热处理的知识及硬度试验方法
压力容器热处理知识

压力容器热处理知识一热处理的一般过程1、热处理是将固态金属及其合金(钢及其合金)按预定的要求进行加热、保温和冷却,以改变其内部组织,从而获得所要求性能的工艺过程。
温度和时间是热处理的主要因素。
随着温度的变化,钢在固态状态下能够发生相变,与低碳钢(含碳量小于等于0.77%)相关的相变温度分别称为A3线和A1线(727°C)。
2、加热时的转变---奥式体A的形成:平衡状态下低碳钢的常温组织为铁素体F+珠光体P,当加热温度超过A1线时,将发生珠光体P向奥式体A的转变,继续加热时,剩余的铁素体F将在奥式体A中溶解,直至温度达到A3时全部溶解完,此时钢的组织为单一的奥式体A。
刚形成的奥氏体A成分是不均匀的,因此钢在加热之后需要有足够的保温时间,主要是为了获得成分均匀的奥氏体A组织,以便在冷却后得到良好的组织和性能。
3、冷却时的转变---奥式体A的分解如果冷却过程足够缓慢,温度降低到A1线以下时低碳钢将得到F+P 组织。
如果冷却时间不是一个足够缓慢的过程,即存在一定的过冷度,那么,随着冷却速度的不同,奥式体转变产物的形态、分散度及性能都将发生不同的变化。
热处理名词:1,临界点(临界温度),是指加热或冷却时发生相变的温度。
A1线---表示钢加热时珠光体P向奥式体A的转变,冷却时A向P 转变的温度。
A3线---表示亚共析钢(低碳钢,含碳量≤0.77%)加热时,铁素体F 完全溶入奥氏体A的温度,或冷却时铁素体F开始从奥氏体A中析出的温度。
AC1、AC3线,为与平衡条件下的临界点相区别,将在加热时的实际温度A1、A3称为:AC1、AC3。
2,退火把钢加热到临界点(AC1或AC3)或再结晶温度以上,保温适当时间,然后缓慢冷却,使组织达到接近平衡状态的热处理工艺。
可分为: 完全退火,又称重结晶退火,一般简称退火。
是加热至AC3以上20-40°C保温后缓冷的工艺,可细化晶粒、消除内应力、改善钢的性能。
钢的热处理及其硬度测定

实验三钢的热处理及其硬度测定一、实验目的1、巩固热处理工作原理、工艺特点及应用范围;2、了解热处理炉和温度控制仪表的使用方法;3、加深认识热处理工艺对钢组织与性能的影响;4、理解加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响。
二、实验原理1、钢的淬火所谓淬火就是将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上30~50℃,保温后放入各种不同的冷却介质中( V冷应大V临),以获得马氏体组织。
碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。
为了正确地进行钢的淬火,必须考虑下列三个重要因素:淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。
2、钢的回火钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂。
因此钢淬火后必须进行回火处理。
不同的回火工艺可以使钢获得所需的性能。
三、实验内容1、掌握热处理的工艺操作;2、测定热处理工艺处理后的硬度,与热处理前进行比较;四、实验步骤1、每组领取一种热处理规范的试样,全部测定其硬度;2、将试样放入箱式电阻炉中加热,保温一段时间后,进行冷却;3、分别测定各种热处理后的试样的硬度五、实验数据的记录试样热处理规范及数据统计表牌号加热温度(℃)冷却方式回火温度(℃)硬度值组织热处理前热处理后回火后45 830 水冷200 170HBS 55-58HRC57~54HRC45 830 水冷550 170HBS 55-58HRC24~30HRC牌号加热温度(℃)冷却方式回火温度(℃)硬度值组织热处理前热处理后回火后T10 760 水冷200 190HBS 65~68HRC63~66HRCT10 760 水冷550 190HBS 65~68HRC30~36HRC六、思考题1、回火温度对淬火钢的硬度有何影响?2、过共析钢淬火加热温度为什么不能超过Accm以上?而亚共析钢淬火加热则必须超过Ac3以上?。
