金属的表面强化工艺
滚压强化概述
滚压强化概述0前言表面强化技术是近年来国内外广泛研究应用的工艺之一，其方法主要有喷丸、滚压和孔挤压等工艺。
金属材料的破坏往往从表面开始，零件(如内燃机曲轴，汽车的板簧等)工作时承受长期的循环载荷，零件的表面就会产生疲劳裂纹，时间一长裂纹就不断扩展，最终导致零件的疲劳失效。
因此，人们就希望采取措施以提高零件的表面性能，表面滚压强化技术就是其中的一种方法。
该方法是通过机械手段对金属表面加压，使金属表面产生加工硬化以提高零件的性能、质量和使用寿命。
表面滚压强化技术具有很多优点：滚压强化只是改变了材料的物理状态，并未改变材料的化学成分；表面滚压采用的工具和工艺比较简单，加工效率高；滚压强化是一种无切削加工工艺，在加工过程中不会产生废屑、废液，对环境的污染少，符合“绿色制造”的发展理念。
该技术在工业中得到了广泛的应用，产生了巨大的经济效益。
1滚压强化的发展状况滚压强化技术是1929年由德国人提出的，1933年在美国铁路上开始应用滚压方法，1938年前苏联应用于机车车轴轴颈。
1950年美国、前苏联在军用、民用飞机上大量应用孔挤压技术，如提高干涉配合铆接、干涉配合螺接；1970年国内航空部门开始将冷挤压工艺应用到飞机制造及维修中。
我国是在60年代开始广泛深入的研究滚压加工方法的，并在70年代提出了冲击滚压技术，随后又出现了超声波滚压技术。
近年来，表面滚压技术的发展越来越快，应用范围越来越广，其社会和经济效益也日益显著]1[。
2 滚压强化的作用机理（1）微观组织机理：经过切削加工之后，金属的表面都残留有刀具的切削痕迹，在微观下观察可以看见金属的表面呈现出凹凸不平之状。
滚压加工是一种压力光整加工，在滚刀的作用下金属表面会发生强烈的塑性变形。
根据工程材料的相关理论，金属发生塑性变形的基本方式是滑移，即晶体沿某一晶面和晶向相对于另一部分发生相对滑移。
在外力的作用下，晶体不断的滑移，晶粒在变形过程中逐步由软取向转动到硬取向，晶粒之间互相约束，阻碍晶粒的变形。
第七章 表面形变强化技术
渗碳钢经喷丸后的残余压应力
• 常用的渗碳钢经喷丸后，表层的残留奥 氏体有相当大的一部分将转变成马氏体， 因相变时体积膨胀而产生压应力，从而 使得表层残余应力场向着更大的压应力 方向变化。
• 在相同喷丸压力下： • 大直径弹丸喷丸后的压应力较低，压应 力层较深； • 小直径弹丸喷丸后表面压应力较高，压 应力层较浅，且压应力值随深度下降很 快。 • 对于表面有凹坑、凸台。划痕等缺陷或 表面脱碳的工件，通常选用较大的弹丸， 以获得较深的压应力层，使表面缺陷造 成的应力集中减小到最低程度。
喷丸产生的残余压应力
• 经喷丸和滚压 后，金属表面产生 的残余压应力的大 小，不但与强化方 法、工艺参数有关， 还与材料的晶体类 型、强度水平以及 材料在单调拉伸时 的硬化率有关。
残余压应力
• 具有高硬化率的面心立方晶体的镍基或铁 基奥氏体热强合金，表面产生的压应力高， 可达材料自身屈服点的2－4倍。
喷丸强度
• 当弧高度f达到饱和值，试片表面达到全覆 盖率时，以此弧高度f定义为喷九强度。 • 喷丸强度的表示方法是0.25C或fc=0.25， 字母或脚码代表试片种类，数字表示弧高 度值（单位为mm）。
（2）表面覆盖率试验
• 喷丸强化后表面弹丸坑占有的面积与总面 积的比值称为表面覆盖率。 • 一般认为，喷丸强化零件要求表面覆盖率 达到表面积的100％即全面覆盖时，才能有 效地改善疲劳性能和抗应力腐蚀性能。
（4）玻璃弹丸
• 近十几年发展起来的新型喷丸材料， 已在国防工业和飞机制造业中获得广泛应 用。 • 脆性较大 。
（5）陶瓷弹丸
• 弹丸硬度很高，但脆性较大。喷丸后表层 可获得较高的残余应力。
（6）聚合塑料弹丸
• 是一种新型的喷丸介质，以聚合碳酸酯为 原料，颗粒硬而耐磨，无粉尘，不污染环 境，可连续使用，成本低，而且即使有棱 边的新丸也不会损伤工件表面。
材料表面改性技术
