火介質(zhì)通過(guò)感應(yīng)器內(nèi)側(cè)的小孔及時(shí)噴射到工件上，形成淬硬層。?感應(yīng)電流頻率越高，電流透入深度越小，工件加熱層越薄，淬硬層越淺。因此，感應(yīng)加熱進(jìn)入工件表層的深度主要取決于電流頻率。? (１)工頻感應(yīng)淬火　電流頻率為50Hz，可獲得10～15mm以上的淬硬層，適用于大直徑的穿透加熱及要求淬硬層深的大工件的表面淬火。 (２)中頻感應(yīng)淬火　常用電流頻率為2500～8000Hz，可獲得3～6mm深的淬硬層，主要用于要求淬硬層較深的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸、大模數(shù)齒輪、較大尺寸的軸和鋼軌的表面淬火。 (３)高頻感應(yīng)淬火　常用電流頻率為200～300kHz，可獲得的表面淬硬層深度為0.5～2mm，主要用于中小模數(shù)齒輪和小軸的表面淬火。 (1)分解　富有滲入元素的介質(zhì)在一定的條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，分解產(chǎn)生具有一定活性的滲入元素原子。 (2)吸收　分解產(chǎn)生滲入元素的活性原子(初生狀態(tài)原子)被工件表面吸收(溶解)，這一過(guò)程的進(jìn)行必須具備下列兩個(gè)條件：有滲入元素的活性原子存在，滲入元素呈分子狀態(tài)存在時(shí)，不能被工件吸收；滲入元素能滲入工件中形成固溶體或金屬化合物。 (3)擴(kuò)散　被工件表面吸收的滲入元素原子，由表面向內(nèi)部移動(dòng)，并達(dá)到一定的濃度和深度。 (1) 強(qiáng)化工件表面　提高工件表層的力學(xué)性能，如表層硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度等。 (2) 保護(hù)工件表面　改善工件表層的物理、化學(xué)性能，如耐高溫及耐蝕性等。 5.3.1　滲碳技術(shù) 5.3.2　滲氮技術(shù) 5.3.3　碳氮共滲技術(shù) 5.3.4　滲硼技術(shù) (１)固體滲碳　固體滲碳是將工件置于填滿木炭(90%)和碳酸鋇(BaCO3)(10%)的固體滲碳箱內(nèi)進(jìn)行的，如圖5-5所示。 (２)氣體滲碳　氣體滲碳是指零件在氣體滲碳劑中進(jìn)行滲碳的工藝。 1)排氣階段　零件在裝爐時(shí)使?fàn)t溫下降，同時(shí)帶入大量空氣。 2)強(qiáng)滲階段　到溫后保溫約30min，排氣階段結(jié)束即關(guān)閉排氣孔，進(jìn)入強(qiáng)滲階段。 3)擴(kuò)散階段　進(jìn)入擴(kuò)散階段應(yīng)減少煤油滴量，使表面高濃度的碳向心部擴(kuò)散，同時(shí)滴入少量甲醇，最終達(dá)到規(guī)定的滲層深度和合適的碳濃度分布。 4)降溫階段　提前0.5～1h檢查試棒，當(dāng)滲層深度達(dá)到規(guī)定要求時(shí)間時(shí)即可降溫出爐。 １.氣體滲氮 ２.離子滲氮 (1)滲層性能好　碳氮共滲與滲碳相比，其滲層硬度差別不大，但其耐磨性、耐蝕性及疲勞強(qiáng)度比滲碳層高。 (2)滲入速度快　在碳氮共滲的情況下，由于碳氮原子能互相促進(jìn)滲入過(guò)程，所以在相同溫度下，共滲速度比滲碳和滲氮都快，僅是滲氮時(shí)間的1/3～1/4。 (3)工件變形小　由于氮的滲入提高了共滲層奧氏體的穩(wěn)定性，故使?jié)B層的淬透性得到提高，這樣不僅可以用較緩慢的淬火介質(zhì)進(jìn)行淬火而減少變形，而且可以用較便宜的碳素鋼來(lái)代替合金鋼制造某些工模具。 (4)不受鋼種的限制 (1)硬度與耐磨性　鋼鐵滲硼后表面具有極高的硬度，顯微硬度可達(dá)1290～2300HV，所以具有很高的耐磨性。 (2)高溫抗氧化性及熱硬性　鋼鐵滲硼后所形成的鐵硼化合物(FeB、Fe2B)是一種十分穩(wěn)定的金屬化合物，它具有良好的高溫抗氧化性和熱硬性，經(jīng)滲硼處理的模具一般可在600℃以下可靠地工作。 (3)耐蝕性　滲硼層在酸(除硝酸外)、堿和鹽的溶液中都具有較高的耐蝕性，特別是在鹽酸、硫酸和磷酸中具有很高的耐蝕性。 (4)滲硼層的脆性　滲硼層的硬度高，脆性較大。 １.固體滲硼 ２.液體滲硼液體滲硼包括鹽浴滲硼和電解鹽浴滲硼。?鹽浴滲硼是利用硼砂作為供硼源，無(wú)水硼砂（Na?2B?4O?7）在高溫熔融狀態(tài)和還原劑作用下，有活性硼原子產(chǎn)生。在高溫下游離狀態(tài)的活性硼原子，被工件表面吸附，與鐵原子生成硼化物FeB和Fe?2B。鹽浴滲硼多采用坩堝電阻爐，而且多是自制設(shè)備。爐內(nèi)放置鹽浴坩堝，為了防止腐蝕，鹽浴坩堝必須用不銹鋼制作。?滲硼溫度為〖WTBZ〗900～1000℃〖WTBZ〗，時(shí)間為4～6h。鹽浴配制完成后加熱到滲硼溫度，保溫0?5h，再攪拌一次，方可放入滲硼工件。滲硼工件要吊裝在坩堝內(nèi)，每隔0?5～1h將工件適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，以保證滲硼層均勻。達(dá)到滲硼保溫時(shí)間后，即可出爐。不需淬火的工件從鹽浴中取出，空冷，由于有粘在工件上的鹽浴液保護(hù)，滲硼層不致?lián)p壞。需要淬火的工件應(yīng)立即轉(zhuǎn)入中性鹽浴中加熱，然后淬火。?電解鹽浴滲硼時(shí)，以浸在熔融硼砂中的工件作陰極，石墨坩堝作陽(yáng)極，電流密度為（0?15～0?2）A/cm?2，處理溫度為930～950℃，時(shí)間為2～6h，可得滲層深0?15～0?35mm。電解滲硼速度快，滲劑便宜，滲層深，易調(diào)節(jié)，但滲層欠均勻，坩堝壽命較短。?氣體滲硼與固體滲硼的區(qū)別是供硼劑為氣體。氣體滲硼需用易爆的乙硼烷或有毒的氯化硼，在工業(yè)生產(chǎn)上很少使用。?工件滲硼后一般應(yīng)進(jìn)行淬火和回火處理。熱處理使基體發(fā)生相變，而硼化物層不發(fā)生相變，因硼化物與基體的膨脹系數(shù)差別較大，滲層易開(kāi)裂，所以要盡量使用緩和的淬火介質(zhì)，并及時(shí)回火。?鹽浴滲硼具有設(shè)備簡(jiǎn)單，用鹽資源豐富，成本低，無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)。適合滲硼的材料十分廣泛，幾乎所有鋼鐵材料，如結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、模具鋼、鑄鐵均可進(jìn)行滲硼，硬質(zhì)合金、有色金屬也可以進(jìn)行滲硼。? 固體滲硼是將工件埋入含硼的粉末或顆粒介質(zhì)中，或在其表面涂以含硼膏劑，裝箱密封再加熱保溫的化學(xué)熱處理工藝。固體滲硼不需要專(zhuān)用設(shè)備，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)。但固體滲硼勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件差、成本較高。固體滲硼分為粉末滲硼和膏劑滲硼。?粉末滲劑一般由供硼劑（硼粉、碳化硼B(yǎng)?4C、硼鐵合金B(yǎng)?Fe、硼砂Na?2B?4O?7等）、活化劑（氟硼酸鹽、冰晶石、氟化物、氯化物、碳酸鹽等）和填充劑（三氧化二鋁Al?2O?3、碳化硅SiC、木炭、煤粉等）組成。滲硼用鐵箱可用低碳鋼板焊制。