表面处理基本知识

第第11页页，，共共1155页页表表表面面面处处处理理理基基基本本本知知知识识识第第22页页，，共共1155页页前言用物理或化学方法来改变工件表面的状态，通过去除或添加一定的材料对工件表面进行一定的处理，从而获得所需要的一些表面的性能，如除油，防锈，装饰，抗氧化等等统称表面处理。由于表面处理种类较多且受篇幅限制，仅对以下几种我司常见的表面处理作基本介绍。第一章拉丝拉丝是一种砂带磨削加工，通过砂带对金属表面进行磨削加工，以去除金属表面缺陷,并形成具有一定粗糙度，纹路均匀的装饰表面。工作原理见下图：从上图可以看出，当工作台面带动工件移动(速度为V1)，同时砂纸也以一定的速度(V2)在转动，但V1和V2速度不相等，存在有一定的速度差。砂纸与工作台之间的间隙预先已调整好，当工件被送到工作台和砂纸之间。砂纸与工件产生相对的运动，工件就被拉出沿运动方向的纹路。一、加工范围参数：拉丝机有效拉丝最大宽度(指垂直于拉丝方向的外形尺寸)为850mm。拉丝方向最小外形尺寸要大于235mm。若长度不够，则需要作拉丝治具。治具使用规范：用两层板焊接起来，其中下层为2.0mm厚的平板，上层为套材料的治具，但板厚略小于所需拉丝材料的板厚。拉丝机适用最小料厚：0.5mm。二、加工特性：砂纸有不同的型号规格﹐其主要参数指针为每平方英寸所包含的砂粒的数目﹐如工件筒状砂带移动工作台V2V1第第33页页，，共共1155页页180#,220#砂纸,数值越大﹐表示单位面积所含的砂粒越多﹐所形成的纹路也就越细越浅,反之,砂纸的型号越小,砂粒越粗所形成的纹路也就越粗越深.因此在工程图面上必须注明砂纸型号.如果没有特别说明和要求﹐一般选用220#砂纸。拉丝具有方向性:工程图面上必须注明是直纹还横纹拉丝(用双箭头表示)拉丝工件的拉丝面不能有任何凸起部分,否则会将该凸起部分拉平.非拉丝面允许出现凸起﹐但前题是在拉丝时能避开此凸起或者做治具将工件垫起。由于拉丝也属于一种磨削式加工﹐工件表面有去除材料﹐所以一般情况下拉丝工艺应该优先于其它表面处理进行﹐拉丝后再作电镀,氧化﹐烤漆等处理。三、表面共性：材料拉丝后表面纹向与图面要求一致，纹路均匀一致，无深浅不一、局部无拉丝的现象，拉丝后的表面缺陷根椐不同客户的标准进行判定。第二节砂喷一、定义：利用压缩气体或高速旋转的叶轮,将磨料加速冲墼基体表面,去除油污,锈及残留物,使基体表面清洁,粗化,还能使表面产生内应力,对提高疲劳强度有利.二、砂粒的种类及主要成分:种类激冷钢砂纯氧化铝金刚砂标准砂主要成分FeAl2O3铁石英石英注:非喷涂区涂砂防粘涂料,以便喷砂完毕后,此位置的涂层能够迅速去除.喷砂工艺处理注意事项:◆喷砂前表面必须清洁,无油,不潮湿,以免污染砂粒.◆喷砂受高压气体冲击,使工件容易变形,因此要有坚实的治具作支撑体,强大的气流导至砂粒四浅,薱接触面的五金零件有一定的影响.◆在外力的作用下(如折弯,模具成形等)易使已喷砂工件的砂粒脱落或造成明显的压痕.◆砂粒的型号与规格的种类比较多,应根据客户的要求及零件的尺寸,形状及硬度进行选择.第三节电镀与化学镀一、定义：电镀（electroplating）：是指在含有欲镀金属的盐类溶液中﹐以被镀基体金属为阴极﹐通过电解作用﹐使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来﹐形成镀层的一种表面加工方法。二、镀前预处理﹕第第44页页，，共共1155页页目的是为了得到干净的金属表面﹐为最后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂﹑去锈蚀﹑去灰尘等工作。步骤如下第一步﹕使表面粗糙度达到一定要求﹐可通过表面磨光﹑拋光等工艺方法来现。第二步﹕去油脱脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹑电化学等方法来实现。第三步﹕除锈﹐可用机械﹑酸洗以及电化学方法除锈。第四步﹕活化处理﹐一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。