《材料成型基础》课件4

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材料成型基础教学课件4.5

材料成型基础教学课件4.5

镇静钢、沸腾钢
Fe-S相图
共晶照片
3 磷的影响

矿石和生铁带入,它固溶于铁中。危害是冷脆时剧烈 降低钢的韧性,尤其是低温韧性。
4 氮的影响
氮的有害作用主要是通过淬火时效和应变时效造 成的。
淬火后,长期放置或稍加热,氮以氮化铁形式析 出,使钢的强度、硬度升高,塑性韧性下降,使钢变 脆,这种现象叫做淬火时效。 含氮的低碳钢材经塑性变形后,性能也将随时间 变化,即强度、硬度升高,塑性、韧性明显下降,这 种现象称为应变时效。

5 氢的影响
6 氧及其它非金属夹杂物的影响
非金属夹杂物破坏了钢的基体的连续性,在 静载荷和动载荷的作用下,往往成为裂纹的起点, 特别是降低塑韧性。
二 钢锭的组织放出一氧化碳的程度,可 将钢锭分为镇静钢、沸腾钢和半镇静钢三类。 1 镇静钢:钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铝进行充 分脱氧,使所含氧不超过0.01%,以使钢液在凝固时 不析出一氧化碳,得到成分比较均匀、组织比较致密 的钢锭,这种钢叫做镇静钢。 镇静钢的宏观组织与纯金属铸锭基本相同,也是由表 层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区所组成。 镇静钢锭的缺陷主要是缩孔、缩松、偏析、气泡等。 2 沸腾钢:脱氧不完全的钢。含氧量在0.03—— 0.07%。
5 氢的影响
来源是锈蚀含水的炉料或水蒸气。危害很大。

一是引起氢脆,即在低于钢材强度极限的应力作用下, 经一定的时间后,在无任何预兆的情况下突然断裂。 钢的强度越高,对氢脆的敏感性往往越大。 二是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷——白点, 在钢材纵断面上呈光滑的银白色的斑点,在酸洗后的 横断面上则呈较多的发丝状裂纹,如图4.26。白点使 钢材的延伸率显著下降,主要发生在合金钢中。

材料成型PPT课件

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3、铸型填充条件
• (1)铸型导热能力 铸型材料导热系数和比容↑,对合金的激冷
作用越强,合金的充型能力↓。 • (2)铸型温度
铸型温度↑,充型能力↑。 • (3)铸型的阻力
阻力↑,则充型能力↓。 (型腔越狭窄、复杂,铸型材料发气量大)
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二、合金的收缩性
1、合金收缩的概念
• 定义:合金在浇注、凝固直至冷却到室温的过程 中
变量与深度。 柔性最好,不受复杂程度的限制。
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第一篇 金属的铸造成形工艺
第一章 铸造成形工艺理论基础
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§1.1 铸造成形工艺的特点和分类
• 定义:将液态金属浇入到具有与零件形状、尺寸 相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固后,以获得 毛坯、或零件的工艺方法,称为“铸造”。 铸件:通过铸造成形得到的毛坯、零件。
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板料成形
Sheet-Metal Forming Processes
1 应用背景
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焊接 Welding
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铸造
Casting
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非金属材料成形
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锻造 Forging
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3、发展趋势:
(1)精密的材料成形
近无余量成形。
精铸、精密压力加工、精密焊接与切割等。
• 铸件结构复杂↑ ,铸型硬度↑ ,芯骨粗大↑ ,则收
缩阻力↑ ,收缩率↓
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3、铸件中的缩孔与缩松 (1)缩孔与缩松的形成 液态收缩和凝固收缩、容积得不到补足。 ①缩孔的形成
液态金属充满铸型铸件外壳液面下降最后凝固部位

