表面涂层处理
为了获得良好的热工性能，空调换热器通常采用小片距、复杂片形的铝箔冷却片与内螺纹圈铜管相接的结构，以强化制冷液与铜管间的热交换效率。当制冷液通过与冷却片紧紧相连的铜管时，空气流则沿垂直于该流体方向的冷却片间通过。由于制冷液的温度低于空气的露点，因而高于制冷液温度的空气流入冷却片时，就会使冷却片间的相对湿度升高，空气中的水分凝聚吸附在其表面上冷凝成水珠。再则换热器通常是在湿工况下进行工作，特别是沿海地区受海洋气候和工业区酸雨的影响，给空调换热器带来了三个问题：一是“水桥”问题。由于冷却片间距小，当凝露水珠的高度超过冷却片间距的一半时．两冷却片之间的水珠就会连接起来，形成牢固的“水桥”，且冷却片间距越密，“水桥”现象就越严重。
二是“白粉”问题。由于空调设备工作时换热器的冷却片始终处于干湿循环状态，冷凝水在冷却片表面长时间停留，起着类似一种氧气浓度差电池的作用，空气中的氧化物、氮化物、盐类化合物及其它污染物质被不断地溶解和浓缩到冷却片表面冷凝水中，结果加速了水合反应和腐蚀反应，被腐蚀的物质积聚在冷却片上，不但破坏了换热器的性能，影响了机器寿命，而且还伴生出铝、磷、钙等化合物为主要成分的“白粉”，这些“白粉”被气流欢出，污染室内环境，影响人体健康。
三是“异味”问题。换热器冷却片处于大面积潮湿状态，使其成为细菌和真菌的良好栖息地，造成运行中的空调设备产生真菌臭味，长此以往，也影响到人们的生存健康环境。从资料上来看，对空调换热器用铝箔进行预涂亲水、耐蚀、抗菌涂层，是解决“水桥”、“白粉”、“异味”问题的最佳途径。
铝箔亲水性涂层包括不含二氧化硅有机树脂系、含二氧化硅有机- 无机复合系、无机水玻璃系、二氧化硅软铝石系。亲水铝箔表面对水有极强的亲合力，冷凝水在翅片上扩散快，不容易形成“水桥”，因而在空调运转时，通风效果好
日本在80 年代初已将亲水处理技术广泛应用与空调中，其应用方式一般可分为两种一是铝箔在未加工成型换热器之前，表面已进行亲水、防蚀膜涂层处理，即亲水铝箔。根据空调器使用环境要求不同，亲水铝箔又可分为几种，如：涂层具有高亲水性、普通防蚀型，或高亲水性、高防蚀性型，即化学成分有含Cr 、含Si 、非Si 等几种不同品种，用户可根据空调器室内、室外机所使用的环境条件进行选择。如沿海地区可选择能耐酸雨，海洋气候高耐蚀性的亲水铝箔，汽车空调还可选择防臭防霉型的亲水铝箔。
二是铝箔加工成型换热器后，再对铝箔翅片表面采用亲水防蚀剂处理。对于后处理方式，成膜提交研究严格，膜厚容易不均匀，工艺不是特别成熟，故多采用铝箔成型前做亲水、防蚀处理。
影响亲水涂层铝箔亲水性的因素及控制
a 、涂层涂附过程对亲水性的影响。主要是涂料成份的控制、固化时间、烘干温度等因素的控制。该部分在亲水涂层铝箔加工厂控制。
b 、翅片加工过程对亲水性的影响。随着亲水铝箔广泛使用，翅片油也由原来的不挥发性润滑油逐步转为准挥发性油直至现在使用的挥发性翅片油。翅片油的技术指标中，与亲水性有关的两个指标是粘度及挥发性，通常，这是一对互相矛盾的指标，即粘度越大，润滑性越好，但较难挥发，翅片油易在亲水铝表面形成油膜，影响亲水铝箔的亲水性。通过实验，认为粘度为1.2 ～ 2.5cSt 的挥发性油较适合亲水涂层铝箔的使用。烘干温度也是影响亲水性的一个重要因素。烘干温度过低，翅片油就无法挥发干净，残留在翅片上的翅片油易形成油膜影响亲水铝的亲水性，同时，铜管里面的润滑油也挥发不干净从而影响小弯头的焊接质量；然而亲水涂层对温度也有一定的限制，若温度太高，将会破坏亲水涂层的亲水性。对于使用挥发性翅片油的亲水铝，不影响亲水性的最高烘干温度为150 ℃左右( 视不同型号涂层可适
当调整10 ～20 ℃) ，烘干时间为5 ～10min 。
换热器材料的选择