三、镀后处理﹕（一）钝化处理﹕是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形成一层坚实致密的、稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。镀Zn﹑Cu及Ag等后﹐都可进行钝化处理。（二）除氢处理﹕如锌等金属﹐在电沉积过程中﹐除自身沉积出来﹐还会析出一部分氢﹐这部分氢渗入镀层中，使镀件产生脆性，称为氢脆。为了消除氢脆，在电镀后，使镀件在一定的温度下热处理数小时，称为除氢处理。四、电镀金属种类（港艺常用的电镀）﹕①镀锌（ZINC）﹕镀锌主要用于钢铁金属等黑色金属的防腐。电镀锌工艺可采用酸性和碱性电镀液两种﹐阳极使用纯锌。酸性电镀液价廉且电流效率高，电镀速度快，缺点是均镀能力差。碱性电镀液价格虽高，但均镀能力好。按颜色的不同镀锌共分以下几种：●彩锌：带绿色、黄色、紫色的光亮彩虹色。●蓝锌：呈光泽的蓝白色。●白锌：呈光泽的青白色。●黑锌：呈黑色。②镀铜(COPPER)﹕镀铜用作防护装饰性镀层体系的底层﹐也可以用来改善基体与镀层间的结合力。此外，镀铜还可以用于钢铁件的防渗碳。③镀镍（NICKEL）﹕镀镍可用作表面镀层，也可作为多层电镀的底层或中间层。●光镍：浅黄银白色。●哑镍：无光泽的银白色。④镀铬（CHROMATE）﹕镀铬层具有美丽的光泽、耐腐蚀、硬度高且摩擦系数小，故可用于装饰、耐磨和耐蚀。根据使用要求，可分为防护-装饰性镀铬和镀硬铬。铬的颜色一般为淡青银白色。第第55页页，，共共1155页页⑤化学镀﹕化学镀是在没有外电流通过的情况下，利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。●化学镀镍●化学镀铜五、电镀方式：◆滚镀（barrelplating）：制件在回转容器中进行电镀。适用于小型零件。◆挂镀（rackplating）：利用挂具吊挂制件进行的电镀。六、影响产品电镀质量的主要因素：1、电镀厂采取的挂镀方式；2、电镀厂采取的电镀工艺；3、电镀厂的除油方式；4、电镀过程中的电流大小；5、电镀时间的长短。七、表面镀覆和化学处理的表示方法﹕以下是GB/T13911-92规定的金属镀覆和化学处理的表示方法。适用于金属和非金属制件上进行电镀、化学镀、化学处理和电化学处理的表示。对金属镀覆和化学处理有本标准未予规定的要求时﹐允许在有关的技朮文件中加以说明。1、金属镀覆的符号按下列顺序表示基体材料/镀覆方法‧镀覆层名称镀覆层厚度镀覆层特征‧后处理基体材料在图样或有关的技朮文件中有明确规定时，允许省略。由多种镀覆方法形成镀层时﹐当某一镀覆层的镀覆方法不同于最左侧标注的”镀覆方法”时，应在该镀覆层名称的前面标出其镀覆方法符号及间隔符号”‧”。镀覆层特征﹑镀覆层厚度或后处理无具体要求时，允许省略。例1.Fe/Ep‧Cu10Ni15bCr0.3mc(钢材﹐电镀铜10μm以上﹐光亮镍15μm以上﹐微裂纹铬0.3μm以上)例2.Fe/Ep‧Zn7‧c2C(钢材﹐电镀锌7μm以上﹐彩虹铬酸盐处理2级C型)例3.Cu/Ep‧Ni5bCr0.3r(铜材﹐电镀光亮镍5μm以上﹐普通铬0.3μm以上)例4.Fe/Ep‧Cu20Ap‧Ni10Cr0.3cf(钢材﹐电镀铜20μm以上﹐化学镀镍10μm以上﹐电镀无裂纹0.3μm以上)2、化学处理和电化学处理的符号按下列顺序表示：基体材料/处理方法‧处理名称处理特征‧后处理(颜色)第第66页页，，共共1155页页基体材料在图样或有关的技朮文件中有明确规定时﹐允许省略。若对化学处理或电化学处理的处理特征﹑后处理或颜色无具体要求时﹐允许省略。例1.Al/Et‧A‧Cl(BK)(铝材﹐电化学处理﹐阳极氧化﹐着黑色﹐对阳极氧化方法无特定要求)例2.Cu/Ct‧P(铜材﹐化学处理﹐钝化)例3.Fe/Ct‧MnPh(钢材﹐化学处理﹐磷酸盐处理)例4.Al/Et‧Ec(铝材﹐电化学处理﹐电解着色)3、表示符号：(1)基体材料表示符号:金属材料用化学元素符号表示;合金材料用其主要成分的化学元素符号表示;非金属材料用国际通用缩写字母表示。