裝箱方法與固體滲碳相似，先在箱底鋪上一層厚20～30mm的滲硼劑后，再放入工件。工件與箱壁、工件與工件之間要保持10～15mm的間隙，然后填充滲硼劑。蓋上箱蓋后用耐火泥或黃土泥密封。對(duì)于大型凹模的模腔，因非工作部位不需滲硼，所以只在模腔內(nèi)填充滲硼劑，其他部位用木炭填充，防止表面脫碳。操作時(shí)，為了防止活化劑過(guò)早分解，影響滲硼效果，要先將爐升溫，采用熱爐裝箱。?粉末滲硼的溫度一般為850～950℃。提高滲硼溫度可以縮短滲硼時(shí)間，但會(huì)引起晶粒粗大。滲硼保溫時(shí)間一般為3～5 h，最長(zhǎng)不超過(guò)6h，滲硼層的厚度為0?07～0?15mm。工件經(jīng)固體滲硼后，最好采用滲箱出爐空冷，至300～400℃以下開(kāi)箱取出工件，滲硼工件表面呈光亮的銀灰色。?膏劑滲硼所用膏劑是粉末滲硼劑與粘結(jié)劑（常用的有松香酒精溶液、硅酸乙酯水溶液等）混合制成的膏狀物。滲硼前將工件去銹、脫脂清洗干凈后，再將膏劑涂于工件表面，涂層厚度為1～2mm，經(jīng)自然干燥或在≤ 150℃烘箱中烘干后便可裝箱。對(duì)不需要滲硼的部位，可用三氧化二鋁與水玻璃調(diào)成糊狀進(jìn)行保護(hù)。工件與箱底、箱壁應(yīng)保持20～30mm距離。蓋箱后用水玻璃調(diào)制耐火土或黃土泥密封，然后裝入已升溫到滲硼溫度的箱式電爐中加熱。?膏劑滲硼溫度常用930～950℃，保溫時(shí)間為3～6h，溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將引起滲硼層脆性增大，反之滲層過(guò)薄。? 液體滲硼包括鹽浴滲硼和電解鹽浴滲硼。?鹽浴滲硼是利用硼砂作為供硼源，無(wú)水硼砂（Na?2B?4O?7）在高溫熔融狀態(tài)和還原劑作用下，有活性硼原子產(chǎn)生。在高溫下游離狀態(tài)的活性硼原子，被工件表面吸附，與鐵原子生成硼化物FeB和Fe?2B。鹽浴滲硼多采用坩堝電阻爐，而且多是自制設(shè)備。爐內(nèi)放置鹽浴坩堝，為了防止腐蝕，鹽浴坩堝必須用不銹鋼制作。?滲硼溫度為900～1000℃，時(shí)間為4～6h。鹽浴配制完成后加熱到滲硼溫度，保溫0?5h，再攪拌一次，方可放入滲硼工件。滲硼工件要吊裝在坩堝內(nèi)，每隔0?5～1h將工件適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，以保證滲硼層均勻。達(dá)到滲硼保溫時(shí)間后，即可出爐。不需淬火的工件從鹽浴中取出，空冷，由于有粘在工件上的鹽浴液保護(hù)，滲硼層不致?lián)p壞。需要淬火的工件應(yīng)立即轉(zhuǎn)入中性鹽浴中加熱，然后淬火。?電解鹽浴滲硼時(shí)，以浸在熔融硼砂中的工件作陰極，石墨坩堝作陽(yáng)極，電流密度為（0?15～0?2）A/cm?2，處理溫度為930～950℃，時(shí)間為2～6h，可得滲層深0?15～0?35mm。電解滲硼速度快，滲劑便宜，滲層深，易調(diào)節(jié)，但滲層欠均勻，坩堝壽命較短。氣體滲硼與固體滲硼的區(qū)別是供硼劑為氣體。氣體滲硼需用易爆的乙硼烷或有毒的氯化硼，在工業(yè)生產(chǎn)上很少使用。?工件滲硼后一般應(yīng)進(jìn)行淬火和回火處理。熱處理使基體發(fā)生相變，而硼化物層不發(fā)生相變，因硼化物與基體的膨脹系數(shù)差別較大，滲層易開(kāi)裂，所以要盡量使用緩和的淬火介質(zhì)，并及時(shí)回火。?鹽浴滲硼具有設(shè)備簡(jiǎn)單，用鹽資源豐富，成本低，無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)。