03金属讲义表面精饰
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电化学-金属的表面精饰
金属电沉积与表面精饰
主要内容
一、金属电沉积和电镀 二、金属的钝化 三、eposition)过程：简单金属离子 或络离子通过电化学方式在固体（导体或半导体）表面 上被还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属 层的过程。 电镀(electroplating)：金属电沉积过程的一种，它 是为了改善材料外观，或提高耐蚀性、抗磨性、增强硬 度以及提供特殊的光、电、磁、热等表面性质而进行的 金属电沉积过程。 电镀不同于一般电沉积过程在于：镀层除应具有所需 的机械、物理和化学性能外，还必须很好地附着于物体 表面，且镀层均匀致密，孔隙率少等。 镀层性质取决于其结构，而结构又受电沉积条件影响。
（4）吸附于电极表面的水化原子失去剩余水化层， 成为金属原子进入晶格。过程可表示为： M· （m - n）H2O（ad）- (m - n)H2O M晶格
对于高价金属离子的阴极还原，动力学表达较为复 杂。但一价金属离子的电沉积过程控制步骤一般为电 子转移步骤：
C= (-2.3RT/ nF )lgiº + (2.3RT/ nF)lgIc
对于络离子阴极还原的认识： ⑴ 、加入络离子后，其电极反应并非简单离子的 直接放电； 例如：在1mol/LHClO4中，Ag/Ag+（3*10-2mol/L）体系 平=0.71V,io=1.7A/cm2, =0.26
加入1mol/LNaCN后,简单离子的平衡浓度:3*10-23mol/L,
新平=-0.529V, 计算出的交换电流io=8 *10-16 A/cm2 实际测得的交换电流io=2.8 *10-3 A/cm2 简单离子的作用可忽略!
(3)、有的络合体系，其放电物种的配体与主要络合配体不同。
(4)、金属离子从络离子体系中析出较简单水溶液体系更困难， 涉及更大的电化学极化。尽管pK不稳的数值与超电势无直接联系，
主要内容
一、金属电沉积和电镀 二、金属的钝化 三、eposition)过程：简单金属离子 或络离子通过电化学方式在固体（导体或半导体）表面 上被还原为金属原子附着于电极表面，从而获得一金属 层的过程。 电镀(electroplating)：金属电沉积过程的一种，它 是为了改善材料外观，或提高耐蚀性、抗磨性、增强硬 度以及提供特殊的光、电、磁、热等表面性质而进行的 金属电沉积过程。 电镀不同于一般电沉积过程在于：镀层除应具有所需 的机械、物理和化学性能外，还必须很好地附着于物体 表面，且镀层均匀致密，孔隙率少等。 镀层性质取决于其结构，而结构又受电沉积条件影响。
（4）吸附于电极表面的水化原子失去剩余水化层， 成为金属原子进入晶格。过程可表示为： M· （m - n）H2O（ad）- (m - n)H2O M晶格
对于高价金属离子的阴极还原，动力学表达较为复 杂。但一价金属离子的电沉积过程控制步骤一般为电 子转移步骤：
C= (-2.3RT/ nF )lgiº + (2.3RT/ nF)lgIc
对于络离子阴极还原的认识： ⑴ 、加入络离子后，其电极反应并非简单离子的 直接放电； 例如：在1mol/LHClO4中，Ag/Ag+（3*10-2mol/L）体系 平=0.71V,io=1.7A/cm2, =0.26
加入1mol/LNaCN后,简单离子的平衡浓度:3*10-23mol/L,
新平=-0.529V, 计算出的交换电流io=8 *10-16 A/cm2 实际测得的交换电流io=2.8 *10-3 A/cm2 简单离子的作用可忽略!
