表面处理知识
表面处理工程知识
●表面處理工程●一．金屬鍍覆和化學處理及有關過程朮語﹕(GB/T 3138-1995)A.鍍覆方法﹕1.化學氣相沉積 chemical vapor deposition用熱誘導化學反應或蒸氣氣相還原于基體凝聚產生沉積層的過程。
2.物理氣相沉積 physical vapor deposition通常在高真空中用蒸發和隨后凝聚單質或化合物的方法沉積覆蓋層的過程。
3.化學鈍化 chemical passivation用含有氧化劑的溶液處理金屬制件﹐使其表面形成很薄的鈍態保護膜的過程。
4.化學氧化 chemical oxidation通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。
5.陽極氧化 anodizing金屬制件作為陽極在一定的電解液中進行電解﹐使其表面形成一層具有某種功能(如防護性﹐裝飾性或其它功能)的氧化膜的過程。
化學鍍(自催化鍍) autocalytic plating在經活化處理的基體表面上﹐鍍液中金屬離子被催化還原形成金屬鍍層的過程。
6.激光電鍍 laser electroplating在激光作用下的電鍍。
7.閃鍍 flash(flash plate)通電時間極短產生鍍層的電鍍。
8.電鍍 electroplating利用電解在制件表面形成均勻﹑致密﹑結合良好的金屬或合金沉積層的過程。
9.機械鍍 mechanical plating在細金屬粉和合適的化學試劑存在下﹐用堅硬的小圓球撞擊金屬表面﹐以使細金屬粉覆蓋該表面。
10.浸鍍 immersion plate由一種金屬從溶液中置換另一種金屬的置換反應產生的金屬沉積物﹐例如﹕Fe+Cu2+→Cu+Fe2+11.電鑄 electroforming通過電解使金屬沉積在鑄模上制造或復制金屬制品(能將鑄模和金屬沉積物分開)的過程。
12.疊加電流電鍍 superimposed current electroplating在直流電流上疊加脈沖電流或交流電流的電鍍。
表面处理知识
耐蚀钢
防锈铝
镜面材料
2．表面处理在金属防护方面的作用
防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面：
2）改善腐蚀环境和介质
避免腐蚀发生
物
干燥剂
体
产品
2．表面处理在金属防护方面的作用
防止金属腐蚀的方法主要包括三个方面：
3）应用表面涂覆层和电化学保护方法
隔离金属与腐蚀介质的直接接触 抑制腐蚀过程
非金属覆盖
电镀 热喷涂 热浸镀 耐蚀金属包复
涂料涂装（喷漆、喷粉） 塑料衬里或包复 转化膜
2．表面处理在金属防护方面的作用
金属表面保护层的要求 即金属上涂覆层的基本性能
1）结合强度－－要求结合牢固、附着力强 2）孔隙率及密度－－膜层致密、完整无孔、不透介质 3）耐蚀性－－在大气、水、等介质中良好的稳定性、
7.1 镀锌层
由于锌相对于铁基体为阳极性镀层，在有电解液存在时，锌层为 阳极，先发生腐蚀，从而钢基体受到了保护
镀层中存在微孔 钝化膜是致密的
钝化膜 镀锌层
钢基材
7、膜层结构特点及其防护机理与防护能力
7.1 镀锌层
在遭遇腐蚀介质时： 首先是钝化膜产生腐蚀变化（即变黑）； 当钝化膜被腐蚀穿底后，发生锌层的腐蚀、氧化，即出现白色粉状物。
e A
E
e
+
R
阴
+ 阳离子 阳
极 电解液
极
阴离子 -
5.2 表面转化
5.2.1 阳极氧化机理
氧化膜的生长过程包含两 个方面
膜的电化学生成过程 膜的化学溶解过程
只有膜层的生成速度恒大于溶解速度时，才 能获得较厚的氧化膜
5.2 表面转化
5.2.1 阳极氧化机理
表面处理的基本知识
阳极氧化
硫酸阳极氧化 铬酸阳极氧化 磷酸阳极氧化 草酸阳极氧化
英文 Passivating Oxidation Electrolytic colouring Manganese phosphate treatment Zinc phosphate treatment Manganese zinc phosphate treatment Zinc calcium phosphate treatment
48
a
2.6.12 粗糙
在电镀过程中，由于种种原因造成的 镀层粗糙不光滑的现象。
49
a
2.6.13 镀层钎焊性
镀层表面被熔融焊料润湿的能力。
50
a
3. GB/T 13911 金属镀覆和化学处理标准宣贯
