金属表面处理基础知识讲解
金属材料的热处理和表面处理
金属材料的热处理和表面处理金属材料在工业生产和制造过程中扮演着重要的角色。
为了提高金属材料的性能和延长其使用寿命，热处理和表面处理成为必不可少的工艺。
本文将介绍金属材料的热处理和表面处理的基本概念、工艺和应用。
一、热处理热处理是通过在一定温度范围内对金属材料进行加热、保温和冷却来改变其组织结构和性能的工艺。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火和正火。
1. 退火退火是最常见的热处理方法之一，通过将金属材料加热至一定温度，然后缓慢冷却至室温，以改善金属的塑性、韧性和机械性能。
退火过程中，金属材料的晶粒会长大并且组织结构得到调整，从而消除内部应力和缺陷。
2. 淬火淬火是将金属材料迅速冷却至室温的热处理方法。
淬火能使金属材料获得高硬度和较高的强度，但会增加脆性。
因此，通常需要通过回火来降低脆性。
3. 回火回火是将淬火后的金属材料加热至一定温度，然后以适当速度冷却的过程。
回火旨在降低金属材料的硬度和脆性，提高其韧性和塑性，以适应不同的使用要求。
4. 正火正火是将金属材料加热至临界点以上，然后冷却至室温的热处理过程。
正火能改善金属材料的硬度、强度和韧性，并且能提高金属材料的耐磨性能。
二、表面处理表面处理是通过对金属材料表面进行物理、化学或电化学处理，以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨性、装饰性和功能性。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、热喷涂和阳极氧化。
1. 电镀电镀是利用电解质溶液中的金属离子，通过电解沉积在金属材料表面，形成一层金属膜的过程。
电镀可以改善金属材料的外观，提高其耐腐蚀性和耐磨性，同时也可以增加金属材料的导电性和焊接性。
2. 喷涂喷涂是将涂料通过喷枪均匀地喷洒在金属材料表面的过程。
喷涂能够形成一层保护膜，提供金属材料防锈、防腐蚀和装饰的功能。
常见的喷涂涂料有涂胶、烤漆和粉末涂料等。
3. 热喷涂热喷涂是将金属粉末或陶瓷粉末加热至熔点，然后通过喷枪喷射在金属材料表面形成涂层的过程。
热喷涂能够提高金属材料的抗腐蚀性、耐磨性和耐高温性，常用于航空航天和化工等领域。
金属表面处理化学
金属表面处理化学金属是一种常见的材料，广泛应用于工业生产和日常生活中。
然而，金属的表面往往存在着各种问题，如氧化、腐蚀、污染等，因此需要进行表面处理化学来保护金属表面，延长其使用寿命。
本文将重点介绍金属表面处理化学的原理、方法和应用。
一、金属表面处理化学的原理金属表面处理化学的原理是利用化学物质与金属表面发生特定反应，形成一层保护膜或化学物质吸附层，防止金属表面氧化、腐蚀或污染。
常见的金属表面处理化学原理包括：1. 防锈处理：利用含锌或含铬的化学物质与金属表面反应，形成一层保护性氧化膜，防止金属氧化腐蚀。
2. 防腐处理：通过在金属表面形成一层防腐蚀涂层或防腐化学物质吸附层，防止金属受到外界环境的侵蚀。
3. 清洗处理：利用碱性、酸性或有机溶剂等化学物质，去除金属表面的氧化物、油污或其他污垢，提高金属表面的清洁度。
二、金属表面处理化学的方法金属表面处理化学的方法主要包括物理方法和化学方法两种。
物理方法包括机械去除、喷砂、喷丸等，而化学方法则是通过溶液浸泡、喷涂或电化学沉积等方式进行。
1. 酸洗：利用酸性溶液对金属表面进行化学处理，去除氧化膜、油污和其他杂质，使金属表面清洁光滑。