適合滲硼的材料十分廣泛，幾乎所有鋼鐵材料，如結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、模具鋼、鑄鐵均可進(jìn)行滲硼，硬質(zhì)合金、有色金屬也可以進(jìn)行滲硼。 5.4.1　化學(xué)氧化處理 5.4.2　磷化處理 １.氧化處理(發(fā)藍(lán))時(shí)氧化膜形成的原理 ２.氧化處理工藝 ３.發(fā)藍(lán)處理后的質(zhì)量檢查 ４.氧化處理設(shè)備 5.氧化處理安全要求 6.氧化處理的應(yīng)用 (１)高溫氧化工藝流程　堿性化學(xué)脫脂→熱水洗→酸洗→冷水洗兩次→氧化處理→回收溫水洗→冷水洗→浸3%～5%肥皂水(皂化)或3%～5%鉻酸鉀溶液(鈍化)→干燥→浸油。 (２)常溫氧化工藝流程　化學(xué)脫脂→熱水洗→冷水洗→除銹酸洗→冷水洗→中和處水洗→常溫氧化→水洗→肥皂水處理干燥→浸熱油→水洗→熱水燙干→浸清漆封閉。 (１)外觀觀察法　將工件放在熒光燈下，離肉眼300mm，觀察其表面，若顏色均勻一致，無(wú)明顯花斑與銹跡存在，則為良好。 (２)氧化膜疏松的測(cè)定　在脫脂后的工件上滴上數(shù)滴3%的中性硫酸銅，若在30s內(nèi)不顯示銅色即為合格。 (１)酸洗槽　應(yīng)采用玻璃鋼耐酸缸，耐酸塑料桶、耐酸搪瓷缸等。 (２)氧化槽　應(yīng)保證一定的氧化速度所具有的功率。 (３)其他輔助設(shè)備　清洗槽、皂化槽、熱油槽等都無(wú)一定技術(shù)規(guī)定，按需選用即可。 (１)操作人員在操作時(shí)必須戴上眼鏡、橡膠手套、高筒膠皮鞋，穿耐酸工作服。 (２)堿性溶液在氧化階段具有強(qiáng)烈腐蝕性氣體，蒸發(fā)時(shí)，如碰到操作人員皮膚，會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)癢甚至破裂，因此必須采用鐵罩殼將蒸氣通向屋外，或安裝排氣扇把氣體排出室外。 氧化處理適用于碳素鋼和低合金鋼，廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、儀器儀表、槍械等的精密零件及不能以其他覆層替代的防護(hù)—裝飾性工件。在不影響精密度及力學(xué)性能的前提下，它能使工件增加美觀和防銹等，但在使用過(guò)程中應(yīng)定期擦油。?由于操作不同及金屬本身的化學(xué)成分不同，獲得的氧化膜顏色也不同，有藍(lán)黑色、黑色、紅棕色等，碳素鋼及一般合金鋼為黑色；鉻硅鋼為紅棕色到黑棕色；高速鋼是黑褐色；鑄鐵為紫褐色。 １.磷化工藝的基本原理 ２.磷化工藝分類(lèi)及應(yīng)用特點(diǎn) (１)利用酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低 (２)促進(jìn)劑(氧化劑)加速 (３)磷酸根的多級(jí)離解 (４)磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜 (１)防銹磷化工藝　磷化工藝的早期應(yīng)用是防銹，鋼鐵件經(jīng)磷化處理形成一層磷化膜，起到防銹作用。 (２)耐磨減摩潤(rùn)滑磷化工藝　對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)、齒輪、制冷壓縮機(jī)一類(lèi)工件，它不僅承受一次載荷，而且還有運(yùn)動(dòng)摩擦，要求工件能減摩、耐磨。 (３)漆前磷化工藝　涂裝底漆前的磷化處理，將提高漆膜與基體金屬的附著力，提高整個(gè)涂層系統(tǒng)的耐腐蝕能力，提供工序間保護(hù)以免形成二次生銹。 (１)高溫磷化　鋼鐵零件的高溫磷化是在90～98℃溫度下處理10～30min。 (２)中溫磷化　鋼鐵零件中溫磷化，是在50～70℃溫度下處理10～15min。 (３)常(低)溫磷化　鋼鐵零件常溫磷化，是指不加熱，在自然室溫條件下的磷化，正常為10～35℃。 (1)浸漬磷化　適用于高、中、低溫磷化。 (2)噴淋磷化　適用于中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車(chē)、冰箱、洗衣機(jī)殼體。 (3)刷涂磷化　上述兩種方法無(wú)法實(shí)施時(shí)，采用本法。 5.5.1　普通電鍍 5.5.2　電刷鍍 １.電鍍?cè)��?２.鍍鉻 ３.鍍鋅 (１)鍍前準(zhǔn)備　包括鍍前機(jī)械加工以提高工件表面質(zhì)量；絕緣處理，即在工件不需鍍鉻表面，先刷絕緣清漆，再包塑料膠帶。 (２)吊入鍍槽進(jìn)行電鍍。 (３)鍍后加工與處理，鍍后檢查，不合格處用酸洗或反極退鍍，重新電鍍。 鋅鍍層大多鍍覆于鋼鐵制品的表面，經(jīng)鈍化后，在空氣中幾乎不發(fā)生變化，有很好的防銹功能。這是因?yàn)殁g化膜緊密細(xì)致及鋅鍍層表面生成的堿式碳酸鹽薄膜保護(hù)了下面的金屬不再受腐蝕的緣故。另一方面，由于鋅有較高的負(fù)電位，比鐵的電位高，因此，形成鐵—鋅原電池時(shí)，鋅鍍層是陽(yáng)極，它會(huì)自身溶解而保護(hù)鋼鐵基體，即使表面鋅鍍層不也能起到這個(gè)作用。鋅鍍層對(duì)鐵基體既有物理保護(hù)作用，又有電化學(xué)保護(hù)作用，所以，耐蝕性能相當(dāng)優(yōu)良。?鋅鍍層鈍化后，通常視所用鈍化液不同而得到彩虹色鈍化膜或白色鈍化膜。彩虹色鈍化膜的耐蝕性比無(wú)色鈍化膜高5倍以上，這是因?yàn)椴屎缟�鈍化膜比白色鈍化膜厚。另一方面，彩虹色鈍化膜表面被劃傷后，表面能自行再鈍化，使鈍化膜恢復(fù)完整，因此鍍鋅多采用彩虹色鈍化。白色鈍化膜外觀潔白，多用于日用五金、建筑五金等要求有均勻白色表面的制品。此外，還有黑色鈍化、軍綠色鈍化等，在工業(yè)上也有應(yīng)用。?鋅是既溶于酸又溶于堿的兩性金屬，鋅層中含有異類(lèi)金屬越多越容易溶解。電鍍所得鋅層較純，在酸和堿中溶解較慢。鋅鍍層經(jīng)特種處理后可呈現(xiàn)各種顏色作裝飾用。鋅鍍層的厚度視工件的要求而定，一般不低于5μm?，普通在6～12μm?，惡劣環(huán)境條件下才超過(guò)20μm?。?鍍鋅具有成本低，耐蝕性好、美觀和耐儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但鋅鍍層硬度低，又對(duì)人體有害，所以不能在食品工業(yè)上使用。? 5.6.1　化學(xué)氣相沉積 5.6.2　物理氣相沉積 5.6.3　等離子化學(xué)氣相沉積(PCVD) １.化學(xué)氣相沉積的原理 ２.化學(xué)氣相沉積的特點(diǎn) ３.化學(xué)氣相沉積的應(yīng)用 (1) 反應(yīng)氣體向工件表面擴(kuò)散并吸附。 (2) 吸附于工件表面的各種物質(zhì)發(fā)生表面化學(xué)反應(yīng)。 (3) 生成物質(zhì)點(diǎn)聚集成晶核逐漸長(zhǎng)大。 (4) 表面化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物脫離工件表面返回氣相。 (5) 沉積層與基體的界面發(fā)生元素的互擴(kuò)散，形成鍍層。 (1)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，靈活性強(qiáng)。 (2)由于它繞鍍性能好，所以可涂覆帶有槽、溝、孔、不通孔等各種形狀的復(fù)雜工件。 (3)由于沉積溫度高，涂層與基體之間結(jié)合牢靠，經(jīng)CVD處理的工件，即使在十分惡劣的條件下工作涂層也不易脫落。 (4)涂層致密均勻，并且可以控制它們的純度、結(jié)構(gòu)和晶粒度。 (5)CVD法沉積溫度高，一般在800～1100℃范圍內(nèi)，對(duì)于高溫時(shí)變形量較大的鋼材和尺寸要求特別精密的工件要考慮變形的影響。 (１)耐磨鍍層　以氮化物、氧化物、碳化物和硼化物為主，主要應(yīng)用于金屬切削刀具。 (２)摩擦學(xué)鍍層　主要降低接觸的滑動(dòng)面或轉(zhuǎn)動(dòng)面之間的摩擦因數(shù)，減少粘著、摩擦或其他原因造成的磨損。 (３)高溫應(yīng)用鍍層　主要是鍍層的熱穩(wěn)定性。 物理氣相沉積（PVD）是在真空條件下，將金屬、合金或非金屬及化合物等用物理方法氣化為原子或分子，或使之離化為離子，然后直接沉積在基體表面形成薄膜的技術(shù)。 物理氣相沉積技術(shù)始于20世紀(jì)初，現(xiàn)已在機(jī)械、電子、信息、航空航天、輕工、光學(xué)、能源等部門(mén)得到 廣泛應(yīng)用�？捎糜谥苽淇寡趸�、抗腐蝕、耐磨、潤(rùn)滑、裝飾等結(jié)構(gòu)鍍層，也可制備光學(xué)、磁性、導(dǎo)電、壓電和 超導(dǎo)等具有特殊性能的功能膜。?物理氣相沉積的實(shí)用方法有以下三種。 ①真空蒸鍍：在真空室中將成膜材料用電阻加熱(或電子束加熱、感應(yīng)加熱)方法加熱至熔化狀態(tài)，并使之蒸發(fā)后以原子或分子態(tài)沉積在基體表面成膜；②真空濺射：在真空室內(nèi)通入0?1～1?0Pa的惰性氣體(如氮)，使之在高電壓下輝光放電，氣體離子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下轟擊膜材制成的陰極靶，使表面的原子被濺射出來(lái)，沉積在基體上成膜；③離子鍍：將真空蒸鍍和離子濺射結(jié)合起來(lái)的一種新的鍍膜技術(shù)。在真空室中通過(guò)電阻加熱(或電子束加熱、感應(yīng)加熱)使膜材汽化，然后向真空室中通入0?1～1?0Pa的氫氣，在基體相對(duì)于膜材間加負(fù)高壓，于是基體與膜材間產(chǎn)生輝光放電，基體在受到氣體正離子轟擊清除表面污染物的同時(shí)，也有大量被電離的膜材物質(zhì)的正離子射向負(fù)高壓的基體，沉積成膜。?物理氣相沉積過(guò)程是在真空中進(jìn)行的，與其他工藝相比有以下特點(diǎn)：①在真空條件下制備的膜物理化學(xué)性能好，如不受污染、純度高、致密性好、光潔度高、膜厚均勻；②膜厚容易控制，既可制幾百微米的厚膜，也很容易制備數(shù)十納米的極薄膜；③鍍膜材料和基體材料的范圍廣泛，幾乎不受限制�？芍萍兘饘倌�，成分復(fù)雜的合金膜，也可在沉積過(guò)程中通入反應(yīng)氣體(如氧、氮等)制備化合物膜，如三氧化二鋁（Al?2O?3）、氮化鋁（AlN）、氮化鈦（TiN）、二硫化鉬（MoS?2）等膜；④沉積速度較快。不足之處是PVD法形成的沉積層較薄，且與工件表面的結(jié)合力較小，鍍層的均勻性較差，設(shè)備的造價(jià)較高，操作維護(hù)的技術(shù)要求也較高。鍍膜前可在真空室中對(duì)基體表面進(jìn)行離子轟擊清洗，以增強(qiáng)鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)?度 5.7.1　熱噴涂 5.7.2　噴丸強(qiáng)化 5.7.3　激光表面強(qiáng)化處理 1.火焰粉末噴涂 2.電弧噴涂 3.等離子噴涂 (1)適應(yīng)性廣　熱噴涂可在各種基體上制備各種材質(zhì)的涂層。 (2)基體溫度低　一般在30～200℃之間，因此變形小，熱影響區(qū)淺。 (3)操作靈活　可噴涂各種規(guī)格和形狀的物體，特別適合于大面積涂層，并可在野外作業(yè)。 (4)涂層厚度范圍寬　從幾十微米到幾毫米的涂層都能制備，且容易控制；噴涂效率高，成本低，噴涂時(shí)生產(chǎn)效率為每小時(shí)數(shù)公斤到數(shù)十公斤。 (１)延長(zhǎng)構(gòu)件壽命(使疲勞強(qiáng)度提高20%～70%)。 (２)在壽命等同的條件下增加承載能力。 (３)允許減小工件的尺寸和質(zhì)量。 (４)減少對(duì)精加工的需求。 (５)降低成本。 (６)在使用高強(qiáng)度鋼時(shí)，不必?fù)?dān)心出現(xiàn)缺口敏感性。 (７)能夠用于對(duì)疲勞性有損害的工藝過(guò)程，例如放電加工、電解加工以及鍍硬鉻等過(guò)程。 (１)鑄鐵彈丸　碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)wC為2.75%～3.60%，硬度約為58～65HRC。 (２)鋼彈丸　當(dāng)前使用的鋼彈丸一般是將wC為0.7%的彈簧鋼絲(或不銹鋼絲)，切制成段，經(jīng)磨圓加工制成，直徑為d＝0.4～1.2mm。 (３)玻璃彈丸　其應(yīng)用是在近十幾年發(fā)展起來(lái)的，已在國(guó)防工業(yè)中獲得應(yīng)用。 1.激光相變硬化 2.激光熔化—凝固處理(熔凝處理) 3.激光表面合金化 １.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?２.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料 ３.實(shí)驗(yàn)步驟 4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 5.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) １.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?２.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料 ３.實(shí)驗(yàn)步驟 4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 5.注意事項(xiàng)： 激光相變硬化熱處理是將規(guī)律的強(qiáng)激光束照射到工件表面，迅速將工件表面溫度提高到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上、熔點(diǎn)以下的范圍之內(nèi)，通過(guò)激光束的快速移動(dòng)，被加熱的部位與工件內(nèi)部進(jìn)行快速的熱交換，使工件表面的冷卻速度極快來(lái)實(shí)現(xiàn)馬氏體的轉(zhuǎn)變，得到極細(xì)的馬氏體結(jié)構(gòu)組織。由于激光相變硬化是采用快速加熱與快速冷卻的工作方式，它在工件表面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力可以達(dá)到750MPa以上，從而增強(qiáng)了材料的疲勞強(qiáng)度。?一些用傳統(tǒng)熱處理不易處理或效果不佳的材料，如鑄鐵，低碳鋼等，均可采用激光相變硬化的方式進(jìn)行熱處理，并且效果良好。在相同的激光強(qiáng)化條件下，激光強(qiáng)化層的顯微硬度和厚度取決于鋼的含碳量，隨著含碳量的增加，激光強(qiáng)化層的厚度和硬度有所增加。?各種材料經(jīng)激光相變硬化處理后，可以得到晶粒非常細(xì)小的表層組織，它不但有良好的強(qiáng)度、硬度，而且在許多情況下不發(fā)生脆性破壞，使材料表面性能得到改善，耐磨性顯著提高。