换热器的换热方式包括三种基本的方式：传导、对流、辐射。换热器中的铜管起着传导换热的作用，是换热的最直接的方式，铜管本身的换热性能直接影响空调器的换热效果，空调两器用铜管从光管改为内螺纹管后，强化了换热效率，提高了换热能力，空调整机尺寸因此得以大大缩小，实现了换热器铜管的一次大革命。同时，铜管本身也起到构成制冷系统回路的作用。铜管根据需要，要弯成各种形状，通过胀管、焊接的方式连接起来，正像空调器中的金色血脉。
铜管在空调器中起着如此重要的作用，因此，对铜管的几何尺寸、焊接性能、加工性能、可靠性等方面的要求很高[10] 。
在前不久召开的中国国际铜管技术年会上，有关专家指出，依据中国空调和其它相关产业的发展趋势，未来10 年将是中国铜管业发展的重要时期。2002 年我国铜管的生产量已接近世界铜管总产量的1/5 。而以2002 年我国空调产量2700 万台来估算，仅普通内螺纹铜管的使用量就达到 5.4 万吨。
因此，如果在2005 年我国的空调产量达到3050 万台，那么普通内螺纹铜管的用量就将接近9.2 万吨。据CRU 的最新资料分析，我国已经成为仅次于美国的当今世界第二大铜管生产及消费国家。
随着国内空调行业制造水平的进步，空调的整体质量逐年提高，对相关配套企业的产品也提出更高的要求，推动了配套产品的技术进步。铜管制造的新工艺大量涌现，各种新型铜管层出不穷；铜管制造效率的提高，又大大提高了空调小型化、高能效比的进程。
结晶器铜板电镀镍钴铁工艺研究 摘要：Ni-Cr, Ni—Fe。Ni-Co Ni-Co- Fe镀层在结晶器铜板上的开发应用，详细阐述以上四种镀层的优劣，同时对结晶器铜板电镀镍钴铁的优越性进行了详细的阐述。 关键词：铜板电镀镍钴铁工艺研究 Abstract: Ni - Cr, Ni, Fe. Ni, Co, Ni, Co, Fe plating in the development and application of mould copper plate, elaborate the above four kinds of coating, and the advantages of crystallizer copper plating nickel and cobalt iron in detail in this paper. Keywords: copper plating nickel and cobalt iron technology was studied 引言：结晶器铜板在工作过程中由于长时间经受高温铁水的冲刷，存在较严重的摩擦和磨损，其损坏的主要形式是产生热裂纹、磨损和腐蚀；表面的局部损坏又往往造成整个部件失效，最终导致设备报废。据统计，一套结晶器的价格在7—120万元，我国冶会企业每年铜结晶器的消耗在2o亿元以上，是除了轧辊之外的第二大冶金耗材；而且铜及铜合金的资源紧缺，近期来价格又有不断上涨的趋势；因此提高结晶器铜板表面的耐磨性和耐热性是提高经济效益和生产效率的根本措施，具有很好的科学研究意义和实际应用价值。 1，结晶器铜板的表面处理 表面处理技术，即利用各种物理的、化学的或机械的工艺方,法使材料表面获得特殊的成分、组织结构与性能，以提高其耐磨抗蚀性能，延长其使用寿命的技术，也可称为表面加工等。常用的表面技术有：堆焊技术、熔结技术、电镀、电刷镀及化学镀技术、非金属镀技术、热喷涂技术、物理与化学气相沉积、化学热处 理、激光表面处理、电子束技术相变硬化、离子注入等。其中，利用电镀、热喷涂技术、
涂层缺陷分析和处理 Coating Failures Analysis and Handling
?调查研究表明: A great deal of investigations indicated that: ?80％的涂料的缺陷是由于施工不当造成的 ?Almost 80% of coating failures were caused by improper application. ?20％是由于其它原因造成的 ?20% of coating failures were caused by other matters.