2. 电镀：通过将金属置于电解质溶液中，利用电流的作用将金属离子沉积在金属表面，形成均匀的镀层，提高金属的耐腐蚀性能。
3. 化学喷涂：采用化学物质溶液喷涂在金属表面形成一层保护性膜，防止金属氧化或腐蚀。
三、金属表面处理化学的应用金属表面处理化学在各个领域都有着广泛的应用，其中包括航空航天、汽车制造、家电、建筑等行业。
通过金属表面处理化学，可以提高金属制品的耐腐蚀性能、耐磨性能、美观性和机械性能，延长其使用寿命。
在航空航天领域，金属表面处理化学可以保护飞机、火箭等器材不受大气环境和高温、高速环境的影响，确保飞行器的安全可靠。
在汽车制造领域，金属表面处理化学可以提高汽车车身的防锈性能和外观质感，延长汽车的使用寿命和保持良好的外观状态。
表面处理的基本知识-PPT
电镀图示
2、2、1 阳 极
能够接受反应物所给出电子得电极,即 发生氧化反应得电极。
2、2、2 阴 极
反应于其上获得电子得电极,即发生还 原反应得电极。
2、2、3 钝 化
在一定环境下使金属表面正常溶解反 应受到严重阻碍,并在比较宽得电极电位范 围内使金属溶解反应速度降到很低得作用。
2、2、4 氢 脆
由于浸蚀,除油或电镀等过程中金属或 合金吸收氢原子(使基体金属晶格歪扭,造 成较大内应力)而引起得脆性。
2、2、5 基体材料
能在其上沉积金属或形成膜层得材料。
2、2、6 电 解
使电流通过电解质溶液而在阳极,阴极 引起氧化还原反应得过程。
2、3 镀覆方法术语
2、3、1 化学钝化 2、3、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
2、1、2 中间处理
就是赋予零件各种预期性能得主要阶 段,就是表面处理得核心,表面处理质量得 好坏主要取决于这一阶段得处理。
2、1、3 后处理
就是对膜层与镀层得辅助处理。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
12
2、2 电镀过程中得基本术语
2、2、1 阳 极 2、2、2 阴 极 2、2、3 钝 化 2、2、4 氢 脆 2、2、5 基体材料 2、2、6 电 解
基体材料/处理方法·处理名称 处理特征·后处理(颜色) 举例:Al/Et ·A(s) ·Cl(BU)
独立加工工序得表示方法:
基体材料/独立工序名称 举例:Fe/SD
3、3 表示符号
基体材料表示符号 镀覆方法、处理方法表示符号 镀覆层表示符号 镀覆层厚度表示符号 化学处理与电化学处理名称得表示符号 镀覆层特征、处理特征表示符号 后处理名称表示符号 电镀锌与电镀镉后铬酸盐处理表示符号
金属表面处理
表面处理一、氧化处理金属的氧化处理是金属表面与氧或氧化剂作用而形成保护性的氧化膜，防止。
氧化方法有热氧化法、碱性氧化法、酸性氧化法（）以及化学氧化法、法（）等。
现分述如下：1）热氧化法将金属制品加热到600℃～650℃，然后用热蒸汽和处理。
还有一种方法是将金属制品浸渍在约300℃的熔融的盐中进行处理。
2）碱性氧化法处理时把零件浸渍在调配好的溶液中加热到135℃～155℃，处理时间的长短取决于零件中的碳含量的高低。
金属零件经氧化处理后，再用60℃～80℃的含量为15g/L～20g/L肥皂水漂洗一下，时间为2min～5min，然后分别用冷水和热水冲洗干净并吹干或烘干5min～10min（温度为80℃～90℃）。
3）酸性氧化法即将零件置于酸性溶液中进行处理。