材料成型基础教学课件

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一 过冷奥氏体等温转变曲线
过冷奥氏体等温转变曲线可综合反映过冷奥氏体在不 同过冷度下的等温转变过程: 同过冷度下的等温转变过程: 转变开始和转变终了时间, 转变开始和转变终了时间, 转变产物的类型, 转变产物的类型, 转变量与时间、温度之间的关系。 转变量与时间、温度之间的关系。 称C-曲线或TTT图。 曲线 图
3 影响过冷A等温转变曲线的因素 影响过冷A
(2)合金元素的影响 ) 以外的元素, 除Co、Al以外的元素,溶入奥氏体中都增加过冷奥氏体的稳定 、 以外的元素 性,使曲线右移; 使曲线右移; 碳化物形成元素,主要有Cr、 、 、 、 等 碳化物形成元素,主要有 、Mo、W、V、Ti等,溶入奥氏体 中除在不同程度上降低珠光体和贝氏体的转变速度, 中除在不同程度上降低珠光体和贝氏体的转变速度,使曲线右移 还改变其形状; 外,还改变其形状;
亚共析钢 过冷A 过冷A连续冷却转变曲线的分析
有先共析F析出和 转变 右端降低。 有先共析 析出和B转变, Ms右端降低。 析出和 转变, 右端降低
3 连续冷却转变曲线与等温曲线的比较
前者在右下方,说明 前者在右下方, 转变温度低, 转变温度低,孕育期 长。 (1)转变产物是不同 ) 温度下等温转变组织 的混合组织。 的混合组织。 (2)共析和过共析钢 ) 中不发生B转上是 稳定区; 线以上是A稳定区 线以上是 稳定区; Ms线至 线之间的区域为 线至Mf线之间的区域为 线至 M转变区; 转变区; 转变区 开始线与终了线之间为过 转变区; 冷A转变区; 转变区 终了线右侧为转变产物区; 终了线右侧为转变产物区; A1线以下,Ms线以上,纵 线以下, 线以上 线以上, 线以下 坐标以右, 坐标以右,开始线以左为 过冷A区 过冷 区。 孕育期——开始线与纵坐 开始线与纵坐 孕育期 标之间的水平距离。 标之间的水平距离。

第一篇材料成型基础课件

第一篇材料成型基础课件

碳素结构钢
• 出厂时保证机械性能。• 用途:各种型材——
• 如:Q235—A·F
热轧钢板、钢带、型
• Q — 屈服点
钢、棒钢等,用于制
• 235 — 屈 服 点 数 值 (单位:MPa)
造受力不大或不重要 的零件。
• A — 质量等级,A
级(A、B、C、D)
• F — 沸腾钢,(Z
为镇静钢,可省略)
0.80-0.90 0.90-1.00
Punches, rivet sets, large taps, threading dies, drop-forging dies, shear blades, table knives, saws, hammers, cold chisels, woodworking chisels, rock drills, axes, springs. Taps, small punches, threading dies, needles, knives, spring, machinists’hammers, screwdrivers, drills, milling cutlers, axes, reamers, rock drills, chisels, lathe centers, hacksaw blades.
1.00-1.10 1.10-1.20
Axes, chisels, small taps, hand reamers, lathe centers, mandrels, threading dies, milling cutters, springs, turning and planning tools, knives, drills. Milling cutters, reamers, woodworking tools, saws, knives,ball bearings, cold cutting dies, threading dies, taps, twist drills, pipe cutters, lathe centers, hatchets, turning and planning tools.

材料成型基础教学课件.ppt

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第十七页,编辑于星期二:三点 二十一分。
第一页,编辑于星期二:三点 二十一分。
第二页,编辑于星期二:三点 二十一分。
第三页,编辑于星期二:三点 二十一分。
第四页,编辑于星期二:三点 二十一分。
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第八页,编辑于星期二,编辑于星期二:三点 二十一分。
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第十三页,编辑于星期二:三点 二十一分。
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第十六页,编辑于星期二:三点 二十一分。