(3)、有的络合体系，其放电物种的配体与主要络合配体不同。
(4)、金属离子从络离子体系中析出较简单水溶液体系更困难， 涉及更大的电化学极化。尽管pK不稳的数值与超电势无直接联系，
{培训管理套表}金属表面处理工艺培训讲义
1、喷丸
喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，使零件表 层和次表层发生一定的塑性变形,形成硬化层并引进残余压应力， 从而实现强化的一种技术。
应用：形状较复杂的零件，广泛应用于弹簧、齿轮、链条、轴、 叶片、火车轮等零部件，可显著的提高抗弯曲疲劳、抗击腐蚀疲 劳、抗应力腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐点蚀能力。
机床导 轨
表面淬火齿轮
③表面淬火后的回火 采用低温回火，温度不 高于200℃。 回火目的为降低内应力， 保留淬火高硬度、耐磨性。 ④表面淬火+低温回火后 的组织 表层组织为M回；心部组 织为S回(调质)或F+S(正火)。
回火索氏体 索氏体
⑤表面淬火常用加热方 法
⑴ 感应加热表面处理: 利用交变电流在工件表 面感应巨大涡流，使工 件表面迅速加热的方法 。
化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。 根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化
、碳氮共渗、渗其他元素等。
可控气氛渗碳 炉
渗碳回火炉
常用的化学热处理： 渗碳、渗氮（俗称氮化）、碳氮共渗（俗称 氰化和软氮化）等。
化学热处理过程包括分解、吸收、扩散三个 基本过程。
①化学热处理的基本过程
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:53:4920:53:4920:53Wednesday, August 19, 2020
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13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.8.1920.8.1920:53:4920:53:49August 19, 2020
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14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年8月19日星期三下午8时53分49秒20:53:4920.8.19
{培训管理套表}金属表面处理工艺培训讲义
《金属表面精饰》课件
金属表面精饰可以改变金属表面的外 观和性能，使其更加美观、耐用，提 高金属制品的使用寿命和安全性。
金属表面精饰的重要性
提高金属制品的外观质量
提高金属制品的耐磨性
通过金属表面精饰，可以去除表面缺 陷，提高表面的光洁度和光泽度，使 金属制品更加美观。
通过金属表面精饰，可以在金属表面 形成硬质层，提高金属制品的耐磨性 和抗划痕能力。
其他领域
如航空航天、船舶、铁路等领域的金属表面 精饰需求。
02
金属表面精饰技术
抛光技术
机械抛光
利用抛光轮、抛光蜡等工具，通 过摩擦力去除金属表面的划痕和
不平整部分，使表面光滑。
化学抛光
利用化学试剂与金属表面发生反应 ，通过腐蚀作用使表面平滑，常用 于不锈钢和铝合金的抛光。
电化学抛光
利用电流的作用，在金属表面形成 一层薄而致密的氧化膜，通过去除 氧化膜实现抛光，具有较高的光泽 度。
抗氧化性能检测
通过高温氧化试验等方法检测金属表面在高温环境下的抗氧化性能，评估表面在高温下的稳定性。
06
金属表面精饰发展趋势与挑战
新技术发展
激光表面处理技术
利用激光的高能量密度，实现金属表面的快速熔融、凝固和合金化 ，提高表面硬度和耐腐蚀性。
等离子喷涂技术
通过等离子体的高温高速射流，将金属或非金属粉末喷涂到金属表 面，形成致密、均匀的涂层，提高耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
电镀技术
01
02
03
镀锌
在钢铁表面电镀一层锌， 以提高耐腐蚀性，常用于 汽车、建筑等行业的金属 构件。
镀铬
在金属表面电镀一层铬， 以提高光泽度和耐磨性， 常见于汽车、家电等行业 的装饰件。
镀金
在金属表面电镀一层金， 以提高导电性和美观度， 常用于电子、通讯等行业 的连接器和端子。
金属表面精饰的重要性
提高金属制品的外观质量
提高金属制品的耐磨性
通过金属表面精饰，可以去除表面缺 陷，提高表面的光洁度和光泽度，使 金属制品更加美观。
通过金属表面精饰，可以在金属表面 形成硬质层，提高金属制品的耐磨性 和抗划痕能力。
其他领域
如航空航天、船舶、铁路等领域的金属表面 精饰需求。
02
金属表面精饰技术
抛光技术
机械抛光
利用抛光轮、抛光蜡等工具，通 过摩擦力去除金属表面的划痕和
不平整部分，使表面光滑。
化学抛光
利用化学试剂与金属表面发生反应 ，通过腐蚀作用使表面平滑，常用 于不锈钢和铝合金的抛光。
电化学抛光
利用电流的作用，在金属表面形成 一层薄而致密的氧化膜，通过去除 氧化膜实现抛光，具有较高的光泽 度。
抗氧化性能检测