主题内容和适用范围 表示方法 表示符号 颜色表示符号 独立加工工序名称符号
51
a
3.1 主题内容与适用范围
61
符号 P Ph O E Cl Fm Di Pt S At Cs
a
3.3.8 电镀锌和电镀镉后铬酸盐处 理表示符号
后处理名称
光亮铬酸盐 处理
漂白铬酸盐 处理
后处理名称 钝化
磷化（磷酸盐处理） 氧化 乳化 着色 热熔 扩散 涂装 封闭 防变色
铬酸盐封闭
英文 passivation phosphating(phosphate treatment)
oxidatin emulsification
colouring flash melting
diffusion painting sealing anti-tarnish chromate sealing
表面处理基础知识
暨GB/T13911标准宣贯
表面处理基本知识
外表处理根本学问V2 筒状砂带工件V1移开工作台前言用物理或化学方法来转变工件外表的状态，通过去除或添加肯定的材料对工件外表进展肯定的处理，从而获得所需要的一些外表的性能，如除油，防锈，装饰，抗氧化等等统称外表处理。
由于外表处理种类较多且受篇幅限制，仅对以下几种我司常见的外表处理作根本介绍。
第一章 拉丝拉丝是一种砂带磨削加工，通过砂带对金属外表进展磨削加工，以去除金属外表缺陷,并形成具有肯定粗糙度，纹路均匀的装饰外表。
工作原理见以下图：从上图可以看出，当工作台面带开工件移动(速度为 V1)，同时砂纸也以肯定的速度(V2)在转动，但 V1 和 V2 速度不相等，存在有肯定的速度差。
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 。
假设长度不够，则需要作拉丝治具。
治具使用标准：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需注明砂纸型号.假设没有特别说明和要求﹐一般选用 220#砂纸。
拉丝具有方向性:工程图面上必需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局部 ,否则会将该凸起局部拉平.非拉丝面允许消灭凸起 ﹐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﹐工件外表有去除材料﹐所以一般状况下拉丝工艺应当优先于其它外表处理进展﹐拉丝后再作电镀,氧化﹐烤漆等处理。
表面处理知识
• 镀层硬度：采用显微硬度计进行检测,一般有洛式硬 度,维式硬度,布氏硬度等 • 结合力:我司常用检测方法有两种。 • 弯折法:将试件弯折90度再复位,弯折处镀层无剥 落,开裂。 • 试锉法:将试件截断,用锉刀与试件截面呈45度角 来回试锉,镀层无剥落。 • 色差:对比色样采用目测检验。 • 耐高温测试:用高温测试烤箱检测,在一定温度及时 间里试件表面镀层无开裂,剥落。 • 盐雾测试:在规定的时间内,一定浓度的盐水连续喷 雾,镀层表面无腐蚀。 • 膜厚测试:采用电镀膜厚计进行检测
检测项目
• 表面外观:一般采用目测,常见的外观缺失有: A、针孔：表面针尖大小凹状小孔，和般情况下素材表面不良 （生锈等）素材为活性金属或烤漆粉不良 都易导致表面针孔。 B、堆积，桔皮：表面桔子皮状褶皱不良，烤漆粉流频差引起。 C、垂流：工件悬挂位置下端呈水滴状，烤漆粉流频过快引起。 D、粉薄，露铁：主要表现为工件的隐蔽面或内部，此类位置 受遮蔽不易上粉。 E、油渍，起泡：素材表面脏污或油污未清理干净，上粉后未 能附着于素材上，形成结团状起壳状不良。 F、水点：表面局部水点状凹陷，较平滑。 G、杂色：喷粉工具粉房未清理或烤漆粉本身有杂质，导致烤 漆后表面有均匀的点状其他颜色。 H、颗粒：烤漆粉不纯，有尘污混入或素材表面脏污，灰尘未 清理干净引起。
烤漆表面处理概述
定义： • 表面涂装是指将金属,瓷质,树脂等涂料扩散于其它物 体上,在物体表面形成有机连续膜的过程. 目的: • 增加物体的美观性. • 烤漆属于表面涂装的一个种类,我司常用的表面涂装还 有:披覆,电着等. • 用于物体的保护(防水,隔热,防电等). • 延长物体的使用寿命(抗氧化,耐腐蚀等). 烤漆的种类与方式 • 我司有两种常用的烤漆方式:粉体烤漆及液体烤漆. • 粉体烤漆是采用静电喷涂,使烤漆粉由于静电而均匀附 着在工件表面的方法.