材料成型概论第四章挤压成型ppt课件

材料成型概论第四章挤压成型ppt课件
图4-2 工业上常用的挤压方法
(a)正挤压;(b)反挤压;(c)侧向挤压;(d)玻璃润滑挤压; (e)静液挤压;(f)连续挤压
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
4.1.2 挤压成型的基本方法
4.2.2 挤压变形区及应力应变状态
2.变形区内的应力应变状态 ❖ 应力状态:三向压应力,即轴向压应力σl,径向压应
力σr及周向压应力σθ(轴对称σr=σθ) ❖ 应变状态:两向压缩、一向延伸,即轴向延伸变形
εl,径向压缩变形εr及周向压缩变形εθ (轴对称εr=εθ)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
缺点 7.金属损失大,成材率低,且工具消耗大,生产成本高; 8.金属与工模具间摩擦系数大,金属在变形区内流动
不均匀,产品组织性能沿长度和断面上不均匀; 9.与轧制成型相比生产率低。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
4.2.1 挤压成型过程
❖ 基本挤压阶段 开始挤压阶段完成后,锭坯在挤压轴的压力作用下, 由模孔流出形成制品,直至筒内锭坯长度接近变形 区压缩锥高度,这一阶段为基本挤压阶段,又称平 流挤压阶段。 挤压过程中,锭坯任一横截面上的金属质点皆以相 同速度或一定的速度差流入变形区压缩锥。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用

第四章 铸造成形


《材料成型学》 第四章 铸造成形
影响合金充型能力的主要因素: ①合金的流动性(取决于合金种类、合金成分) 衡量合金流动性最
常用的试样是螺旋形流
动性试样,如右图所示。 在常用铸造合金中,灰 铸铁、硅黄铜的流动性 最好,铸钢的流动性最
差。
《材料成型学》 第四章 铸造成形
由图可见,亚
共晶铸铁随含碳量
增加,结晶温度区
液态收缩与凝固收缩主要表现为体积的缩减,产生缩 孔、缩松 固态收缩导致尺寸减小,产生内应力和出现裂纹。
《材料成型学》 第四章 铸造成形
(6)影响收缩的因素
化学成分: 不同的化学成分的合金,其收缩率 不同。(铸钢最大,灰口铸铁最小。) 浇注温度: 合金的浇注温度越高,过热度越大, 液态收缩也越大,总收缩量增加。 铸件结构与铸型铸件:在铸型中冷凝时,不是 自由收缩, 会受到铸件各部位因冷速不同,相 互制约而产生的阻力及铸型和型芯对收缩产生 的机械阻力的影响。
冷裂——较低温下形成的裂纹,铸件形状复杂,易形成冷裂




《材料成型学》 第四章 铸造成形
热裂的形状特征:裂纹短,缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧化色。 防止措施:①提高铸型和型芯的退让性,减少机械应力 ; ②浇冒口的设计要合理;③铸钢件和铸铁件,应严格控制硫的 含量;④选择凝固温度小,热裂倾向小的合金。 冷裂的特征:裂纹细小,呈连续直线状,缝内有金属光泽或氧化 色。 预防措施:①减少铸件内应力;②降低合金的脆性;③控制铸钢 中磷的含量。
第四章 铸造成形
《材料成型学》 第四章 铸造成形
定义:将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸 相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获得毛 坯或零件的一种成形工艺。

《材料成型基础》课件


塑性成型
塑性成型是指通过材料的塑性变形来改变其形状的成型方法。 常见的塑性成型工艺包括挤压、拉伸、压力成型等。
金属成型
金属成型是将金属材料通过力的作用进行塑性、剪切等。
粉末冶金成型
粉末冶金成型是一种通过将金属粉末压制成形再进行烧结的成型方法。 常见的粉末冶金成型方法包括热压成型、冷压成型等。
《材料成型基础》PPT课 件
材料成型基础课程的目标是通过了解成型过程的基本概念,掌握几种常见的 成型方法,以及理解成型工艺对材料特性的影响。
成型过程概述
成型是指将材料通过力、热或其他外界条件,从一个形状变成另一个形状的 工艺过程。
成型工艺有许多不同的分类方法,包括塑性成型、金属成型、粉末冶金成型 和复合材料成型。
复合材料成型
复合材料成型是指在成型过程中使用不同类型的材料组合而成的成型方法。 常见的复合材料成型方法包括层合、注塑等。
成型工艺对材料特性的影响
材料成型前后会出现性质差异,成型工艺参数也会对材料性能产生影响。 此外,成型过程中可能存在的缺陷也会对材料性能造成影响。
小结
通过本课程的学习,我们了解了成型过程的基本概念,掌握了几种常见的成 型方法。 希望大家在学习过程中收获满满,对材料成型有更深入的理解。 在未来的课程中,我们将继续探讨更多关于材料成型的知识。