离子渗氮法是由德国人B. Berghaus于1932年发明的。 原理：在0.1~10Torr的含氮气氛中，以炉体为阳极，被处理工件为阴极， 在阴阳极间加上数百伏的直流电压，由于辉光放电现象便会产生象霓虹 灯一样的柔光覆盖在被处理工件的表面。此时，已离化了的气体成分被 电场加速，撞击被处理工件表面而使其加热。同时依靠溅射及离子化作 用等进行氮化处理。
3、喷丸表面质量及影响因素
（1）喷丸表层的塑性变形和组织变化
金属表面经喷丸后，表面产生大量凹坑形式的塑性变形，表层 位错密度大大增加，而且还会出现亚晶界和晶粒细化现象。喷 丸后的零件如果受到交变载荷或温度的影响，表层组织结构将 产生变化，由喷丸引起的不稳定结构向稳定态转变。
如：渗碳钢表层存在大量残余奥氏体。喷丸后，这些残余奥 氏体转变成马氏体而提高零件的疲劳强度。
感应加热表面淬火
（一）感应加热基本原理
利用电磁感应原理，在工件表面产生密度很高的感应电流，并 使之迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却获得马氏体组织的 淬火方法。
• 当感应圈中通过一定频率交流电时， 在其内外将产生与电流变化频率相同 的交变磁场。将工件放入感应圈内， 在交变磁场作用下，工件内就会产生 与感应圈频率相同而方向相反的感应 电流。感应电流沿工件表面形成封闭 回路，通常称之为涡流。
化学热处理渗层的基本组织类型：单相固溶体；化合物；同时存在 固溶体、化合物的多相深层
形成扩渗层的3个基本条件：
（1）渗入元素必须能够与基体金属形成固溶体或金属间化合物。 要满足这一要求，溶质原子与基体金属原子相对直径的大小、 晶体结构的差异、电负性的强弱等因素必须符合一定的条件
（2）欲使渗入元素与金属之间直接接触，必须创造相应的工艺条 件来实现
金属材料强化机制
金属材料强化机制金属是一种常见的材料，被广泛使用于航空航天、汽车、工程建筑等许多领域。
为了提高金属材料的性能，人们发展了各种强化机制，以增加金属的强度、硬度和耐腐蚀性。
本文将讨论几种常见的金属材料强化机制。
1. 晶界强化在金属材料中，晶界是相邻晶粒之间的界面区域。
晶界强化是通过改变晶界结构和性质来提高金属材料的强度。
晶界的核心区域通常具有比晶体内部高的原子密度、高的电阻率和低的溶解度。
这使得晶界成为金属部分中的脆性区域。
通过优化晶界结构和性质，可以减少晶界的脆性，增加金属材料的强度。
2. 固溶强化固溶强化是一种通过向金属中引入溶质原子来增加材料强度的方法。
溶质原子可以通过固溶、中间相形成或析出来改变金属材料的硬度和强度。
在固溶强化中，溶质原子与金属原子形成晶格固溶体，这将增加金属原子的位错密度，从而提高金属的强度。
常见的固溶强化元素包括镍、钼、钛等。
3. 位错强化位错是材料中的一种缺陷，是由于晶格上的原子错位或行进引起的。
位错存在于金属材料中，通过增加位错密度，可以增加金属的强度和硬度。
位错强化还可以通过改变位错的密度和类型来调节金属的延展性和断裂韧性。
位错强化是一种非常有效的强化机制，被广泛应用于金属材料的改善和应用中。
4. 冷变形强化冷变形是通过机械加工技术来改变金属材料的形状和结构。
在冷变形过程中，金属材料受到应力和应变的作用，从而引发位错生成和滑移。
位错的生成和滑移将导致晶粒边界的移动和重组，从而增加金属材料的强度和硬度。
冷变形强化是一种重要的强化机制，广泛应用于金属材料的加工和制造中。
5. 覆盖强化覆盖强化是一种通过在金属材料表面涂覆层来增加材料强度的方法。
覆盖层通常是由高强度、高硬度的材料制成，可以抵抗金属材料的磨损、腐蚀和疲劳。
覆盖层可以通过物理气相沉积、化学气相沉积等方法制备，从而提高金属材料的性能。
综上所述，金属材料的强化机制多种多样。
晶界强化、固溶强化、位错强化、冷变形强化和覆盖强化都可以通过改变金属内部结构和性质来增加金属的强度和硬度。
金属材料的表面改性和涂层技术
金属材料的表面改性和涂层技术金属材料是现代工业中应用广泛的材料之一。
然而，一些金属材料的表面性能可能不够优越，比如容易受腐蚀、磨损、氧化等。