金属材料热处理试验方法

金属材料热处理试验方法一、实验目的1、了解钢的热处理的基本方法。
2、了解不同热处理方法对钢的组织与性能的影响。
二、实验设备箱式电阻炉(附温控装置)、洛氏硬度计、金相显微镜、淬火水槽、油槽、夹钳、砂纸、玻璃板、侵蚀剂、表1-4-4所列试样一套(试样尺寸:--10m m×12mm)三、实验原理1、碳钢的热处理钢的热处理是指将钢在固态下施以不同的加热、保温与冷却以改变其组织和性能的工艺。
热处理工艺主要包括退火、正火、淬火及回火。
退火是将工件加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保温一定时间,随后缓慢冷却以得到近似平衡组织的方法。
根据工件退火加热温度的不同又可分为完全退火与不完全退火。
加热到Ac3以上得到均匀奥氏体组织后缓慢冷却转变为珠光体组织为完全退火,加热到Ac1以上得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体再缓慢冷却为不完全退火。
正火是将工件加热Ac3(或Accm)以上,保温一定时间后在静止的空气中冷却得到细珠光体类型组织的热处理工艺。
淬火是将工件加热到Ac3或Ac1以上保温一定时间并以一定的冷却速度冷却,以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
根据淬火温度不同又可分为完全淬火和不完全淬火。
加热到Ac3以上进行的称为完全淬火,加热到Ac1以上得到的奥氏体加未溶碳化物或铁素体再淬火称为不完全淬火。
回火是将淬火后的工件重新加热到低于相变点的某一温度保温一定时间后冷却,以改善钢的组织和性能的热处理工艺。
任何热处理工艺都包括加热温度、保温时间以及冷却方式三个基本的工艺因素。
(1)加热温度碳钢热处理的加热温度原则上可按下表选定。
但生产中,应根据工件实际情况作适当调整。
碳钢淬火加热温度的控制是很重要的。
亚共析钢加热温度不足时,淬火组织中会出现铁素体,使淬火后硬度不足;共析钢和过共析钢正常淬火加热温度是Ac1+(30~50)℃,加热时有未完全溶解的二次渗碳体,可以提高钢淬火后的硬度和耐磨性。
若加热温度过高时(高于Accm),会因为得到粗大的马氏体以及过多的残余奥氏体而增大脆性或者导致硬度与耐磨性下降。
碳钢的热处理及硬度计使用实验

实验二碳钢的热处理及硬度计使用一.实验目的1、熟悉碳钢的基本热处理的操作方法。
2、了解含碳量、加热温度、保温时间、冷却速度等主要因素对碳钢热处理后性能的影响。
3、学会洛氏硬度计的使用。
二.概述一.碳钢的热处理钢的热处理是利用钢在固态范围内的加热、保温、冷却,借以改变其内部组织从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种工艺方法。
普通热处理的基本操作包括退火、正火、淬火、回火等。
实施热处理操作时,加热问题、保温时间、冷却方式是最基本的环节,正确选择这三者的参数是热处理质量的关键。
1.1.加热温度的选择(1)退火加热温度:亚共析钢加热至Ac3+(30~50)ºC(完全退火);共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30~50)ºC(球化退火)。