涂层中夹渣／有灰尘杂物 Abrasive residues/Dust ?喷砂与机械处理方法所产生的灰尘，锈皮等 ?Dust or other types of contaminations caused by blast- cleaning or mechanical pre- treatment process. ?要特别注意脚手架上的的磨料和灰尘?Advert to abrasives/dust from the scaffoldings. ?如果不清除的话，磨料夹渣和灰尘会与刚喷的涂层合为一体 ?Abrasive residues/dust may be left or incorporated in the fresh coats.
底漆中夹渣引起锈蚀 Rust spots due to residues in primer coat
刷痕Brushing marks ?漆刷不良，引起漆膜成高一道，低一道的不均匀条状?Uneven streaks caused by improper application with brush ?高固体份涂料，不易进行刷涂 ?High solids paint may not be applied with brush.
材料表面改性技术与涂层技术 课程测试作业 姓名:刘志勇 学号:103111002
第一部分各种表面工程技术原理、特点及应用比较 常见的表面工程技术主要有离子注入、激光表面处理、高温扩散渗入、化学转化处理、电镀、物理气相沉积、化学气相沉积、热浸镀、热喷涂、喷焊等。下面我主要就以上表面工程技术进行分开论述，并对其加以比较。 一、离子注入 真空中的一束离子束高速射向另一块固体材料时，离子束会把固体材料的原子或分子撞出固体材料表面，这个现象叫做溅射；而当离子束射到固体材料时，从固体材料表面弹了回来，或者穿出固体材料而去，这些现象叫做散射；另外有一种现象是，离子束射到固体材料以后，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中，这一现象就叫做离子注入。 离子注入技术又是近30年来在国际上蓬勃发展和广泛应用的一种材料表面改性高新技术。其基本原理是：用能量为100keV量级的离子束入射到材料中去，离子束与材料中的原子或分子将发生一系列物理的和化学的相互作用，入射离子逐渐损失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，从而优化材料表面性能，或获得某些新的优异性能。此项高新技术由于其独特而突出的优点，已经在半导体材料掺杂，金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。 二、激光表面处理技术 激光表面处理技术是融合了现代物理学、化学、计算机、材料科学、先进制造技术等多学科技术的高新技术，包括激光表面改性技术、激光表面修复技术、激光熔覆技术、激光产品化技术等，能使低等级材料实现高性能表层改性，达到零件低成本与工作表面高性能的最佳组合，为解决整体强化和其它表面强化手段难以克服的矛盾带来了可能性，对重要构件材质与性能的选择匹配、设计、制造产生重要的有利影响，甚至可能导致设计
表面涂层处理 为了获得良好的热工性能，空调换热器通常采用小片距、复杂片形的铝箔冷却片与内螺纹圈铜管相接的结构，以强化制冷液与铜管间的热交换效率。当制冷液通过与冷却片紧紧相连的铜管时，空气流则沿垂直于该流体方向的冷却片间通过。由于制冷液的温度低于空气的露点，因而高于制冷液温度的空气流入冷却片时，就会使冷却片间的相对湿度升高，空气中的水分凝聚吸附在其表面上冷凝成水珠。再则换热器通常是在湿工况下进行工作，特别是沿海地区受海洋气候和工业区酸雨的影响，给空调换热器带来了三个问题：一是“水桥”问题。由于冷却片间距小，当凝露水珠的高度超过冷却片间距的一半时．两冷却片之间的水珠就会连接起来，形成牢固的“水桥”，且冷却片间距越密，“水桥”现象就越严重。 二是“白粉”问题。