这时，表面改性和涂层技术就非常重要了，它们可以显著提高金属材料的性能和寿命，增加材料的价值。
本文会从表面改性和涂层技术两个方面进行探讨。
一、表面改性技术表面改性是通过对金属表面进行化学、物理或机械处理的方式改变其表面性质，从而提高金属的性能。
下面列举几种常见的表面处理技术。
1、表面氧化技术表面氧化是指利用氧化剂对金属表面进行氧化处理，形成一层氧化膜。
这层氧化膜可以提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨损性，同时也可以用于染色、涂覆或印刷等工艺。
表面氧化常用的方法有阳极氧化、化学氧化和等离子氧化等。
2、表面镀层技术表面镀层是将不同金属或非金属物质镀覆在金属表面上，形成一个新的复合材料。
这个新的复合材料可以在原有金属基材的基础上增加一些新的性能，如降低摩擦系数、提高抗磨损性、改善电性能等。
表面镀层常见的有镀铬、镀镍、镀锌、镀铝等。
3、表面强化技术表面强化是通过对金属表面进行机械、热、化学等不同方式的处理，来提高金属材料的强度、硬度和耐磨性等。
表面强化常用的方法有等离子喷涂、火焰喷涂、热处理、冷喷涂等。
二、涂层技术涂层技术是将不同的涂料或材料涂覆在金属表面形成一层薄膜，从而增强材料的性能。
涂层技术可以分为有机涂层和无机涂层两种类型。
1、有机涂层技术有机涂层是指以有机树脂为主体的涂层，其形成机理主要有溶剂挥发、反应固化和辐射固化等方式。
有机涂层具有良好的电绝缘性、防腐性、耐磨性和抗紫外线性能等。
其中，环氧、聚氨酯、丙烯酸等涂料是常用的有机涂料。
2、无机涂层技术无机涂层是指以无机物质为主体的涂层，其形成机理主要有溶液反应和过程固化等方式。
无机涂层具有高强度、高温耐性、防腐性和耐化学腐蚀性等性能。
其中，磷化、阳极氧化、硅酸盐涂层等涂料是常用的无机涂料。
三、结论表面改性技术和涂层技术的应用范围十分广泛，在工业制造、汽车制造、航空航天、电子设备等领域得到了广泛的应用。
表面强化技术
2．激光表面处理原理：激光束向金属表面层进行热传递，金 属表层和其所吸引的激光进行光热转换。由于光子能穿过金属 的能力极低，仅能使金属表面的一薄层温度升高，加之金属导 带电子的平均自由时间只有10-3s左右，因此，这种交换和热平 衡的建立是非常迅速的。从理论上分析，在激光加热过程中， 金属表面极薄层的温度在微秒(10-6s)级，甚至纳秒(10-9s)级或皮 秒(10-12s)级内就能达到相变或熔化温度。 3．激光表面处理设备： 4．激光表面处理技术： （1）激光表面强化 （2）激光表面涂敷 （3）激光表面非晶态处理 （4）激光表面合金化 （5）激光气相沉积
二、表面热处理强化 和表面化学热处理强化
1、表面热处理： 定义：通过对零件表层加热，冷却，表层发生相变，从而改 变表层组织和性能而不改变成分的一种技术，它是最基本、应 用最广泛的表面强化技术之一。 原理：当零件表面层快速加热时，零件截面上的温度分布是 不均匀的，表层温度高而且由表及里逐渐降低。当表面的温度 超过相变点以上达到奥氏体状态时，随后的快冷使表面获得马 氏体组织，而零件的心部仍保留原组织状态，表面得到硬化层， 这样就达到强化零件表面的目的。 常用方法：高频和中频感应加热表面淬火，火焰加热表面淬 火，接触电阻加热表面淬火，浴炉(高温盐浴炉)加热表面淬火 等。以上除接触电阻加热表面淬火外，其它均为常规的热处子束表面相变强化 (2)电子束表面重熔 (3)电子束表面合金化 (4)电子束表面非晶态处理 3．电子束表面处理设备
三、电火花强化P68
定义：通过电火花的放电作用把一种导电材料涂敷熔渗 到另一种导电材料的表面，从而改变后者表面的性能。 (如把硬质合金材料涂到用碳素钢制成的各类刀具、量具 及零件表面，可大幅提高其表面硬度(硬度可达70～74HRC)、 增加耐磨性、耐腐蚀性，提高使用寿命1～2倍。) 适用范围：上述各类零件的表面强化和磨损部位的修补。 原理：在电极与工件之间接直流或交流电，振动器使电 极与工件之间的放电间隙频繁发生变化并不断产生火花放 电，经多次放电并相应移动电极的位置，就使电极材料熔 结覆盖在工件表面上，从而形成强化层。