材料成型工艺基础材料成形方法选择教学课件PPT

对于不同零件的使用要求,必须考虑零件 材料的工艺特性(如铸造性能、锻造性能、焊 接性能等)来确定毛坯的成形方法。
选择成形方法,要兼顾后续机加工的可加工性。
例如: • 切削加工余量较大的毛坯不能采用普通压力铸造 成形,否则将暴露铸件表皮下的孔洞; • 需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体 球墨铸铁和簿壁灰铸铁,否则难以切削加工; • 一些结构复杂,难以采用单种成形方法成形的毛 坯,注意各种成形方案结合的可能性,同时要考虑 这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
5.钻套、导向套、滑动轴承、 液压缸、螺母等
该套类零件工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。
通常采用钢、铸铁、非铁合金材料的圆棒材、 铸件或锻件制造,有的可直接采用无缝管下料。尺 寸较小、大批量生产时,还可采用冷挤压和粉末冶 金等方法制坯。
三、机架、箱座类零件
机架、箱座类零件包括各种机械的机身、底 座、支架、横梁、工作台,以及齿轮箱、轴承座、 缸体、阀体、泵体、导轨等。
可较复杂
冲压
各种 可较复杂
粉末 冶金
粉末间原子 扩散、再结 晶,有时重结 晶
粉末流动性 较好,压缩性 中小件 较大
可较复杂
较高 较低 较高 较高

低~高
低 较高或 高
较高或 高
较高
型腔较复杂尤其是内 腔复杂的制件,如箱 体、壳体、床身、支座 等
传动轴、齿轮坯、炮 筒等
受力较大或较复杂, 且形状较复杂的制件, 如齿轮、阀体、叉杆、 曲轴等
二、盘套类零件
盘套类零件 中,除套类零件 轴向尺寸有部分 大于径向尺寸外, 其余零件轴向尺 寸一般小于径向 尺寸、或两个方 向尺寸相差不大。
盘套类零件在机械中的使用要求 和工作条件有很大差异,因此所用 材料和毛坯各不相同。