由于空调设备工作时换热器的冷却片始终处于干湿循环状态，冷凝水在冷却片表面长时间停留，起着类似一种氧气浓度差电池的作用，空气中的氧化物、氮化物、盐类化合物及其它污染物质被不断地溶解和浓缩到冷却片表面冷凝水中，结果加速了水合反应和腐蚀反应，被腐蚀的物质积聚在冷却片上，不但破坏了换热器的性能，影响了机器寿命，而且还伴生出铝、磷、钙等化合物为主要成分的“白粉”，这些“白粉”被气流欢出，污染室内环境，影响人体健康。 三是“异味”问题。换热器冷却片处于大面积潮湿状态，使其成为细菌和真菌的良好栖息地，造成运行中的空调设备产生真菌臭味，长此以往，也影响到人们的生存健康环境。从资料上来看，对空调换热器用铝箔进行预涂亲水、耐蚀、抗菌涂层，是解决“水桥”、“白粉”、“异味”问题的最佳途径。 铝箔亲水性涂层包括不含二氧化硅有机树脂系、含二氧化硅有机- 无机复合系、无机水玻璃系、二氧化硅软铝石系。亲水铝箔表面对水有极强的亲合力，冷凝水在翅片上扩散快，不容易形成“水桥”，因而在空调运转时，通风效果好 日本在80 年代初已将亲水处理技术广泛应用与空调中，其应用方式一般可分为两种一是铝箔在未加工成型换热器之前，表面已进行亲水、防蚀膜涂层处理，即亲水铝箔。根据空调器使用环境要求不同，亲水铝箔又可分为几种，如：涂层具有高亲水性、普通防蚀型，或高亲水性、高防蚀性型，即化学成分有含Cr 、含Si 、非Si 等几种不同品种，用户可根据空调器室内、室外机所使用的环境条件进行选择。如沿海地区可选择能耐酸雨，海洋气候高耐蚀性的亲水铝箔，汽车空调还可选择防臭防霉型的亲水铝箔。 二是铝箔加工成型换热器后，再对铝箔翅片表面采用亲水防蚀剂处理。对于后处理方式，成膜提交研究严格，膜厚容易不均匀，工艺不是特别成熟，故多采用铝箔成型前做亲水、防蚀处理。 影响亲水涂层铝箔亲水性的因素及控制 a 、涂层涂附过程对亲水性的影响。主要是涂料成份的控制、固化时间、烘干温度等因素的控制。该部分在亲水涂层铝箔加工厂控制。 b 、翅片加工过程对亲水性的影响。随着亲水铝箔广泛使用，翅片油也由原来的不挥发性润滑油逐步转为准挥发性油直至现在使用的挥发性翅片油。翅片油的技术指标中，与亲水性有关的两个指标是粘度及挥发性，通常，这是一对互相矛盾的指标，即粘度越大，润滑性越好，但较难挥发，翅片油易在亲水铝表面形成油膜，影响亲水铝箔的亲水性。通过实验，认为粘度为1.2 ～ 2.5cSt 的挥发性油较适合亲水涂层铝箔的使用。烘干温度也是影响亲水性的一个重要因素。烘干温度过低，翅片油就无法挥发干净，残留在翅片上的翅片油易形成油膜影响亲水铝的亲水性，同时，铜管里面的润滑油也挥发不干净从而影响小弯头的焊接质量；然而亲水涂层对温度也有一定的限制，若温度太高，将会破坏亲水涂层的亲水性。对于使用挥发性翅片油的亲水铝，不影响亲水性的最高烘干温度为150 ℃左右( 视不同型号涂层可适
【紧固件的表面处理——电镀、热镀锌、机械镀及达克罗】 紧固件的表面处理，按照其产品的要求，有许多处理的方法和种类。按表面处理方法，譬如有：涂漆、电镀、化学镀、真空涂镀、浸镀、阳极氧化、化学被膜处理、化学抛光、电解抛光、镀覆、珩磨、喷砂硬化、涂层、气相沉积、渗碳、氮化、表面淬火等；按加工技术，有物理的、化学的、电加工的、机械的、冶金的等等。目前，常用的表面处理方法有以下四种，介绍如下： 一、电镀： 将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时将染黑，磷化等也包括其中。电镀中易产生氢脆，对工件机械强度影响大。 二、热镀锌（H.D.G.）： 通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的熔化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。但因热镀中因温度过高，钢材易产生高温退火不良影响。 三、机械镀(Mechanical plating): 机械镀是将活化剂、金属粉末、冲击介质（玻璃微珠）和一定量的水混合为浆料，与工件一起放入滚筒中，借助于滚筒转动产生的机械能作用，在活化剂及冲击介质（玻璃微珠）机械碰撞的共同作用下，常温下在铁基表面逐渐形成锌镀层的过程。 四、达克罗(dacromet)： 1.锌铬膜（达克罗）防腐机理简述： 锌铬膜（达克罗）涂复工艺是一种全新的表面处理技术，又称达克罗、达克乐、达克锈、锌铬膜（达克罗）、达克曼等。