(2)正火加热温度:亚共析钢加热至Ac3+(30~50)ºC;过共析钢加热至Accm+(30~50)ºC退火和正火加热温度的选择如图3.1所示。
(3)淬火加热温度:亚共析钢加热至Ac3+(30~50)ºC;共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30~50)ºC,如图3.2所示。
图3.1 退火和正火加热温度范围图3.2 淬火的加热温度范围钢的成分、原始组织及加热速度等皆影响临界点Ac1、Ac3、Acmm的位置。
在各种热处理手册或材料手册中,都可以查到各种钢的热处理加热文帝。
热处理时不能任意提高加热温度,因为加热温度过高时,晶粒容易长大、氧化、脱碳和变形。
(4)回火温度的选择:钢淬火后都要回火,回火温度决定于最终所要求的组织和性能(工厂中常常是根据硬度的要求)。
按加热温度的高低,回火分为三类:1)低温回火:在150~250ºC的回火称为低温回火。
目的是降低淬火应力,减少钢的脆性,并保持钢的硬度。
常用于高碳钢的切削刀具、量具和滚动轴承的热处理。
2)中温回火:在350~500ºC的回火称为中温回火。
碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定

淬火、回火是钢件的重要热处理工艺。所谓 淬火就是将钢件加热到Ac或Acl以上,保温后放 入放入各种不同的冷却介质中快速冷却,以获得 马氏体组织的热处理操作。 钢件,特别是高碳钢件经淬火后得到马氏体 组织时,材质硬而脆,并且工件内部存在很大的 内应力,如果直接进行磨削加工往往会出现龟裂; 一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化 而失去精度,甚至开裂。因此钢件淬火后必须立 即进行回火处理。
表6—1 碳钢的临界点
类 别 钢 号 临 界 点(℃)
Ac1
Ac3或Accm
Ar1
Ar3
碳 素 结 构 钢
20 30 40 45 50 60
735 732 724 724 725 727 730 730 730 730 730
855 813 790 780 760 766 770 - 800 820 830
(5) 残余奥氏体(Ar) 当奥氏体中含碳量>0.5%时, 淬火时总有一定量的奥氏体不能转变成为马氏体,而保留 到室温,这部分奥氏体就是残余奥氏体,它不易受硝酸酒 精腐蚀剂的浸蚀,在显微镜下呈白亮色,分部在马氏体之 间,无固定形态,淬火后来经回火, Ar与马氏体很难区 分,都呈白亮色,只有马氏体回火后才能分辨出马氏体间 的残余奥氏体。 (6) 回火马氏体(Mr) 高碳马氏体经低温回火(150~ 250oC)后,马氏体分解,析出与母相共格的极细小的弥 散一碳化物。这种组织称为回火马氏体。由于有极细小的 碳化物析出使回火马氏体易受浸蚀,所以在光学显微镜观 察,回火马氏体仍保持针状马氏体形态,只是颜色比淬火 马氏体深,但极细小的碳化物分辨不清,如照片所示。在 电子显微镜下则可观察到细小的碳化物。 低碳板条状马氏体低温回火以后,马氏体中只发生碳 原子的偏聚,尚未析出碳化物。在光学和电子量微镜下观 察,低碳回火马氏体仍保持条状马氏体形态。中碳钢淬火 以后得到板条状马氏体和片状马氏体的混合组织,回火后 其中片状马氏体易受浸蚀,颜色变深。
材料热处理梯度硬度测量

材料热处理梯度硬度测量
1. 样品准备,首先,需要从经过热处理的材料中取样。
这些样
品可能来自不同的部位,以便在整个材料中观察硬度的梯度变化。
样品的准备可能包括切割、打磨和抛光,以确保表面光滑、无损伤,并且能够准确地进行硬度测试。
2. 硬度测试,接下来,使用适当的硬度测试设备(如洛氏硬度计、布氏硬度计或维氏硬度计)对样品进行测试。
在整个热处理梯