与碱性氧化法比较，酸性氧化法较为经济，处理后金属表面所生成的保护膜，耐腐蚀性和机械强度均超过碱性氧化处理后所生成薄膜的性能，故应用广泛。
4）化学氧化法化学氧化方法主要适用于（如铝、铜、镁以及它们的合金）的氧化处理。
处理方法是将零件放于配制好的溶液中，在一定的温度下经一定时间的后，则形成了一层保护膜，再经清洗及烘干等操作即可。
5）法法是氧化的另一种方法。
它是将金属零件作阳极，利用电解法使其表面形成氧化膜的过程。
这种氧化膜既可起金属与涂膜之间的膜的作用，又可以增加与金属间的结合力，减少水分的渗透，从而延长的使用寿命，被广泛地应用于涂漆的底层。
二、喷砂喷砂采用压缩空气为动力，以形成高度喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂）高速喷射到工件表面，由于磨料对工作表面的冲击和切削作用，使工件表面获得一定的清洁度和粗糙度。
1、表面处理功能原理：喷砂与喷丸都是使用高压风或压缩空气作为动力，将喷料吹出去冲击工件表面达到清理效果。
但选择的介质不同，喷砂介质对表面有切削作用；喷砂处理后，工件表面污物被清除掉，工件表面被微量破坏，表面积大幅增加，从而增加与工件与涂/镀层的结合强度。
金属材料的表面处理
金属材料的表面处理金属材料的表面处理是一种对金属材料表面进行改性或保护的工艺。
表面处理可以改善材料的表面性能，延长材料的使用寿命，并且可以使材料具有更好的装饰效果。
在工业制造和日常生活中，常常需要对金属材料进行表面处理，以达到所需的功能和效果。
机械处理是对金属材料表面进行物理改变的一种方法。
常见的机械处理方法包括抛光、喷砂和磨削等。
抛光是通过机械方法将金属材料表面的凹凸不平去除，使其达到光滑亮丽的效果。
喷砂是通过高压气流将砂粒喷射到金属材料表面，以去除表面氧化物和污垢。
磨削是用砂轮或磨料将金属材料表面进行加工，以获得所需的尺寸和粗糙度。
化学处理是通过在金属材料表面施加或浸泡化学物质，使其表面发生化学反应，从而改变表面性能的一种方法。
常见的化学处理方法包括酸洗、电镀和磷化等。
酸洗是通过将金属材料浸泡在酸性溶液中，使其表面的氧化物被酸腐蚀掉，以去除表面污垢和氧化层。
电镀是将金属材料浸泡在电解液中，通过电流的作用使金属离子在材料表面电化学沉积，形成一层均匀的金属镀层。
磷化是将金属材料浸泡在含有磷酸盐的酸性溶液中，使其表面形成一层磷化物膜，以提高材料的耐腐蚀性和润滑性。
电化学处理是利用电化学原理对金属材料表面进行处理的一种方法。
常见的电化学处理方法包括阳极氧化、阳极电镀和电解整理等。
阳极氧化是将金属材料作为阳极浸泡在含有电解液的溶液中，通过外加电流使材料表面形成一层致密的氧化膜，以提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
阳极电镀是将金属材料作为阴极浸泡在含有金属离子的电解液中，通过外加电流使金属离子在材料表面电化学沉积，形成一层金属镀层。
电解整理是对金属材料表面进行电解清洗的一种方法，在表面去除污垢和氧化层的同时提高材料的亮度和平整度。
热处理是通过在金属材料表面施加高温热处理，使其表面组织和性能发生变化的一种方法。
常见的热处理方法包括表面淬火、渗碳和质量热处理等。
表面淬火是将金属材料加热至临界温度，然后迅速冷却，使表面形成一层坚硬的淬火层，以提高材料的硬度和耐磨性。
《金属表面处理》课件
缺点：可能产生环 境污染，需要严格 控制工艺条件
化学镀技术
原理：利用化学反 应在金属表面形成 一层金属或合金镀 层
特点：无需电镀设 备，操作简便，成 本低廉
