金属热处理及表面处理工艺

一、热处理工艺简解

1、退火

操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度（能够查阅有关材料）后，通常随炉温缓慢冷却。

意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。

运用关键：1.适用于合金布局钢、碳素东西钢、合金东西钢、高速钢的锻件、焊接件以及供给状况不合格的原材料；2.通常在毛坯状况进行退火。

2、正火

操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

意图：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所发生的内应力。

运用关键：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。关于功能需求不高的低碳的和中碳的碳素布局钢及低合金钢件，也可作为最终热处理。关于通常中、高合金钢，空冷可致使彻底或部分淬火，因而不能作为最终热处理工序。

3、淬火

操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时刻，然后在水、硝盐、油、或空气中疾速冷却。

意图：淬火通常是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体安排，以进步耐磨性和耐蚀性。运用关键：1.通常用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但一起会构成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的归纳力学功能。

4、回火

操作方法：将淬火后的钢件从头加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。

意图：1.下降或消除淬火后的内应力，削减工件的变形和开裂；2.调整硬度，进步塑性和耐性，取得作业所需求的力学功能；3.安稳工件尺度。

运用关键：1.坚持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在坚持必定韧度的条件下进步钢的弹性和屈从强度时用中温回火；以坚持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火；2.通常钢尽量防止在230~280℃、不锈钢在400~450℃之间回火，因为这时会发生一次回火脆性。5、调质

操作方法：淬火后高温回火称调质，行将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720℃的温度下进行回火。

意图：1.改进切削加工功能，进步加工外表光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂；

3.取得杰出的归纳力学功能。

运用关键：1.适用于淬透性较高的合金布局钢、合金东西钢和高速钢；2. 不只能够作为各种较为重要布局的最终热处理，并且还能够作为某些严密零件，如丝杠等的

预先热处理，以减小变形。

6、时效

操作方法：将钢件加热到80~200℃，保温5~20小时或更长时刻，然后随炉取出在空气中冷却。

意图：1. 安稳钢件淬火后的安排，减小寄存或运用时间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，安稳形状和尺度。

运用关键：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于需求形状不再发生变化的严密工件，如严密丝杠、丈量东西、床身机箱等。

7、冷处理

操作方法：将淬火后的钢件，在低温介质（如干冰、液氮）中冷却到－60～－80℃或更低，温度均匀共同后取出均温到室温。

意图：1．使淬火钢件内的剩余奥氏体悉数或大部转换为马氏体，然后进步钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限；2．安稳钢的安排，以安稳钢件的形状和尺度。运用关键：1．钢件淬火后应当即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力；2．冷处理首要适用于合金钢制的严密刀具、量具和严密零件。

8、火焰加热外表淬火

操作方法：用氧－乙炔混合气体焚烧的火焰，喷射到钢件外表上，疾速加热，当到达淬火温度后当即喷水冷却。

意图：进步钢件外表硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍坚持耐性状况。

运用关键：1．多用于中碳钢制件，通常淬透层深度为2～6mm；2．适用于单件或小批量出产的大型工件和需求部分淬火的工件。9、感应加热外表淬火

操作方法：将钢件放入感应器中，使钢件表层发生感应电流，在极短的时刻内加热到淬火温度，然后喷水冷却。

意图：进步钢件外表硬度、耐磨性及疲劳强度，心部坚持耐性状况。

运用关键：1．多用于中碳钢和中堂合金布局钢制件；2．因为皮肤效应，高频感应淬火淬透层通常为1～2mm，中频淬火通常为3～5mm，高频淬火通常大于10mm。

10、渗碳

操作方法：将钢件放入渗碳介质中，加热至900～950℃并保温，使钢件便面取得必定浓度和深度的渗碳层。

意图：进步钢件外表硬度、耐磨性及疲劳强度，心部依然坚持耐性状况。

运用关键：1．用于含碳量为0．15％～0．25％的低碳钢和低合金钢制件，通常渗碳层深度为0．5～2．5mm；2．渗碳后有必要进行淬火，使外表得到马氏体，才干完成渗碳的意图。