表面处理知识
采用光谱分析、电子能谱等手段检测表面元素组成，以评估表面处 理效果。
质量控制标准与规范
国家标准
企业标准
遵循国家相关标准，如GB/T 11854-1999《铸造磨球技术条件》 等，确保表面处理质量符合行业 要求。
制定企业内部的表面处理质量控 制标准，明确各项技术指标和检 测方法，确保产品质量稳定可靠。
收集质量检测数据，进行统计分 析，找出表面处理质量问题的原 因，制定相应的改进措施。
06
表面处理发展趋势与挑战
新技术与新材料的发展趋势
1 2
纳米技术
纳米材料在表面处理中的应用逐渐增多，如纳米 涂层、纳米薄膜等，能够提高表面的耐磨、耐腐 蚀和光学性能。
激光表面处理
激光技术以其高能量密度和精确控制的特点，在 表面硬化、熔覆、合金化等方面展现出巨大潜力。
种类
常见的氧化处理有发黑、 发蓝、发黄等，可根据需 要进行选择。
喷涂
定义
喷涂是通过喷枪或喷嘴将 涂料喷涂到物体表面的过 程。
应用
喷涂广泛应用于建筑、家 具、汽车等领域的涂装和 修复，可以提高物体的美 观性和耐久性。
种类
喷涂可根据涂料的性质和 应用分为油漆喷涂、塑料 喷涂、金属喷涂等。
抛光
定义
抛光是通过磨料或抛光剂对物体 表面进行磨削和抛光，使表面光
表面处理知识
目 录
• 表面处理概述 • 表面处理技术 • 表面处理材料 • 表面处理工艺流程 • 表面处理质量控制 • 表面处理发展趋势与挑战
01
表面处理概述
定义与分类
定义
表面处理是指通过物理、化学或电化 学方法，对材料表面进行清洁、改性 或涂覆的过程，以达到所需的表面性 能和外观。
表面处理的基本知识
相互接触的不同金属，在电解液中会发生腐蚀。它的特点是金属 与周围介质作用的过程中，使金属从不带电的原子状态变成离子状态， 产生有电流的氧化还原反映。
3
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1.2 表面处理的目的
防腐蚀 装饰外观 抗磨损 电性能 工艺要求
4
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1.3 常用的表面处理方法
电镀及复合电镀 如镀锌、镀镍-二氧化硅复合镀层 化学镀 如化学镀镍 电化学处理 如阳极氧化 化学处理 如钢铁氧化、磷化
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2.3.5 磷 化
在钢铁制件表面上形成一层不溶解的磷 酸盐保护膜的处理过程。
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2.3.6 钢铁发蓝（钢铁化学氧化）
将钢铁制件在空气中加热或浸入氧化性 的溶液中，使之于表面形成通常为蓝（黑） 色的薄氧化膜的过程。
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2.3.7 光亮电镀
在适当条件下，从镀槽中直接得到具有 光泽镀层的电镀。
表面处理基础知识
暨GB/T13911标准宣贯
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1 表面处理概论
金属的腐蚀 表面处理的目的 常用的表面处理方法 常用金属材料的表面处理
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1.1 金属的腐蚀