通过高温氧化试验等方法检测金属表面在高温环境下的抗氧化性能，评估表面在高温下的稳定性。
06
金属表面精饰发展趋势与挑战
新技术发展
激光表面处理技术
利用激光的高能量密度，实现金属表面的快速熔融、凝固和合金化 ，提高表面硬度和耐腐蚀性。
等离子喷涂技术
通过等离子体的高温高速射流，将金属或非金属粉末喷涂到金属表 面，形成致密、均匀的涂层，提高耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
电镀技术
01
02
03
镀锌
在钢铁表面电镀一层锌， 以提高耐腐蚀性，常用于 汽车、建筑等行业的金属 构件。
镀铬
在金属表面电镀一层铬， 以提高光泽度和耐磨性， 常见于汽车、家电等行业 的装饰件。
镀金
在金属表面电镀一层金， 以提高导电性和美观度， 常用于电子、通讯等行业 的连接器和端子。
金属材料讲义
Chapter6 Metallic Materials
39
6.2.3 提高超耐热合金性能的途径
改变合金的组织结构 采用特种工艺技术
Chapter6 Metallic Materials
40
合金结构
在钢中加入对氧的亲和力比铁强的Cr、Si、Al 等，可以优先形成稳定、致密的Cr2O3、Al2O3或 SiO2等氧化物保护膜，成为提高耐热钢高温抗腐蚀 的主要措施。
结合第二章内容
T12号钢退火金相形态
Chapter6 Metallic Materials
17
金属材料的结构包括： 微观晶体结构、亚微观金相组织机构
• 金相组织：反映晶粒的形状、大小、数 量和分布等情况
• 组织决定了材料的性能：晶粒越细，金 属材料在室温下的强度、硬度就越高， 塑性韧性也好。
6.1.2 合金基本结构与性能
30
• 铁素体（Ferrite，符号F表示） – 碳溶解于α-Fe的体心立方晶格中形成的间隙 固溶体 – 碳原子含量很少(仅0.02%) – 强度和硬度低，塑性和韧性好。
稳定的 晶型
Chapter6 Metallic Materials
31
• 渗碳体（cementite，符号C表示）
– 碳与铁形成的一种化合物Fe3C，一般含碳6.67％ – 复杂的正交晶格
50
Chapter6 Metallic Materials
51
最早发现的超塑性合金是锌与22%铝的合金
超塑性是高温蠕变的一种，因而发生超塑性 需要一定的温度调节，称超塑性温度。金属 不会自动具有超塑性，必须在一定的温度 条件下进行预处理。
产生超塑性的条件
41
奥氏体和马氏体
金属材料的表面处理学习培训资料-精
感应淬火
１.感应淬火原理 ２.常用感应淬火方法及应用 ３.感应淬火的特点
１.感应淬火原理
•感应淬火是利用感应电流通过零件所产生的热效应，使零件表面很 快加热到淬火温度，然后迅速冷却的热处理方法。感应淬火是目前 应用最广泛的一种表面淬火。 •当一定频率的电流通过空心铜管制成的感应器时，在感应器的内部 及周围便产生一个交变磁场，于是，在工件内部产生了同频率的感 应电流。电流在工件内的分布是不均匀的，表面电流密度大，心部 电流密度小，通过感应器的电流频率越高，电流就越集中于工件的 表面，这种现象称为集肤效应。依靠感应电流的热效应，可将工件 表层迅速加热到淬火温度，而此时心部温度还很低，淬火介质通过 感应器内侧的小孔及时喷射到工件上，形成淬硬层。 •感应电流频率越高，电流透入深度越小，工件加热层越薄，淬硬层 越浅。因此，感应加热进入工件表层的深度主要取决于电流频率。
20CrMnMo 用于大型拖拉机、推土机上的主动齿轮、活塞销等
渗碳技术
固体渗碳箱 1—渗碳剂 2—工件 3—箱体4～6mm
铁板 4—泥封 5—试棒ϕ10mm 6—盖：铁板厚6～8mm
(２)气体渗碳 气体渗碳是指零件在气体渗碳剂中进行渗碳的工艺。
井式气体渗碳炉 1—风扇电动机 2—废气火焰 3—炉盖 4—砂封 5—电阻丝
(１)对被淬火表面预先进行认真清理和检查，淬火部位不允许有脱 碳层、氧化皮、气孔、砂眼和裂纹等缺陷。 (２)根据零件淬火部位及技术要求选择合适的喷嘴。 (３)在淬火前零件一般应进行预备热处理，如正火或调质处理，以 保证零件心部的强度和韧性。 (４)合理调整氧、乙炔混合气。 (５)火焰淬火温度比普通淬火温度要高，一般取880～950℃。 (６)合理选择淬火介质。 (７)工作结束后，先关断氧气，再关断乙炔，等熄灭后再开少量氧 气吹出烧嘴中剩余气体，最后再关掉氧气。 (８)工件淬火后必须立即回火，以消除应力，防止开裂。
铝表面机械法精饰
铝表面机械法精饰用机械的方法对铝材表面进行精饰，实际上就是以物理的方法使铝材所具有的某些物理特性得以充分表现，以达到精饰外表的目的。
通常这种工艺手段是用于对铝材的粗处理，以便为获得精细的修饰创造条件。
但是，一些特定的操作工艺，不仅可以独立运用,甚至具有其他加工手段所无法获得的装饰效果。
ﻫ一、抛光机械抛光的目的，是为了清除铝才表面的粗糙部分或去除原有的划痕。
它一方面是借助于磨料的切削作用,磨去了金属表面微观的凸起部分；另一方面在磨削的作用力下产生金属的滑移（引起铝材表面结构的变化,使表面形成一层很薄的非晶体)，从而降低铝材表面的粗糙程度。
ﻫ随着纤维状研磨新材料的发展，在国内已开始运用“纱筋轮”和“孕砂毡轮”等新型的抛磨制品代替传统的布抛轮。