而且因?yàn)橄嘧冇不瘜芋w積膨脹受到基體限制，故而表層產(chǎn)生數(shù)百兆帕的殘留壓應(yīng)力，提高了材料的疲勞強(qiáng)度。? 激光熔化—凝固處理是利用高能量密度的激光束對(duì)金屬表層進(jìn)行熔融和激冷處理，使金屬表層形成一層液體金屬的激冷組織，但并不改變表層的化學(xué)成分。由于表層金屬的加熱和冷卻都異常迅速，故所得的組織非常細(xì)小。若通過(guò)外部介質(zhì)使表層熔液冷卻速度達(dá)到〖WTBZ〗10??6?℃/s〖WTBZ〗，則可抑制結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行而凝固成非晶態(tài)，稱(chēng)為激光熔化—非晶態(tài)處理，又稱(chēng)激光上釉。?熔凝處理可以用來(lái)改善材料表面的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐蝕性。某些合金鋼在高速冷卻結(jié)晶后，可以提高碳化物彌散度，改善合金元素及碳化物分布，因而表面硬度和熱穩(wěn)定性都有提高，可延長(zhǎng)模具的壽命。如Cr12萊氏體鋼和4Cr5MoSiV鋼表面熔化，然后超高速冷卻，形成很細(xì)的鑄態(tài)組織，使合金元素和碳化物分布更均勻，提高了表面硬度。? 激光表面合金化是一種既改變材料表面的物理狀態(tài)，又改變其化學(xué)成分的激光表面強(qiáng)化技術(shù)。這種表面處理工藝先是采用電鍍、涂覆粉末、填加粉末等方法把所需要的合金元素涂敷到金屬表面，然后在激光束的照射下，使其與基體表面的一薄層快速熔化，通過(guò)控制熔化深度來(lái)改善表面組織與性能。?激光表面合金化處理僅在熔化區(qū)的薄層內(nèi)有成分的改變及組織性能的變化，熱效應(yīng)也只發(fā)生在1～2mm的范圍內(nèi)，因此對(duì)基體材料的影響很小，工件變形小，工件合金化層性能穩(wěn)定，與基體結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)高于CVD和PVD。這種處理方法過(guò)程簡(jiǎn)單，效率高，可以通過(guò)表面合金化處理替代合金而節(jié)省大量貴重稀有元素，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上有重要意義。? (１)本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?(２)實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 (３)實(shí)驗(yàn)步驟。 (４)分析加熱溫度與鋼種(wC%)對(duì)硬化層深度的影響并加以討論。 (５)分別繪制出45鋼和T12鋼硬度分布曲線并加以討論。 (6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 (１)本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?(２)實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 (３)發(fā)藍(lán)工藝的基本原理。 (４)實(shí)驗(yàn)基本步驟和注意事項(xiàng)。 (５)分析發(fā)藍(lán)溫度與時(shí)間對(duì)表面質(zhì)量的影響。5wJ紅軟基地

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