化学腐蚀
金属与介质发生化学作用而产生的腐蚀。它的特点是金属与干燥 的气体相接触，在金属表面发生氧化还原反应（不产生电流），生成 相应的化合物。
实用文档.2 化学氧化 2.3.3 电化学氧化 2.3.4 电 镀 2.3.5 磷 化 2.3.6 钢铁发蓝（钢铁化学氧化） 2.3.7 光亮电镀
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2.3.1 化学钝化
将制件放在含有氧化剂的溶液中处理， 使表面形成一层很薄的钝态保护膜的过程。
紧固件表面处理知识汇总
紧固件表面处理知识汇总一、概述紧固件表面处理是指对紧固件进行一系列的物理、化学或者电化学处理，以改变其表面性能和外观。
通过表面处理，可以提高紧固件的耐腐蚀性、耐磨性、抗氧化性、润滑性等特性，从而增强紧固件的使用寿命和可靠性。
二、常见的紧固件表面处理方法1. 镀锌镀锌是将锌层镀在紧固件表面的一种常见表面处理方法。
锌具有很好的耐腐蚀性，可以有效地保护紧固件不受氧化、腐蚀等环境因素的影响。
镀锌可以采用热镀锌和电镀锌两种方法，其中热镀锌的耐腐蚀性更好。
2. 镀镍镀镍是将镍层镀在紧固件表面的一种常见表面处理方法。
镍具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，可以有效地提高紧固件的使用寿命。
镀镍可以采用电镀镍和化学镀镍两种方法，其中电镀镍的镀层更加均匀、致密。
3. 阳极氧化阳极氧化是将紧固件表面形成一层氧化膜的一种表面处理方法。
氧化膜具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，可以有效地保护紧固件不受外界环境的侵蚀。
阳极氧化可以采用硫酸阳极氧化、硫酸铝阳极氧化等方法，不同的方法可以获得不同颜色的氧化膜。
4. 热处理热处理是将紧固件加热至一定温度并进行保温处理的一种表面处理方法。
热处理可以改变紧固件的组织结构，提高其硬度和强度。
常见的热处理方法包括淬火、回火、正火等。
5. 涂覆涂覆是将一层涂料涂在紧固件表面的一种表面处理方法。
涂覆可以提供紧固件表面的保护，防止其受到腐蚀、氧化等伤害。
常见的涂覆材料包括有机涂料、无机涂料、热塑性粉末涂料等。
三、紧固件表面处理的应用领域紧固件表面处理广泛应用于机械创造、汽车创造、航空航天、电子电器等领域。
以下是几个典型的应用领域：1. 汽车创造紧固件在汽车创造中起着重要的作用，其表面处理可以提高紧固件在汽车中的耐腐蚀性和耐磨性，从而增加汽车的使用寿命和安全性。
2. 机械创造紧固件在机械创造中广泛使用，其表面处理可以提高紧固件的耐磨性、抗疲劳性和抗氧化性，从而增加机械设备的可靠性和寿命。
3. 航空航天航空航天领域对紧固件的要求非常严格，其表面处理可以提高紧固件的耐高温、耐腐蚀和抗疲劳性能，从而保证航空航天设备的安全和可靠。
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表面处理小知识
一.何谓表面处理?
为了保护金属不被腐蚀剥落,增强金属本身的耐磨性/耐热性及其它性质.增加金属表面之色调.光泽美等各种之操作,称为金属表面处理.
二.金属的性质:
1.一般在常温下呈固体状,不透明而具有光泽;
2.易传电与热;
3.可在常温下伸延或扩展,将其熔解浇铸于模具内可以成形,加热后会软化,可予以表面加工处
理.