度中,可能需要在不同的深度或位置进行测试,以获取全面的硬度
数据。
3. 数据分析,收集到的硬度数据需要进行分析,以确定在材料
中存在的梯度变化。
这可能涉及绘制硬度梯度曲线,以直观地展示
不同部位的硬度变化情况。
4. 结果解释,最后,根据硬度测量结果,对材料的性能变化进
行解释。
这可能包括确定热处理过程中的温度梯度对硬度的影响,
以及材料内部组织的变化对硬度梯度的贡献。
需要注意的是,材料热处理梯度硬度测量是一个复杂的过程,
需要严格的实验操作和准确的数据分析。
同时,还需要考虑到可能存在的误差来源,如样品制备不当、测试设备校准不准确等因素,以确保得到可靠的结果。
钢的热处理操作及硬度测试实验

钢的热处理操作和硬度测试实验一、实验目的:1、熟悉钢的几种基本的热处理操作(退火、正火、淬火、回火)2、了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能(硬度)的影响3、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响二、实验原理:1、钢的热处理是指将钢在固态范围内加热、保温和冷却,以改变其内部组织,从而获得所需要的使用性能和工艺性能的一种操作工艺。
2、退火:加热温度——亚共析钢加热至Ac3+(20-30)°C(完全退火),共析钢和过共析钢加热至Ac1+(20-30)°C(球化退火);冷却方式——炉冷;得到组织——接近平衡状态的珠光体组织。
3、正火:加热温度——亚共析钢加热至Ac3+(30-50)°C,共析钢加热至Ac1+(30-50)°C,过共析钢加热至Accm+(30-50)°C,即加热到奥氏体单相区;冷却方式——空冷;得到组织——细片状珠光体,即索氏体(冷却速度慢不会有马氏体,看双C曲线,空冷经过珠光体区,转变完全,不能发生贝氏体转变)。
4、淬火:亚共析钢加热至Ac3+(30-50)°C,共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30-50)°C;冷却方式——水冷,以大于淬火临界冷却速度快冷;得到组织——马氏体及残余奥氏体。
5、回火:淬火后的钢重新加热到Ac1以下某一温度,保温,冷却到室温。
45钢低温回火——150°C -250°C (选200°C),组织回火马氏体,硬度约54-60HRC;中温回火——350°C -500°C (选400°C),组织回火屈氏体,硬度约40-48HRC;高温回火——500°C -650°C (选600°C),组织回火索氏体,硬度约25-35HRC。
冷却方式——空冷到50、60°C后用水冲一下。
6、20钢Ac1-735°C,Ac3-855°C,45钢Ac1-724°C,Ac3-780°C,T10 Ac1-730°C,Accm-800°C,T12 Ac1-730°C,Accm-820°C。
热处理知识

热处理热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
基本简介热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
发展简史在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770至前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。
1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。
与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