在发达国家的汽车工业、土木建筑、电力、化工、海洋工程、家用电器、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、造船、军事工业等多种领域已得到极为广泛的应用。我国随着该技术的逐步推广，已在汽车、电力、锚链、公路、海洋工程等方面开始大量使用，并获得了极高的评价。锌铬膜（达克罗）液是一种水基处理液，金属件可以采用浸涂、喷刷或刷涂处理，然后送进加热炉炉固化，固化温度在300℃左右，经四十五分钟到一小时的烘烤，形成锌铬膜（达克罗），铬固化时，涂膜中的水份、有机类（纤维素）物质等挥发份在挥发的同时，依靠锌铬膜（达克罗）母液中的高价铬盐
XYLAN 表面涂层 Xylan 涂层是一种耐磨损，不粘，耐高温，持续性的腐蚀环境中应用的保护微涂层。它区别于其他传统的含氟聚合物的一个重要点在于它是复合材料。 Xylan is a thin, continuous, protective barrier that resists chipping, galling, cold flow, temperature extremes and weathering in a wide range of corrosive environments. That’s differs from traditional Fluoropolymer coatings in one very impartment aspect that they are composite materials. Xylan 的多用途特性在作为螺栓和螺帽的涂料表现最佳，在轻易安装，防腐蚀和轻便拆除方面都显示出无比的特性。 Xylan multi-purpose characteristics of bolts and nuts as the best performing coatings, in the easy installation, removal of anti-corrosion and light areas have shown tremendous character. Xylan涂层在防海水腐蚀，抗化学品腐蚀，抗磨损等方面表现出色。盐雾时间最高可达1000多小时。Xylan的涂层薄但是却具有自润的性能，特备适用于水下精密设备配合的表面防腐蚀：BOP，管汇，航空和航天制造工业，风力发电等。 Xylan coating is excellent in seawater corrosion prevention, chemical resistance, and wear prevention.The salt spray test is higher than 1000 hours. The thin film which is suitable for underwater precise equipment surface corrosion prevention, it’s including BOP, pipeline，voyage spaceflight manufacturing industry, wind power generation and so on. 特点：characteristic 低摩擦性（低于0.055）；low friction (lower than 0.055) 密着粘性特征；remarkable adhesion 优越抗磨损及耐粘性能；unusual resistance to wear abrasion 防腐蚀性极佳；excellent resistance to corrosion 不易剥落；resistance to chipping 能抵抗外在环境因素：日照，咸水；resistance to the elements: sunlight, salt water 适应工作温度范围—190℃到260℃；working temperature rang from:-190℃to260℃ 有多种颜色:available in a wide range of colors