表面热处理是对零件表面进行强化的金属热处理工艺
表面热处理是对零件表面进行强化的金属热处理工艺
表面热处理是对零件表面进行强化的一种金属热处理工艺。
它通常应用于机械制造领域的零部件表面处理中，以提高零件的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性等物理性能。
表面热处理主要包括热喷涂、扩散处理、材料改性等几种方法。
这些方法都可以实现对零件表面进行强化，提高其耐用性和使用寿命。
首先，热喷涂是一种将导电或非导电材料喷涂在零件表面的工艺，常见的材料包括金属、非金属、陶瓷等。
这种方法适用于表面需要高耐磨性、高耐腐蚀性和高热阻性的零件。
热喷涂可以增强零件表面耐磨性，同时也可以防止表面磨损，提高零件的使用寿命。
其次，扩散处理是一种通过在零件表面加热处理过程中使表面元素扩散到内部的方法。
这种方法可以改变零件表面的化学成分和物理状态，提高表面硬度和耐腐蚀性，达到增强零件表面的效果。
扩散处理工艺包括氮化、碳氮共渗、硬质合金化等。
最后，材料改性是一种将特定的物质涂覆在零件表面从而提高零件表面性能的方法。
涂覆物可以是金属、合金、陶瓷、高分子等。
这种方法可以增强零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和降低零件表面的摩擦系数，有效地提高零件表面的性能。
总之，表面热处理是一种非常重要的机械制造技术。
它可以针对不同零件的不同表面特性进行适当的加工，从而有效地增强零件的耐用性和使用寿命。
在实际应用中，我们应根据不同零件的特性和需要来选择适当的表面热处理方法，以实现最佳的加工效果。
金属材料表面强化处理的研究与应用
金属材料表面强化处理的研究与应用金属材料在工业生产中具有广泛的应用，但是其表面硬度、耐磨性、抗氧化性等性能常常不够满足特定的工程要求。
因此，针对金属材料表面的强化处理成为了研究热点。
本文将从表面强化处理方法、表面强化处理效果以及应用领域三方面探讨金属材料表面强化处理的研究与应用。
一、表面强化处理方法表面强化处理方法包括机械加工、物理方法和化学方法三类。
1. 机械加工机械加工是一种常用的表面强化方法，包括打磨、抛光、切削、车削等操作。
这些机械热加工可以使金属表面粗糙度减小，界面结晶数增加，晶粒细化，从而提高材料的强度、硬度和抗疲劳性能。
但是机械加工过程具有较高的成本，而且由于金属材料表面形变的产生，界面性质发生变化，从而可能影响金属材料的机械性能。
2. 物理方法物理方法包括电弧冶金、电子束加工、激光加工、等离子弧喷涂等方法，这些方法可以通过加热和冷却的方式改变金属材料表面组织结构和化学成分，进而提高材料的强度、硬度、耐磨性和抗氧化性能。
但是物理方法对设备条件和环境条件有较高的要求，也存在一定的安全隐患。
3. 化学方法化学方法包括化学沉积、化学蚀刻、离子注入等方法，这些方法对金属材料表面的化学成分进行调控，包括合金元素的添加、表面沉积膜的形成等，从而提高了金属材料的强度、硬度和耐磨性能。
但是化学方法的操作需要一定的专业技能，而且对环境有一定的污染。
二、表面强化处理效果金属材料表面的强化处理可以显著提高材料的强度、硬度、耐磨性和抗氧化性能。
例如，自行车刹车铝合金经过表面处理后，其耐磨性能提高了6倍以上。
再比如，汽车发动机气缸极经过表面强化处理后，其磨损量可减少85%以上，寿命可提高5倍以上。
三、应用领域金属材料表面强化处理的应用领域非常广泛，例如航空航天、电子信息、汽车制造、工程机械等行业。
在航空航天行业中，飞机的各种结构件、发动机叶片等都需要表面强化处理，以保证飞机的安全和性能。
在汽车制造业中，汽车发动机零部件、刹车系统、转向系统等也需要表面强化处理，以保证汽车的行驶安全性和寿命。
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缝纫机用氮化件
经氮化的机车曲轴