1850~1880年,对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。
1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。
二十世纪以来,金属物理的发展和其他新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展。
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热处理的知识及硬度试验方法一热处理方法分类,特点和应用。
1退火(焖火):加热后随炉冷却,有完全退火和不完全退火.目的:改善内部组织,利于切削加工。
应用:①降低硬度,提高塑性,改善切削加工性能和冷压加工性能。
②细化晶粒,调整组织。
③消除铸、锻、焊、轧,冷加工产生的内应力。
2正火:与退火相比,正火后的组织为珠光体,但组织结构细,从而有较高机械性能。
又有生产周期短,设备利用率大,成本较低特点。
正火目的与退火相似:(1)对于性能要求不高的普通结构钢零件,可以用正火作为最终处理,(不必调质或淬火)来提高机械性能。
(2)如果用于含碳量低于0.2 低碳钢零件,可以代替退火,有利于切削加工。
3淬火:将钢零件加热到相变温度以上,(800~820℃不同材料不同温度)再快速在水中或油中冷却下来一种热处理方法。
淬火一般为了得到马氏体组织,也为了获得单一均匀的奥氏体组织,以分别提高其耐蚀性和耐磨性。
淬火目的:(1)提高硬度和耐磨性。
(2)淬火加中高温回火以获得良好的力学性能。
(3)只需局部有硬度的地方,也可以局部淬火,其余部分变形小。
(500℃左右)以下某一温4回火:将淬火后的工件重新加热到A C1度,保温一段时间,然后取出以一定方式冷却下来的一种方法。
回火的目的:①降低脆性,消除内应力,减少工件变形和开裂。
②调整硬度,提高塑性以获得工件所要求机械性能。
③稳定工件尺寸。
常用回火方法如下:有高温回火中温回火及低温回火。
低温回火:加热温度为150~250℃.目的:降低、消除内应力和脆性,保持钢在淬火后的高硬度和耐模性,主要用于工具、量具、模具滚动轴承和渗碳表面淬火的零件。
中温回火:加热温度为350~450℃.目的:是保持一定韧性条件下提高弹性和屈服强度。
故主要用于各种弹簧、锻模、冲头、工具、刀杆等高温回火:加热温度为500~680℃.5.调质:淬火+高温回火称为调质。
可获得强度、塑性、韧性都较好综合力学性能。
广泛用于各种较为重要结构零件。
如连杆螺栓(重要的连杆及螺栓)齿轮及轴等,不但可作为这些零件最终热处理,而且还常可作为精密零件如丝杆类,予先热处理以减少最终热处理的变形。
6.时效;分高温时效和低温时效。
高温时效;加温略低于高温回火的温度,保温后缓冷到300℃出炉,特点;时效与回火有类似作用,这种方法操作简便效果也很好,但是耗费时间太长。
目的应用;时效的目的是淬火后的工件进一步消除内应力,稳定工件尺寸,常用来处理要求形状不再发生变形的精密工件。
如精密轴承,精密丝杆,床身,箱体等。
低温时效;将工件加温到100~150℃,保温较长时间(约5~20小时),低温时效实际就是低温补充回火。
7.高频淬火:即感应加热表面淬火。
将工件放入感应器中,使工件表层产生感应电流,在极短的时间内,加热到淬火温度后,立即喷水(或喷油)使工件表面淬火。
高频淬火又分高频:(100~1000K H Z),中频:(1~10K H Z)淬火及工频(50H X)淬火三种。
目的:①表面硬度比普通淬火可高2~3H R C,并有较低脆性。
②疲劳强度,冲击韧性都有所提高。
③变形小。
④淬火层深度容易控制。
⑤淬火时不易氧化和脱碳。
⑥可以实现机械化,自动化,生产率高。