涂层缺陷现象主要原因预防和修正方法 流挂垂直涂装面的涂料向下流，形成 流坠状的现象 喷涂不均匀，局部或全面过厚按规定进行喷涂 铲去流挂涂层，小心磨平，补漆处理稀释剂过量—造成涂料过稀按技术要求进行稀释 被涂面温度过高和过底适当的温度下进行涂装 皱皮和橘皮涂层过厚时表干而主体内不干， 内部干燥收缩使表面起皱隆起或 呈橘皮状的现象（涂层内聚力大 而未被表面收缩力拉裂的现象） 底漆未干即涂面漆，面漆干燥底漆未干，两层收缩底漆要充分干燥 打磨平整后再涂装一次涂装过厚注意推荐膜厚 油性涂料干燥剂过量，表干过快调整干燥剂用量 底材温度过高调整施工时间 烘烤型涂料，表面固化远快于本体固化 龟裂（泥裂）由温度变化、风蚀作用和持续的 聚合反应所产生的整个涂膜、涂 膜与底材之间的应力所引起穿透 涂层，延伸至底材的裂纹 底层涂料未干即涂面漆或底漆过厚待底漆干后再涂面漆 多发生在颜基比较高的涂料中，基料少抗 拉强度底而干燥快收缩又大，除去裂纹部 份，重新涂装 环境温度过高且表干过快/湿度低而未喷雾注意配套的正确 表面粗造度偏低对于降温调整施工时间 无机锌一次涂装过厚及油性涂料不断氧化和聚合设计干膜厚度 涂料配方 采用合适的树脂，增塑剂和颜料可将涂层龟裂的趋 势降至最低 细裂随着涂层的干燥和固化的进行， 其表面变得硬而脆并产生了表面 应力，造成表面出现了不见底的 细小裂纹（涂层内聚力小而被表 底层涂料未干即涂面漆或底漆过厚耐候性好的树脂 底漆过软，面漆较硬不会发生细裂的活性颜料或添加含有纤维颜料 温度急剧下降使用期长且稳定的增塑剂 无机锌一次涂装过厚配有挥发较慢的溶剂
下表列出了涂装施工过程中常见的涂层缺陷、涂层缺陷产生的常见原因以及预防和修正的方法。 面大的收缩力拉裂的现象） 鳄裂或皲裂 涂层表面硬化和收缩的速率比涂料本身快的细裂反应所引起的，这是一种由于涂层表面应力引起的微裂型损坏 当表面收缩速度大于本体时，开裂就会发生 避免温度高时施涂及阳光暴晒 鳄纹和细裂一样，最初并不穿透涂层 除去裂纹部份，重新涂装 煤焦沥青暴露于阳光和风雨侵蚀之下，特别是在施工厚涂层的情况下 设计干膜厚度 决不要将需要氧化或聚合的硬性涂层施工在永久软性或橡胶 状的底漆上 注意配套的正确 涂料应薄层多道重叠施工，以使其能在施工后一道涂层前固化 强溶剂涂料施涂在挥发型涂料表面上 注意配套的正确 钢材本身的热胀冷缩 钢表面升降温稳定时施涂或调整施工时间 老化发硬的涂料，如醇酸树脂涂料等 涂层缺陷 现象 主要原因 预防和修正方法 剥落/脱皮脱层 /分层 涂膜从底材上失去附着力而脱落或分层的现象 表面处理不良—太光或太脏，底材上有微量的粉物，灰尘，污垢，油及油脂，水、锈和化学物质等杂质 清除表面上油、水、锈 剥落部份彻底打磨掉后重新涂装 底面漆不配套 注意合理配套 底漆油漆未干已复涂 控制涂装最小间隔期理 超过涂装间隔期 漆膜要进行拉毛或扫砂处理 被涂物表面过于坚硬、光滑 注意涂装表面粗糙度 针孔（漏涂点） 表面涂层内部气泡破裂而露出的可见底材的小孔 溶剂混合比例不当挥发太快，成膜物来不及补平空隙 调整溶剂和稀料 对轻微针孔，用砂纸打磨，反复簿涂几层 环境温度过高，表干‘凝定’迅速，封闭了涂层内溶剂及空气/快干涂料 适当调整温度下喷涂
增强材料的表面处理(六) 笪有仙 孙慕瑾 (中国科学院化学研究所 北京 100080) 41313 表面组成的表征 表面的组成直接关系到增强剂与基体树脂的浸 润性,同时也是决定界面层的结构与性能因素之一, 因此测定表征对了解复合材料界面粘接性能是十分 必需的。过去曾用化学分析法,光学法,电化学法等 技术测定增强材料玻纤及碳纤等表面组成,但都得 不到满意的结果,只有近年来发展起来的X-光光电 子能谱分析法(ESCA)对材料表面组成进行分析取 得了满意的结果。此方法灵敏,操作简单,自动化程 度高,测试迅速,只要将少量的样品安装在谱仪的样 品探头上,进入分析器中,谱仪即能自动进行分析, 计算机能将各组成的含量自动打印出来。Rynd等 入[50]用ESCA技术测定了E-玻璃和S-玻璃的表 面组成,其结果如表46及47所示。 