滲氮与滲碳相比：
滲氮层硬度和耐磨性高于滲碳层，硬度可达69~72HRC，且 在600～650℃高温下仍能保持较高硬度；
滲氮层具有很高的抗疲劳性和耐蚀性；
滲氮后不需再进行热处理，可避免热处理带来的变形和其 他缺陷；
滲氮温度较低。
只适用于中碳合金钢，需要较长的工艺时间才能达到要求 的滲氮层。
二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。
渗碳后的热处理示意图
常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火+低温 回火。此时组织为：
表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 心部：M回+F（淬透时）
M+F
渗碳淬火后的表层组织
⑥钢的氮化 氮化是指向钢的表面渗入氮原子的过程。 ⑴氮化用钢 为含Cr、Mo、Al、Ti、V的中
回火索氏体 索氏体
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)。
感应加热表面淬火 感应淬火机床
⑤表面淬火常用加热方法 ⑴ 感应加热: 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。
复合镀：电镀或化学镀的溶液中加入适量金属或非金属微粒，借助于强 烈的搅拌，与基质金属一起均匀沉积而获得特殊性能镀层的表面强化方 法。 应用：对材料有特殊要求。原子能工业和航天航空工业
金属覆盖层（电镀）
电镀 electroforming：
• 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的 金属或合金沉积层的过程。
渗硫、渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。发兰、磷 化可以归为表面处理，不属于化学热处理。
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 ⑴介质(渗剂)的分解: 分解的同
时释放出活性原子。 如：渗碳 CH4→2H2+[C]
氮化 2NH3→3H2+2[N] ⑵工件表面的吸收: 活性原子向 固溶体溶解或与钢中某些元素形 成化合物。
钢的化学热处理
二、表面形变强化
表面形变强化指使钢件在常温下发生塑性变形，以 提高其表面硬度并产生有利的残余压应力分布的表 面强化工艺。
工艺简单，成本低廉，是提高钢件抗疲劳能力，延 长其使用寿命的重要工艺措施。
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，犹如 无数个小锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的 塑性变形而实现强化的一种技术。
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
①表面淬火用材料 ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 含碳量过高，心部韧性下降； ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导轨
表面淬火齿轮
②预备热处理 ⑴工艺： 对于结构钢为调质或正火。 前者性能高，用于要求高的 重要件，后者用于要求不高 的普通件。 ⑵目的: 为表面淬火作组织准备； 获得最终心部组织。
类型 代号 名称
典型外观
膜层表面密度
ΡA/(g/m2)
A 光亮膜 B* 漂白膜 C 彩虹膜 D 不透明膜 F 黑色膜
透明,透明至浅蓝色 带轻微彩虹色的白色
偏黄的彩虹色 橄榄绿 黑色
ΡA≤0.5 ΡA≤1.0 0.5＜ΡA＜1.5 ΡA＞1.5 0,5≤ΡA≤1.0
注:此表中对铬酸盐涂层的描述不一定指色漆和清漆附着的改善.所有的铬酸 盐膜可能含有或不含有六价铬离子.