11、氮化

操作方法：利用在500～600℃时氨气分化出来的活性氮原子，使钢件外表被氮饱满，构成氮化层。

意图：进步钢件外表的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀才能。

运用关键：多用于富含铝、铬、钼等合金元素的中碳合金布局钢，以及碳钢和铸铁，通常氮化层深度为0.025～0.8mm。

12、氮碳共渗

操作方法：向钢件外表一起渗碳和渗氮。

意图：进步钢件外表的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀才能。

运用关键：（1）多用于低碳钢、低合金布局钢以及东西钢制件，通常氮化层深0.02～3mm；（2）氮化后还要淬火和低温回火。

二、金属表面处理汇总(工艺流程+优缺点)

一、阳极氧化

主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。

工艺流程:

单色、渐变色：

抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干

双色：

①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2 →封孔→烘干

②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1 →镭雕→阳极氧化2 →封孔→烘干

技术特点:

1、提升强度

2、实现除白色外任何颜色

3、实现无镍封孔，满足欧、美等国家对无镍的要求

技术难点及改善关键点：

阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要结构件厂商在生产过程中不断探索，寻求

突破。

产品推荐：

E+G弧形手柄，采用阳极氧化材质，环保、耐用。

二、电泳

用于不锈钢、铝合金等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。

工艺流程：

前处理→电泳→烘干

优点：

1、颜色丰富；

2、无金属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等；

3、液体环境中加工，可实现复杂结构的表面处理；

4、工艺成熟、可量产。

缺点：

掩盖缺陷能力一般，压铸件做电泳对前处理要求较高。

三、微弧氧化

在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。

工艺流程：

前处理→热水洗→MAO →烘干

优点：

1、陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹；

2、基材广泛：Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其合金等；

3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。

缺点：

目前颜色受限制，只有黑色、灰色等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现；成本主要受高耗电影响，是表面处理中成本最高的其中之一。四、PVD真空镀

全称物理气相沉积，是一种工业制造上的工艺，是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。

工艺流程:

PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束，冷却出炉→后处理（抛光、AFP）

技术特点:

PVD（Physical Vapor Deposition,物理气相沉积) 可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的金属陶瓷装饰镀层五、电镀

是利用电解作用使金属的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用的一种技术。

工艺流程：

前处理→无氰碱铜→无氰白铜锡→镀铬

优点：

1、镀层光泽度高，高品质金属外观；

2、基材为SUS、Al、Zn、Mg等；成本相对PVD低。

缺点：

环境保护较差，环境污染风险较大。六、粉末喷涂

是用喷粉设备（静电喷塑机）把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异（粉末涂料的不同种类效果）的最终涂层。

工艺流程：

上件→静电除尘→喷涂→低温流平→烘烤

优点：

1、颜色丰富，高光、哑光可选；

2、成本较低，适用于建筑家具产品和散热片的外壳等；

3、利用率高，100%利用，环保；

4、遮蔽缺陷能力强；

5、可仿制木纹效果。

缺点：

目前用于电子产品比较少。七、金属拉丝

是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为：直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。

技术特点：

拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽，同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵。

产品推荐：

LAMP手柄，Zwei L处理，采用优异的研磨技术，彰显品位。八、喷砂

是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。

技术特点:

1、实现不同的反光或亚光。

2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。

3、清楚前处理时遗留的残污，提高工件的光洁度，能使工件露出均匀一致的金属本色，使工件外表更美观，好看。

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利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程)，中抛(精加工过程)和精抛(上光过程)，选用合适的抛光轮可以达到最佳抛光效果，同时提高抛光效率。

工艺流程：

技术特点：

提高工件的尺寸精度或几何形状精度，得到光滑表面或镜面光泽，同时也可消除光泽。

产品推荐：

E+G长手柄，抛光表面，简洁大方十、蚀刻

通常所指蚀刻也称光化学蚀刻，指通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜

去除，在蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。

工艺流程：

曝光法：

工程根据图形开出备料尺寸-材料准备-材料清洗-烘干→贴膜或涂布→烘干→曝光→显影→烘干-蚀刻→脱膜→OK

网印法：

开料→清洗板材(不锈钢其它金属材料)→丝网印→蚀刻→脱膜→OK

优点：

1、可进行金属表面细微加工；

2、赋予金属表面特殊的效果；

缺点：

蚀刻时采用的腐蚀液体（酸、碱等）大多对环境具有危害。