8.渗碳:将工件放入渗碳介质中,在900~950℃加热,保温使钢件表面增碳过程,渗碳后必须马上淬火(节约能源,不需要二次加热)以提高表面硬度才能实现渗碳目的。
目的:①提高钢件表面层的硬度及耐磨性,而心部仍保持韧性和塑性。
②常用于低碳钢和低合金钢③渗碳层深度随零件的具体尺寸及工件条件的要求而定,太薄易引起表面疲劳剥落,太厚则经不起冲击一般常用0.5m m~2.5m m.④常用于工程机械齿轮零件及轴类,活塞销及伐门头,凸轮轴等,一些受冲击零件。
9.渗氮:向工件表面渗入氮原子,形成氮化层的过程。
称软氮化.为了保证心部获取得必要力学性能,需要在渗氮前进行调质处理。
同时为了减少在渗氮中变形,在切削加工后一般需要进行消除应力的回火,渗氮又分气体渗氮和液体渗氮。
特点:①工件氮化后不再需要淬火便具有很高的表面硬度(最高H V1100~1200)及耐磨性,而且具有高的热硬性,在550℃时硬度仍有H V850~870。
②可提高钢的疲劳强度25~30%。
③处理温度低,变形小,比渗碳后表面淬火变形小得多,可直接精磨或研磨。
缺点:渗氮时间长,费用也高。
目的:提高表面硬度,耐磨性,和疲劳强度及抗腐蚀能力。
应用:有A l、C r、M o等合金钢,又如:40C r,35C r M o,42C r M o等。
渗氮层一般最大0.6~0.7m m,广泛用于精密齿轮,精密机械主轴为镗床主轴,磨床主轴等。
10.碳氧共渗:向工件表面同时渗碳和渗氮的方法:分:气体碳氮共渗和液体碳氮共渗。
(目前国内常用的一种方法)特点:(1)与渗碳相比,其渗层的硬度(一般H V1000)比单渗碳表面硬度高,耐磨性也比单渗碳高。
(2)抗腐蚀性高。
(3)具有较高的抗疲劳强度。
(4)零件变形小。
(5)生产周期比渗碳更短等。
缺点:液体渗碳共渗有毒,共渗后还需要淬火和回火。
应用及目的(1)提高零件表面的硬度及耐磨性(2)提高抗蚀性(3)提高疲劳性渗碳或碳氮共渗工件,均是渗碳或碳氮共渗后,再进行淬火,回火。
淬火方法;可普通淬火(箱式炉加热或盐炉加热)也可高频淬火。
二、金属一般防护处理的知识1、氧化处理(俗称发蓝或发黑)将钢铁零件放在含苛性钠,硝酸钠,或亚硝酸钠溶液中处理,加热到一定温度,使零件表面产生成一层很薄的黑色氧化膜过程,称为氧化处理或俗称发黑、发蓝。
特点和应用:氧化膜主要有磁性氧化铁所组成,厚度为0.5~1.5 m,其抗腐蚀性和耐磨性比原材料高,但比其它化学膜(如磷化膜)低,但它表面比磷化膜光泽美观表面颜色根据零件材料状态,和氧化处理的工艺规范不同各有差异。
一般呈黑色或深黑色,兰色如锻件可呈金黄色,绿色等。
氧化处理后不影响零件的精密度。
为了提高氧化膜的防腐能力,润滑性能,可将氧化后的零件用肥皂或重铬酸液浸渍,使氧化膜松孔填充或钝化,然后进行涂机油,变压器油处理。
2磷化处理:将钢零件放在磷酸盐溶液中浸泡,使金属表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的过程叫磷化。
特点:磷化膜由磷酸铁、锌、锰盐所组成,颜色是灰色或暗灰色,它与氧化膜比有许多特殊物理及化学特性。
如它的厚度为5μm—15μm。
但不改变零件尺寸,抗腐蚀能力为氧化膜2—10倍以上,在空气等多种油中有一定抗蚀能力。
但在海水、酸、碱、氨气中及蒸汽中不能防止腐蚀。
如磷化表面再浸漆。
浸油后抗蚀能力可大大提高。
在400℃-500℃温度下,可经受短时烘烤,过高温度,抗蚀能力会降低。
磷化层与油漆有较高的结合力,还有润滑性能和图高的电绝缘性能,若在其表面涂漆后,更可提高耐静电压性能,与零件的结合力很好。
应用:在一般机械工业中,可直接用它作为机械零件防护层或油漆前底层。
3金属镀锌(属于电镀方式)锌是一种白色金属,锌密度7.17g/c m3,原子量65.38。