应用：广泛应用于 电子、机械、化工 等领域
优点：镀层均匀， 附着力强，耐腐蚀 性好，耐磨损
热喷涂技术
原理：通过高速气 流将熔融或半熔融 状态的金属或非金 属材料喷涂到基体 表面，形成涂层
金属表面处理的质量检测方法
目视检查：观察表面是否 有划痕、斑点、凹坑等缺 陷
硬度测试：使用硬度计测 量表面硬度，确保达到规 定要求
耐磨性测试：通过摩擦试 验，检测表面耐磨性
耐腐蚀性测试：使用盐雾 试验、酸碱试验等方法， 检测表面耐腐蚀性
镀层厚度测试：使用测厚 仪测量镀层厚度，确保符 合规定要求
电化学测试：通过电化学 方法，检测表面电化学性 能，如电导率、电阻率等
金属表面处理技术的创新方向
环保型表面处理技 术：减少污染，降 低能耗
纳米表面处理技术： 提高表面性能，增 强耐磨性
复合表面处理技术 ：结合多种表面处 理技术，提高综合 性能
智能化表面处理技 术：实现表面处理 过程的自动化和智 能化
金属表面处理技术的市场前景
市场需求：随着工 业、建筑、汽车等 行业的发展，对金 属表面处理的需求 不断增加
特点：涂层厚度可 控，涂层性能优良， 可提高基体表面的 耐磨性、耐腐蚀性、 耐高温性等
应用：广泛应用于 机械、化工、航空、 航天等领域
发展趋势：向着环 保、高效、智能化 方向发展
Part Four
金属表面处理工艺 流程
前处理工艺流程
脱脂：去除金属表面的油脂和污垢 除锈：去除金属表面的锈迹和氧化皮 酸洗：去除金属表面的氧化物和铁锈 钝化：在金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀和氧化
金属表面处理技术资料
金属表面处理技术资料金属表面处理技术是指对金属材料表面进行一系列工艺处理，以提高其耐腐蚀性、耐磨性、耐热性和美观度等综合性能的一项工艺。
在工业生产领域中，金属制品的表面处理技术起到非常重要的作用，可以改善产品的质量和使用寿命。
一、金属表面处理的原理和分类金属表面处理的主要原理是通过改变金属表面的物理和化学性质，形成一层或多层功能性覆盖物，以达到改善金属表面性能的目的。
根据处理方法和处理液的不同，金属表面处理技术可以分为以下几种分类：1. 电化学处理：包括镀层、阳极氧化、电解抛光等技术。
其中，镀层技术是最常见的金属表面处理技术之一，通过在金属表面形成一层金属或合金的覆盖层，可以提高金属材料的耐腐蚀性和装饰性。
2. 化学处理：如酸洗、碱洗、酸溶解等。
这些化学处理技术可以去除金属表面的氧化层、锈蚀物和污染物，清洁金属表面并提供良好的附着力。
3. 热处理：如淬火、回火等。
通过改变金属的组织结构和力学性能，来提高金属的强度、硬度和韧性。
4. 物理处理：包括喷砂、抛光、拉丝等技术。
这些处理技术可以改变金属表面的粗糙度和光洁度，增加金属表面的美观度和触感。
二、金属表面处理技术的应用金属表面处理技术广泛应用于各个行业和领域，主要包括以下几个方面：1. 汽车制造：金属表面处理技术在汽车制造中起到至关重要的作用。
通过对汽车零部件表面进行镀层、喷涂等处理，可以提高汽车的抗腐蚀性和耐磨性。
2. 电子产品：金属表面处理技术也广泛应用于电子产品的制造过程中。
例如，手机外壳经过阳极氧化处理，可以增加其抗氧化和耐磨性能。
3. 建筑装饰：金属表面处理技术在建筑装饰领域中用于处理铝合金、不锈钢等材料的表面。
这些处理技术可以增加建筑材料的耐候性和美观度。
4. 机械设备：金属表面处理技术在机械设备制造领域中也起到重要作用。