《材料成形技术基础》PPT课件

利用泡沫塑料模样进行铸造,由于浇注 时高温金属液进入后,模样迅速气化、燃 烧而消失,模样位置由金属液逐步充填, 冷却凝固形成铸件。这种铸型呈实体,不 存有空腔,故称又实型铸造。
B、特点
无分型面、工序简单、形状复杂、适应 各种材料、成本低。
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铸造方法 比较项目
砂型铸造
熔模铸造
金属型铸 造
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三、收缩性
1、收缩三阶段 液态-凝固-固态
液面下降 收缩 2、影响因素
A、合金种类(灰铸铁-铝合金-铜合金-铸钢) B、温度:温差 C、形状:冷却速度、铸型阻碍
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四、缩孔的形成与防止
1、形成铸件壁断面上,在内切圆直径最大处或等温线未 必然穿过性的-区-域将壳最、后凝体固积,该减区少域称、为补“热充节”
材料成形技术基础
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一、金属材料成形的分类(热)
1、液态成形
(铸造)-熔融状态(高温)的金属进
入特定材料预先形成的空(型)腔,冷却 后取出。
2、固态成形
(锻造)-固态金属在一定温度下,借 助外力产生所需(形状)的塑性变形。
冷冲压。
3、连接成形
(焊接)-两部分固态金属局部融化
(局部高温)后融合成一部分 。
滑移:在剪应力的作用下,晶格发生位 错。
多晶体位错滑移
晶界处位错堆积,碎晶、亚晶产生,
晶格畸变
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2、塑性变形对金属组织的影响 A、冷变形强化
由于畸变严重,硬度、强度加大,塑 性明显下降,使得塑变抗力加大,进一步 变形困难
B、残余应力 变形不一致引起。
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基体材料可以是金属或非金属,覆盖层材料 主要是金属和合金,最常用的是镍和铜,另外 还有金、银、钴等金属。其中化学镀镍的镀覆 层一般作为工程或功能镀层,已形成了较完善 的工艺,是目前国内发展速度最快的一种化学 镀表面强化技术。
化学镀镍的主要特点是:
(1)镀镍层的厚度均匀,基体材料化学镀镍 时,无论基体材料表面形状是简单的,还是形 状复杂的,只要通过镀液就能获得厚度均匀的 镀覆层。并且,还可以人为地、精确地控制镀 覆层的层厚。基体材料通过表面镀镍后,材料 表面可以不再进行机械加工即可使用。
电镀时应根据需要合理选择镀液成分、阴极电 流密度、镀液温度和搅拌程度等。在镀液中加入络 盐,可以获得光滑致密的镀层。添加光亮剂可以提 高镀层的光泽性。基体材料电镀后需用热水洗净并 干燥,必要时还需要进行研磨和机械抛光处理。基 体材料电镀后再进行水洗、干燥、最后涂覆防锈漆 防止腐蚀。为了消除氢脆的现象,镀后还需在 150~200℃环境下进行烘烤。
为了提高模具和铸件的表面性能,
化学镀镍工艺被广泛应用在模具、机 械加工业中。模具和铸件通过化学镀 镍后,不仅可以改善其润滑性和耐磨 性,还有利于脱模。尤其是石油、化 工设备、机械制造等方面,都是通过 化学镀镍工艺来提高并解决化工设备、 化工容器、油气管道的耐腐蚀性,耐 磨性和润滑性。
4.2 电镀
4.2.1 实现电镀的条件
实现电镀需要三个必要条件,即电镀液、电 极和直流电源。
电镀是在含镀层金属的电解质溶液中进行, 以被镀基体材料为阴极,镀层材料或其他不溶性 材料为阳极,在两极间通以直流电后,被镀金属 不断沉积在基体材料表面上。在电镀过程中,电 极和电镀液之间的界面上发生电化学反应,阳极 释放电子,发生氧化反应,阴极吸收电子,发生 还原反应。为使所有要求的反应沿相同的方向进 行,必须使用直流电。
(2)化学镀镍的镀覆层与材料的表面附着 力好,化学镀镍开始时,置换反应发生在基体 材料表面上具有催化作用,被催化的基体材料 表面在镀液中具有去除亚微观污物的能力,使 所形成的金属沉积层与材料表面紧密结合。