熔点420℃,金属锌较脆,加热到100-150时才有一定的延展性,250℃以上容易发脆。
镀锌层大多镀覆于钢铁制件的表面。
经钝化后在空气中几乎不发生变化。
在汽油或含二氧化碳的潮湿水汽中也有很好的防锈性能。
这是因为钝化膜紧密细致及镀锌层生成的碱式碳酸盐薄膜保护了基体的金属不在受腐蚀的缘故。
另一方面主要是锌有较高的负电位。
又有电化学保护作用,所以抗蚀性能相当优良。
钝化作用:锌镀层钝化后通常可因钝化液不同而得到的不同色彩的钝化膜或白色钝化膜。
彩虹色钝化膜的抗腐蚀性能比无色钝化膜高5倍以上。
这是因为彩色钝化膜比白色钝化膜厚,另一方面彩虹色钝化膜表面被划伤后,在潮湿的空气中,擦伤部位附近的钝化膜有对擦伤部位进行“再钝化”作用,修补擦伤,使钝化膜恢复完整。
因此镀锌多采用彩虹色钝化。
无色钝化膜外观洁白多用在日用五金,建筑五金,装饰上。
此外还有黑色钝化,军绿色钝化。
镀锌层经特种处理后,可染上各种颜色作装饰色用。
镀锌成本较低,镀锌层的厚度视镀件的要求而异,较厚而无孔隙,则抗腐蚀性能优良,镀层一般不低于5μm普通6-12μm。
镀锌的方法很多:有电镀,热浸镀,化学镀,喷镀和热扩散,以电镀应用为最普遍。
镀液分:(1)碱性镀液(2)中性或弱酸性镀液(3)酸性镀液碱性镀液有:a氰化物镀锌b锌酸盐镀锌c焦磷酸盐镀锌中性或弱酸性镀液:a氯化物镀锌b硫酸盐光亮镀锌酸性镀液:a硫酸盐镀锌b氯化铵镀锌其中氢化物镀锌,锌酸盐镀锌,氯化物镀锌,硫酸盐镀锌最常用。
氢化物属有毒需环保处理。
除氢处理:锌件在电镀过程中挂在阴极,电镀时,阴极上除沉积出锌以外,同时还析出部分氢,其中有部分氢会渗入镀锌的晶格中,造成晶格歪扭,使镀件应力增大,产生脆性。
另外镀件在酸洗,阴极电解除油时也会有这种渗氢现象。
使零件产生脆性而断裂,称为“氢脆”。
零件氢脆敏感性与材料的物理性能,抗拉强度的大小有关,抗拉强度越高,氢脆的敏感性就大,容易渗氢而造成氢脆断裂,尤其弹簧,弹簧片,高强度钢等重要结构件经电镀后必须进行除氢。
除氢可在装有循环装置的空气炉或油槽中进行。
除氢应在钝化前进行。
镀前应消除应力,镀后应除氢。
钝化作用:将锌镀层放入以铬酸酐为主组成的溶液中进行化学处理使其表面生成一层铬酸盐薄膜的工艺过程称为钝化。
(1)使镀锌层表面进行化学抛光,形成光亮表面。
(2)钝化膜可呈现不同的色彩,尤其是白色钝化可达到浅兰色的钝化膜。
近似铬镀层,可以作为装饰用。
也可钝化成军绿色和黑色等美丽的镀层。
(3)钝化膜可提高镀锌层抗腐蚀能力,延长镀件贮存和使用寿命。
4化学镀镍磷合金:是用次磷酸钠作还原剂而获得的一种表面镀层。
实际是镍磷合金。
(简称化学镀镍)是一种功能性镀层,是近年新发展的一种新型镀层方式,金属表面处理已从装饰镀层转移到功能镀层。
特性:除了防腐蚀和耐磨性以外表明镀层还可提高机械强度,热负荷,电性质和可焊性等。
特点:(1)镀层是非晶态无孔隙,对强碱的耐酸性,明显优于不锈钢,几乎不被强碱所腐蚀,耐酸性优于电镀铬层。
(2)覆盖能力强,分散性能好,对形状复杂的工件尤其是内壁形状复杂的工件具有电镀无法达到的优势(3)镀层尺寸精度高,仿真性能强,镀层硬度高,与基体材料的结合力等多项指标均优于硬铬镀层。
(4)镀层具有良好的自润滑性,耐磨损性能极高,镀层本身对磨,无润滑时摩擦系数既为0.38。
(5)可以退镀(重新镀),但不能在原镀层上再增加镀层厚度。
目前应用范围:汽车工业,航空工业,机械工业,电器工业,纺织工业,电子工业,化学工业等前景广阔。
5镀铬:铬是一种微带天蓝色的银白色金属,铬层在大气中很稳定,能长期保持光洁,铬层硬度高,耐磨性也高,一般分光亮镀铬和硬铬两种。
作用:有装饰性镀铬和功能性镀铬,装饰性;如日常用品中为了防锈,美观等,功能性镀铬有磨损后零件再进行修复,镀上铬层,可提高耐磨寿命,如工、模、量、卡具。