例如，对机械零件进行热处理可以提高其硬度和耐磨性。
三、金属表面处理技术的发展趋势随着科学技术的进步和工业发展的需要，金属表面处理技术也在不断创新和发展。
金属表面处理基础知识
光源照射
- 铝合金
材料厚度 (mm)
0.3
0.4
0.5
0.6
- 不锈钢
材料厚度 (mm) 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
打孔参数
微孔正面直径 (μm)
25-35 60-65 95-100 25-35 60-65 95-100 20-30 60-65 95-100 20-30 60-65 95-100
PVD 新颜色
Pantone 7c Pantone 405c Light silver Light gold Black Peacock blue
Light blue
Light pink
-T1 passed; - In T1 verification; - T1 preparation; - Color improvement
金属表面处理基础知识
目录 1
材料表面处理技术分类
2
冲压基础知识概述
3
金属表面处理技术介绍
材料对应表面技术概况
铝合 金
不锈钢 镁合 金 锌 合金 钛合金
液态金属
抛光、喷砂、拉丝 阳极氧化、微弧氧化、喷涂、CNC 蚀刻、激光、焊接、电镀、锻造
抛光、喷砂、拉丝、高光、漏花 PVD、电镀、ED、喷涂、CNC 蚀刻、激光、焊接
冲床
示
模具
整平送料 机
电阻焊
攻牙机
表面处理技术
前处理：抛光、喷砂、拉丝、漏花 电镀 阳极氧化 微弧氧化（MAO） 微加工（激光、蚀刻、焊接、CNC） PVD 电泳涂装（ED） 喷涂（AFP、Soft Touch、特氟龙等） 液态金属 复合金属 锻造 笔记本外壳装饰演示
抛光
喷砂
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抛光、喷砂、拉丝 PVD、喷涂
钛合金装饰
冲压加工是借助于常规或专 用冲压设备的动力，使板料 在模具里直接受到变形力并 进行变形，从而获得一定形 状,尺寸和性能的产品零件 的生产技术。板料，模具和 设备是冲压加工的三要素。 冲压加工是一种金属冷变形 加工方法。所以，被称之为 冷冲压或板料冲压，简称冲 压。它是金属塑性加工（或 压力加工）的主要方法之一 ，也隶属于材料成型工程技 术。
1
材料表面处理技术分类
2
冲压基础知识概述
3
金属表面处理技术介绍
铝合 金
不锈钢 镁合 金 锌 合金 钛合金
液态金属
抛光、喷砂、拉丝 阳极氧化、微弧氧化、喷涂、CNC 蚀刻、激光、焊接、电镀、锻造
抛光、喷砂、拉丝、高光、漏花 PVD、电镀、ED、喷涂、CNC 蚀刻、激光、焊接
抛光、喷砂、拉丝 电镀、喷涂
不锈钢咬花
1 无镍电镀
工艺流程：抛光或喷砂->除蜡->除油>无氰碱铜->无氰白铜锡->镀铬 材料：锌合金、铝合金 技术特点：本工艺采用无氰无镍环保 工艺，同时满足欧、美等国家对金属 含镍的限制。此工艺可实现白铬色、 黑铬色，电镀后的产品外形美观具有 较强的金属质感，且镀层还能够对基 体材料起到装饰和防护等作用。
不锈钢、铝合金、镁合 金、锌合金、钛合金、 液态金属均可进行喷砂 处理，选择不同的砂型 可达到不同的喷砂效果
不锈钢、铝合金、镁合 金、锌合金、钛合金均 可进行拉丝处理，选择 不同的拉丝轮可达到不 同的拉丝效果。同时还 可以进行遮蔽进行选择 性拉丝
不锈钢及铝合金可进行
漏花处理, 形成不规则 划痕, 呈现一种仿古效 果.