抛/磨光后提供好的填平效果
复古镀铜打火机
钢铁工件防护—装饰镀层的底层或中间层，以提高基体
39
镀锌特点
机械保护作用 阴极保护 装饰外观 成本低廉 弹性好
锌镀层
硬度低，不耐磨 锌离子对人体有 害 钝化处理可提高 镀层保护性能
40
电镀锌应用
镀锌桥架
富士康热浸镀锌机箱
广泛用于钢铁零部件和结构件的防护镀层。近年来，使 用热浸镀锌表面对防腐能力非常强，但其价格相对很高。
41
锌镀层钝化铬酸盐转化膜的类型,外观和表面密度
低碳钢渗碳缓冷后的组织
⑤渗碳后的热处理 淬火+低温回火, 回火温度为160-180℃。淬火方法有： ⑴ 预冷淬火法 渗碳后预冷到略高于Ar1温度直接淬火。
渗碳后的热处理示意图
⑵一次淬火法：即渗碳缓冷后重新加热淬火。 ⑶ 二次淬火法： 即渗碳缓冷后第一次加热为心部Ac3+30-50℃，细化心部；第
渗碳气氛中渗碳。 渗剂为气体 (煤气、液化气等)
或有机液体(煤油、甲醇等)。 优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控
制
气体渗碳 法示意图
⑵ 固体渗碳法 将工件埋入渗剂中，装箱密封后在高温下加热渗碳。
渗剂为木炭。
优点：操作简单；
缺点：渗速慢，劳动条件差。
⑶ 真空渗碳法
碳钢。 常用钢号为38CrMoAl。 ⑵氮化温度为500-570℃ 氮化层厚度不超过0.6-0.7mm。
井式气体氮化炉
⑶常用氮化方法 气体氮化法与离子氮化法。 气体氮化法与气体渗碳法类似，
渗剂为氨。 离子氮化法是在电场作用下，
使电离的氮离子高速冲击作为 阴极的工件。与气体氮化相比， 氮化时间短，氮化层脆性小。
与表面淬火相比，化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改 变其化学成分。
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、多元
共渗、渗其他元素等。
渗 碳 回 火 炉
可控气氛渗碳炉
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。
EASILY BUFFED 容易抛光 GOOD ELONGATION 好的延展性 GOOD MICROTHROW 好的微观均镀性 MACHINEABLE 好的机械加工性能 GOOD ELECTRICAL ONDUCTIVITY
好的电导性
45
电镀铜应用
180 Grit Scratches
Mirror Smooth Surface
原理：
• 在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为 阴极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子 在基体金属表面沉积出来，形成镀层。
常见形式：
• 镀铜、镀镍、镀金、镀银、镀锌、镀铬等等。
电镀原理
电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工 件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀 层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用 含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子 的浓度不变。
*此为两步骤工艺
镀锌层非转化后处理标识
代号 T1 T2 T3 T4 T5
处理类型 涂覆涂料,油漆,粉色末涂层或类似材料
涂覆有机或无机封闭剂 有机染色
涂动物油脂或油或其他润滑剂 涂蜡
锌电镀件的标识
标识
可能出现在工程图、订购单、合同或详细的产品说明中。
标识按顺序
• 明确指出基体材料、降低应力要求、底镀层的类型和厚度（有底镀层时）、锌电镀层的厚 度、镀后热处理要求、转化膜的类型和/或辅助处理。
一、表面热处理
1、表面淬火 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及
心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化 后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
表面淬火目的： ① 使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限; ② 心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的
塑性和韧性。即表硬里韧。 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。
离子氮化炉
⑷氮化的特点及应用 氮化件表面硬度高（69~72HRC），耐磨性高。 疲劳强度高。由于表面存在压应力。
氮 化 层 组 织
38CrMoAl氮化层硬度
工件变形小。原因是氮化温度低，氮化后不需进行热处理。 耐蚀性好。因为表层形成的氮化物化学稳定性高。 氮化的缺点：工艺复杂，成本高，氮化层薄。 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如
示例3：同示例2，但工件在镀前进行降低应力热处理，200℃下持续最短时间为3h。
• 其标识为： 电镀层GB/T 9799-Fe/SR(200)3/Zn25/ER(190)8/D/T2
镀铜特点
铜镀层
BRIGHT 光亮 GOOD LEVELING 好的 填平 DUCTILE 延展性好 STRESS FREE 无应力 FINE GRAIN DEPOSITS 镀层结晶细致
应用：形状较复杂的零件 在磨削、电镀等工序后进行
2、液压处理
利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压， 使之产生塑性变形，压平钢件表面的粗糙凸峰，形成有利的 残余压应力，从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。
应用：圆柱面、锥面、平面等形状比较简单的零件
三、表面覆层
表面覆层强化是通过物理或化学的方法在金属表面 涂覆一层或多层其他金属或非金属的表面强化工艺。
目的：提高钢件的耐磨性、耐蚀性、耐热性或进行 表面装饰。
1、金属喷涂技术 将金属粉末加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾
化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。
利用热喷涂技术可改善材料 的耐磨性、耐蚀性、耐热性 及绝缘性等。
广泛用于包括航空航天、原 子能、电子等尖端技术在内 的几乎所有领域。
⑶原子向内部扩散。
氮化扩散层
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
经
提高工件表面硬度、耐
渗 碳
磨性及疲劳强度，同时
的 机
保持心部良好的韧性。
车 从
⑵渗碳用钢
动 齿
为含0.1-0.25%C的低碳
轮
钢。碳高则心部韧性降