(3)化学镀镍后的热处理,具有使镀覆层 与基体材料表面间的互相扩散和除氢的作用。 同时,经过热处理后镀覆层能产生时效硬化, 其硬度值可达1100HV,有效地提高了基体材料 表面镀覆层的强度和硬度,尤其是耐磨性。基 体材料表面镀覆层在使用过程中,经过初期的 磨损与镀硬铬层比较,其耐磨性比镀硬铬层好。 即化学镀镍的镀覆层被广泛作为机械零件的耐 磨层使用。
电镀金属的主要性能,取决于沉积金属的特 性。如电镀纯铁层的硬度比纯铁硬度高,可达 600HV。电镀层具有特殊的结构、组织和性能, 可以提高材料的耐蚀性、装饰性、耐磨性、减磨 性,以及满足电、热、磁、光等方面的性能要求。
4.2.2 电镀工艺及应用
常用电镀层金属有铬、镍、铜、锌、铅、银、 金等。为了得到与基体材料牢固结合的镀层,在电 镀前和电镀工艺过程中,要求对基体材料表面进行 预处理,预处理质量对电镀层的组织和性能起着至 关重要的作用。
4.1 化学镀镍
化学镀是经过化学反应使溶液中的金属离子 还原沉积于基体材料表面的方法。化学镀无需电 源,又称为无电解镀、无电镀或自催化镀。化学 镀是一个可控制的自催化还原过程,还原过程只 能在基体材料表面上进行,而不能在液体的本体 内进行。在无外电流通过的情况下,利用还原剂 将电解质溶液中的金属离子,化学还原沉积在基 体材料表面。基体材料表面沉积的物质是使化学 反应继续进行的催化剂,以利金属离子与基体材 料表面的还原沉积能牢固地结合形成具有一定层 厚的镀覆层。
(4)化学镀镍பைடு நூலகம்的镀覆层钎焊性和耐腐蚀
性较好,如轻金属制成的电子元件经过化学镀 镍后,能提高钎焊的性能。另外,化学镀镍的 镀覆层耐腐蚀性优于纯镍,镀覆层还可以使基 体材料的表面与周围环境隔离,起到一种屏障 保护作用。
然而,金属工件在化学镀镍时,工件的表 面与镀覆层的结合力完全取决于镀镍前的预处 理质量。为此,在镀镍前必须进行认真地进行 预处理,若预处理不当镀覆层的强度会受到严 重的影响,甚至会产生位移与裂纹。
近代电镀新技术中,可在金属、塑料、陶瓷等 材料表面镀制30多种金属及合金镀层。现已发 展装饰用的有:多色调合金电镀、耐强腐蚀的 锌合金电镀、稀土低浓度镀铬、功能膜的电镀 等。电镀也可作为磨损件的修复手段,如:用 电镀方法来修复并改变磨损件的形状和尺寸。
电镀时金属在水溶液中的电沉积过程,是 金属离子在溶液中的扩散、表面吸附、表面电 化学反应结晶的过程。沉积的金属与基体材料 的表面结合牢固,沉积物结构致密,厚薄均匀, 光亮度高。
第4章 钢铁材料的表面处理
金属制品的使用性能,主要取决于其表面的 特性和状态。在使用过程中,金属制品常会出现 疲劳断裂、磨损、腐蚀、氧化、烧损以及辐射损 伤等现象。这些损伤一般都是从制品表面开始的。 为了提高金属材料表面的性能,抵御工作环境对 材料表面的损坏,就必须采用表面处理技术。
金属材料的表面处理技术是利用物理的、化 学的、物理化学的以及机械等工艺方法,使金属 材料表面获得所要求的化学成分、组织和性能, 以提高机械产品耐腐蚀性为主的技术。
电镀是一种电沉积过程。电沉积是通过电解 在固体表面上获得沉积层的方法,目的在于改 变材料表面的性能,制取特定性质的材料。电 沉积技术包括电冶金、电镀和电铸等。
电镀是在基体材料表面通过电化学反应,使 金属附着于基体材料表面上的过程,其目的是 改变基体材料表面特性和尺寸。电镀是一个古 老的表面强化工艺,由于电镀后基体材料的表 面具有优异的装饰性和抗腐蚀性、耐磨性等性 能,在工业中获得极为广泛的应用。
表面处理技术可分为原子沉积、颗粒沉积、 整体覆盖、表面改性。
原子沉积是沉积物以原子、离子、分子和粒 子集团等原子尺度的粒子形态,在材料表面上形 成覆盖层,如物理气相沉积、化学气相沉积、化 学镀、电镀等;颗粒沉积是沉积物以宏观尺度的 颗粒形态在材料表面形成覆盖层,如热喷涂、陶 瓷和搪瓷涂敷等;整体覆盖是将涂敷材料于同一 时间施加于材料表面,如热浸镀、涂刷等;表面 改性是用各种物理的、化学的方法,使表面组织、 结构发生变化,从而改变其表面的性能,如激光 表面处理、电子束表面处理、离子注入等。
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