单色Leabharlann 双色渐变色工艺流程：除油->微弧氧化-> 水 洗->封孔->烘干 材料：铝合金、镁合金
技术特点：微弧氧化（简称 MAO ） 是 在 电 解 质 溶 液 中 （ 一 般是弱碱性）施加高电压（直流、 交流或脉冲）生成陶瓷化表面膜 层的过程 ，该膜层硬度较高，
耐磨性能优良，膜层具有陶瓷质 感。
1 激光微孔
普通抛光处理 镜面光
是采用压缩空气为动力，以形 成高速喷射束将喷料（铜矿砂 、石英砂、金刚砂、铁砂、海 南砂）高速喷射到被需处理工 件表面，使工件表面的外表面 的外表或形状发生变化，由于 磨料对工件表面的冲击和切削 作用，使工件的表面获得一定 的清洁度和不同的粗糙度，使 工件表面的机械性能得到改善 ，因此提高了工件的抗疲劳性 ，增加了它和涂层之间的附着 力，延长了涂膜的耐久性，也 有利于涂料的流平和装饰。
2 硬铬电镀层
工艺流程：抛光或喷砂->除蜡->除油 ->镀铬 材料：不锈钢
技术特点：不锈钢上实现无镍工艺， 满足欧、美等国家要求。镀层具有较 强的硬度，可达600Hv。可实现白铬 色及黑铬色。
工艺流程： 单色、渐变抛光/喷砂/拉丝->除油->阳极氧化->中和->染色->封孔->烘干 材料：铝合金 工艺说明：铝合金的电化学氧化。铝合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加 电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程.阳极氧化如果没有特别指明，通 常是指硫酸阳极氧。阳极氧化膜呈微孔状具有很强的吸附能力可吸附染料后封孔做出各种 颜色效果（除白色外）以达到美观装饰作用。 阳极氧化膜的作用：①绝缘性②耐腐蚀性③耐摩擦性
表面处理技术
前处理：抛光、喷砂、拉丝、漏花 电镀 阳极氧化 微弧氧化（MAO） 微加工（激光、蚀刻、焊接、CNC） PVD 电泳涂装（ED） 喷涂（AFP、Soft Touch、特氟龙等） 液态金属 复合金属 锻造 笔记本外壳装饰演示
抛光
喷砂
拉丝
漏花
普通抛光处理
镜面光
不锈钢、铝合金、镁合 金、锌合金、液态金属 、电镀铜层、铜均可进 行抛光处理，不锈钢可 达到镜面光的效果
技术特点：铝合金两性金属它突出特点是密度小，强度高，既可以与碱发生氧化还原冒出 氢气，又可以与酸发生氧化还会冒出氢气，（铜,铁,锌等是无法实现阳极氧化处理的） 为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面 处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。 目前已经实现无镍封孔，满足欧、美等国家对无镍的要求。
工艺流程：激光打孔->超声波清洗->封孔->包装 材料：不锈钢、铝合金、钛合金 技术特点：在手机壳上用微孔填充图案或logo，从而在不同光线条件下产生出不同的表 观效果，给人以变幻、惊奇的视觉享受。同时，激光微孔技术也可与其他表面处理工艺 如拉丝、喷砂、阳极氧化、PVD等工艺完美的结合到一起，从而达到更佳的装饰效果。 目前，激光微孔可实现2D、3D面的加工，但3D加工尚不稳定。 技术现状：目前正进行所有打孔参数下透光性试验，已有很多项目应用此技术。
机械抛光是在专用的抛光机上进行抛光，靠极 细的抛光粉和磨面间产生的相对磨削和滚压作 用来消除磨痕的，分为粗抛光和细抛光。 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。抛光不能提 高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得 到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消 除光泽（消光）。 通常以抛光轮作为抛光工具 。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而 成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉 磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。 抛光时 ，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米／秒以 上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和 微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗 糙度一般可达0.63～0.01mu;当采用非油脂性的 消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观 。
喷砂图示
金属拉丝是反复用砂纸 或轮子将工件表面刮出 线条的制造过程，以起 到美观作用，它具有刷 除工件表面划痕和装饰 工件表面的双重作用。 使产品兼备时尚和科技 的元素。这也是该工艺 倍受欢迎的原因之一。
不锈钢拉丝 铝材拉丝
用化学药水如硫酸 等与钢材表面腐蚀 反应处理,形成蛇皮 /蚀纹/梨地或其它 形式的纹路。从而 起到掩饰工件表面 缺陷，装饰工件起 到美观效果，应用 立体花纹进入更高 质量之时代。