三.厂内常用金属: 铜料：黄铜磷铜(红铜)
铁料：不锈钢
合金：锌合金
四.厂内常用材料硬度分类:1/4H 1/2H H EH SH等;
五.常见表面处理类型:
电镀:锌锡镍银金铬铝(塑料材料)等
电着烤漆(亮面及喷点) 阳极处理热处理
六.厂内产品现有加工方式:
挂镀拖镀(刷镀浸镀) 滚镀
七.电镀加工基本流程:
前处理----清洗----中和1----清洗----打底----清洗----中和2----镀层----清洗----热水洗----脱水----烤箱
前处理:热脱剂冷脱剂电解剂超声波
中和2:铜底:用硫酸镍底用盐酸
连续镀
放料→热脱(除脱油及脏物)→水洗→电解(加强清除外观脏物) →水洗→活化(清除表面氧化层) →水洗→Ni1 → Ni2 →Ni3………( Gold 、Au、Sn等)→水洗→烘干(100℃)→收料滚镀
放料→热脱(铁材抛光)→电解→活化→打铜底(40分钟/80-120u")→Ni(40-50
分锺)→清洗→甩干→烘干(150℃)
挂镀:
上挂→热除油(30分锺) →超声波除油(1-5秒) →水洗→电解除油(1-5秒)→
水洗→酸洗→水洗→打铜底(10秒/40-60u") →水洗→中和(5%硫酸) →镀
Ni(15分锺以上) →水洗(8道) →烘干(10-20分锺/120-170℃)
八.常见表面处理加工膜厚:
1U’=40u”(39.7u”)
电镀具体膜厚按客户及工艺要求
金: 铜底/镍底银:铜底/镍底
锡:均为铜底,以便吃锡
锌:钢铁类产品表面处理,起防锈作用.
九.检验及判定项目:
1.外观检测:
通常电镀品表面不良原因为:
a.前处理未清洗干凈,由内渗透黑色色斑;(素材油污及氧化影响因素较大)
b.电镀后处理未清洗干凈,基本呈水印状发或发黄,可擦拭;
c.电镀过程中表面处理时伤至表面,导致有破损现象;
d.电镀过程中滚镀不顺畅,或挂镀时堆积表面处理药液,导致起镍团或表面层过厚现象.
e.表面色泽差异:必需保证一种进料,所以不管何种产品需建立色板,以便统一生产或进料.
2.信赖性测试:
a.破坏性测试:目的:测试镀层附着力
电镀:用钳子进行90镀折弯,镀层是否有起皮或脱落现象;
烤漆:百格测试,用刀将产品分成1mm左右大小的四方格子,再以320胶进行粘贴,1
分钟后撕落不可有掉漆现象.
b.焊锡测试:
温度:一般锡铅合金的焊接温度为235±5℃或245±5℃,而无铅电镀要求之焊接温度为245±5℃以上(IEC规范中有提到以215℃来测试焊锡性,但只能针对锡铅焊料,其溶点为
183℃,而无铅制程所用的焊料熔点为217℃,所以不可用)
时间:3-5秒钟,但通常客户会加速进行,就必须提升其焊锡温度而减短焊锡时间.
c.表面测试:
镀金:盐雾测试: 铜材:24H以上铁材:8H以上
镀镍:盐雾测试: 铜材:24H以上铁材:8H以上
烤漆(电着):盐雾测试48H以上
镀银:硫化钾测试,产品浸入3%硫化钾内1分钟不变色
镀锡:蒸气老化试验,产品置入97℃烤箱内2H不变色
3.盐雾测试条件及注电事项
a.盐水浓度为5±1%;
b.测试样品必需保持表面清洁,手纹污染会造成严重的不良试验结果,所以样品上不得有任
何的手纹污染.
c.试样不可互相接触.
d.试验后处理:测试完毕后,需尽速以低于38℃的清水洗去粘附在产品上的盐粒,且用毛刷或
海棉去除腐蚀点以外之腐蚀生成物,并立即以干凈压缩空气干燥之.
4.库存有效期限:
条件:恒温恒湿(17℃-28℃,65%±20%),不可有手汗及水分接触产品,且储存坏境需保证空气流通.
时间: 金:1年以上
镍,银:半年以上
锡:三个月以上
烤漆(电着):2年以上.。