常用基体材料的表示符号见下表材料名称符号铁﹑钢Fe铜及铜合金Cu铝及铝合金Al锌及锌合金Zn镁及镁合金Mg钛及钛合金Ti塑料PL硅酸盐材料(陶瓷﹑玻璃等)CE其它非金属NM(2)镀覆方法﹑处理方法表示符号见下表:方法名称英文符号电镀electroplatingEp化学镀autocatalyticplatingAp电化学处理electrochemicaltreatmentEt化学处理ChemicaltreatmentCt(3)镀覆层表示符号●镀覆层名称用镀层的化学元素符号表示。第第77页页，，共共1155页页●合金镀覆层的名称以组成该合金的各化学元素符号和含量表示。合金元素之间用连字符-相连接。合金含量为质量百分数的上限值﹐用阿拉伯数字表示﹐写在相应的化学元素符号之后﹐并加上圆括号。含量多的元素成分排在前面。二元合金标出一种元素成分的含量﹐三元合金标出二种元素成分的含量﹐依此类推。合金成分含量无需表示或不便表示时﹐允许不标注。例1.Cu/Ep‧Sn(60)-Pb15‧Fm(铜材﹐电镀含锡60%的锡铅合金15μm以上﹐热熔)例2.Al/Ep‧Ni(80)-Co(20)-P3(铝材﹐电镀含镍80%﹐钴20%的镍钴磷合金3μm以上)例3.Cu/Ep‧Au-Cu1~3(铜材﹐电镀金铜合金1~3μm)●如果需要表示某种金属镀覆层的金属纯度时﹐可在该金属的元素符号后用括号()列出质量百分数﹐精确至小数点后一位。例.Ti/Ep‧Au(99.9)3(钛材﹐电镀纯度过99.9%的金3μm以上)●进行多层镀覆时﹐按镀覆先后﹐自左至右顺序标出每层的名称﹑厚度和特征﹐每层的标记之间应空出一个字母的宽度。也可只标出最后镀覆层的名称与总厚度﹐并在镀覆层名称外加圆括号﹐以与单层镀覆层相区别﹐但必须在有关技朮文件中加以规定或说明。例1.见B.1.3例1﹑例2﹑例3﹑例4﹑例5例2.Fe/Ep‧(Cr)25b(钢材﹐表面电镀铬﹐组合镀覆层特征为光亮﹐总厚度25μm以上﹐中间镀覆层按有关规定执行)(4)镀覆层厚度表示符号镀覆层厚度用阿拉伯数字表示﹐单位为μm。厚度数字标在镀覆层名称之后﹐该数值为镀覆层厚度范围的下限。必要时﹐可以标注镀层厚度范围。例Cu/Ep‧Ni5Au1~3(铜材﹐电镀镍5μm以上﹐金1~3μm)(5)化学处理和电化学处理名称的表示符号见下表处理名称英文符号钝化passivaingP氧化oxidationO电解着色electrolyticcolouringEc第第88页页，，共共1155页页磷化磷酸盐处理磷酸锰盐处理manganesephosphatetreatmentMnPh磷酸锌盐处理zincphosphatetreatmentZnPh磷酸锰锌盐处理manganesezincphosphatetreatmentMnZnPh磷酸锌钙盐处理ZinccalciumphosphatetreatmentZnCaPh阳极氧化硫酸阳极氧化sulphuricacidanodizingA(S)铬酸阳极氧化chromicacidanodizingA(Cr)磷酸阳极氧化phosphoricacidanodizingA(P)草酸阳极氧化oxalicacidanodizingA(O)注﹕对磷阳极氧化无特定要求时﹐允许只标注Ph(磷酸盐处理符号)或A(阳极氧化符号)。(6)镀覆层特征﹑处理特征表示符号镀覆层特征﹑处理特征的表示符号见下表特征名称英文符号光亮brightb半光亮semi-brights暗mattem缎面satinst双层doublelayerd三层----d普通regularr微孔micro-porousmp微裂纹micro-crackmc无裂纹crack-freecf松孔porousp花纹patternspt黑色blackeningbk乳色opalescenceo密封sealingse复合compositioncp硬质hardnesshd瓷质porcelainpc第第99页页，，共共1155页页导电conductioncd绝缘insulationi注﹕1)无特别指定的要求﹐可省略不标注﹐如常规镀铬。2)指弥散镀方式获得的镀覆层﹐如镍密封