纤维状研磨材料及其制品,是在无纺纤维(如涤纶、晴纶）上孕蓄和黏结上一定粒度和一定硬度的磨料,制成柔软与坚硬程度各异的抛磨工具。
它具有噪音小、污染少、效率高的特点，不仅改善了操作条件，同时也改善了被加工材料的表面状态。
抛光是铝材精饰的基本工序。
一般它应用在对基本材料的前极处理,为铝材造就平整、光亮的表面。
为了达到某种目的，有时也得穿插在工序间进行。
抛光设备,长期以来都未见有大的改进。
通常的抛光机是将铝板平放在垫板上,靠向磨轮抛磨，一不小心铝板端部就会被抛光轮掀起，甚至产生伤害;对大尺寸的铝板需掉头抛，中间往往出现接头痕迹。
图5-1为改进的台式抛光机。
ﻫ图5-1为改进的台式抛光机(详见《中国标识》０5年3期)ﻫ其工作台共为三层结构：上层为放置铝板的平台，两侧装有滚轮,能做前后运动；中层为过度框架,可做左右滚动,促使工作平台能做横向、竖向任意移动;底层为一端可翘起的平台。
由脚踏控制底层台板,使整个工作台呈一定角度与抛轮接触,手执工作平台把手,控制工作台的进给量。
此设备较好地改善了铝板的抛光作业。
二、刷光与缎面1. 刷光ﻫ刷光能造就铝板柔和的哑光型色调,适用于不需要十分光亮的铭牌底层。
金属表面处理工艺培训课件
⑶ 真空渗碳法 将工件放入真空渗碳炉中，抽真
空后通入渗碳气体加热渗碳。
优点: 表面质量好, 渗碳速度快。
真空渗碳炉
④渗碳温度：为900-950℃。 渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：
一般为0.5-2mm。
渗碳层表面含碳量： 以0.85-1. 05为最好。
渗碳缓冷后组织： 表层为P+网状 Fe3CⅡ; 心部为 F+P; 中间为过渡 区。
⑵活性元素的吸收: 活性原子向 固溶体溶解或与钢中某些元素形 成化合物。
⑶Hale Waihona Puke 性元素内部扩散。氮化扩散层
经渗碳的机车从动齿轮
②钢的渗碳
是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
⑴渗碳目的
提高工件表面硬度、耐 磨性及疲劳强度，同时 保持心部良好的韧性。
⑵渗碳用钢 为含0.1-0.25%C的低
碳钢。碳高则心部韧性 降低。
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11. 520.11. 509:43 09:43:1 709:43:17Nov- 20
相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2020 年11月5 日星期 四9时4 3分17 秒Thurs day , November 05, 2020
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 11.5202 0年11 月5日星 期四9 时43分1 7秒20. 11.5
安全放在第一位，防微杜渐。20.11.52 0.11.50 9:43:17 09:43:1 7November 5, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年11 月5日上 午9时4 3分20. 11.520. 11.5
精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。202 0年11 月5日星 期四上 午9时4 3分17 秒09:43:1720.1 1.5
8.1金属材料课件---九年级化学人教版下册2
➢ 铝合金
密度小、强度大、抗腐蚀
硬铝：Cu 40%、Mg 0.5 %、Mn0.5 %、Si 7%
合金的性质与用途
➢铜合金
知识点五
青铜
含Cu 、Sn 、Pb 硬而脆，强度大
黄铜
含Cu、Zn 耐腐蚀、耐磨、硬度较小
白铜
含Ni、Zn 、Mn 特耐腐蚀
合金的性质与用途
2．合金的优良性能 实验1
知识点五
合金的性质与用途
合金的性质与用途
知识点五
1.常见的合金
硬度大，抗压，性脆，可以铸造成 型，是制造机座、管道的重要材料
生铁：含碳量为2%～4.3% ➢ 铁合金 钢：含碳量为0.03%～2%
良好的延展性，机械性 能好，用于制造机械和
交通工具
钢 碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢：如：不锈钢（合金元素为铬Cr和镍Ni)
知识点四
制造飞机的材料中大量 使用铝合金而不用纯铝
不锈钢锅也是大量使用 合金而不用纯金属制造
对合金的认识与判断
知识点四
飞机和日常生活中使用的金属制品为什么要使用 合金而不用纯金属呢？什么是合金？
日常生活中使用的金属制品大多数是合金。
合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形 成的有金属特性的物质。
【例7】铁和钛是生产和生活中的重要金属，下列说法
不正确的是( B )
A．钛合金可用于制造船舶 B．纯铁可用于制造医疗器械 C．锰钢可用于制造铁轨 D．钛合金可用于制造人造骨
及时演练
钛和钛合金的Leabharlann 越性能钛合金是21世纪重要的金属材料，具有优良的性能，如熔点
高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强，且钛
铅（纯铅）