表46 E-玻璃纤维表面组成的ESCA测定 相 组成/% Si Al Mg Ca B F O 本体18166112126134110146118表面29165101183140100145919表47 S-玻璃纤维表面组成的ESCA测定 相 组成/% Si Al Mg O 本体21189175116315 表面231811158135615 笪有仙等人[51]采用ESCA技术测定各类碳纤维表面组成,结果如表48所示。 表48 碳纤维表面组成的ESCA测定 碳纤维 组成/% C O Sn 广州催化法碳纤维86163111052132 空气法上海碳纤维941705120- 科化沥青碳纤维941255175- 科化活性碳纤维921707130- 41314 表面接枝度的表征 通过化学辐照,等离子体等方法借助增强材料表面的化学活性基团,在纤维表面接枝上某种聚合物,使复合材料界面层具有预设计的性能,达到提高界面粘接强度,消除内应力,增加韧性和耐湿热老化等性能。接枝后的接枝度可以用化学方法予以测定,但测试周期长,困难大,而采用XPS技术测定接枝度比较简单。 根据公式: 接枝度=[(O/C)g-(O/C)ung]/(O/C)AA 式中(O/C)g为接枝后测得增强剂表面的氧碳比, (O/C)ung为接枝前测得增强剂表面的氧碳比;(O/ C)AA为接枝单体按分子式计算的氧碳比。 所以只要在能谱仪上测得(O/C)g和(O/C)ung即可求得接枝度,笪有仙等人[52]应用XPS技术测定了碳纤维表面等离子体接枝丙烯酸的接枝度,由表49所示。 表49 碳纤维表面接枝丙烯酸的接枝度 CF PCF PCF1 O/C011801190125 MC×10-2212831203103 接枝度/%--13130 注:表中CF为原始碳纤维; PCF为经等离子体处理过的碳纤维;PCF1为PCF上接枝上丙烯酸。 41315 表面酸碱度的表征 复合材料的性能。很大程度上取决于界面的粘接性能,而界面粘接性能直接与材料表面的酸碱性有关。Fowkes[53]的研究结果表明,粘接体与粘接剂之间的酸碱配位作用对粘接强度起决定作用。潘慧铭等人[54]研究结果也同样表明,界面粘接强度直接与界面酸碱配位的强弱成正比;吴培熙等人[55]研究了表面碱性钢纤维增强酚醛树脂的摩擦性能,结果表明随酚醛树脂的酸性增加,二者的浸润性变好,摩擦性能提高磨损率下降,冲击强度上升;笪有仙等人[56]研究了碳纤维表面和环氧树脂表面的酸碱配位作用的强度与界面粘接度的关系,发现随碳纤维表面酸性的增加,层剪强度上升,如表50所示。 表50 碳纤表面的酸碱度与IL SS关系3 性能OCF/CFRP0PCF1/CFRP1环氧树脂基体 γ+/γ-(酸碱度)010********* ILSS/MPa741410513- FRP/CM 20011No.5
金属表面处理 金属表面处理一般包含哪几类？ 金属表面处理有：电镀、涂装、化学处理层。 电镀包括（镀锌、铜、铬、铅、银、金、镍、锡、镉等）； 涂装包括（油漆涂装、静电喷粉、喷塑工艺）； 化学处理包括（发黑处理、磷化处理）。 另一方面是金属的表面改性,也称表面优化，现代先进的表面改性技术主要有物理气相沉积（简称PVD）、化学气相沉积（简称CVD）、等离子体化学气相沉积（简称PCVD）、离子注入和离子束沉积。 什么是电镀？ 电镀(electroplating)被定义为一种电沈积过程(electrodepos- ition process)，是利用电极(electrode)通过电流，使金属附着于物体表面上，其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。目前较常遇见的电镀方式：水溶液电镀(滚镀、挂镀、连续镀)、化学电镀。 电镀的目的是什么？ 电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理之防止渗碳、氮化、尺寸错误或磨耗之另件之修补。 电镀的基本流程是什么？ 前处理(研磨→预备洗净→水洗→电解脱脂→水洗→酸浸渍及活性化→水洗)?中和→洗水→电镀(打底) →水洗→中和→水洗→电镀(表层) →水洗→纯水→脱水→烘干 前处理不完全所造成的镀层缺陷有以下几点：? (1)镀层的剥离、气胀。? (2)污点、无光等光泽不均的现象。 (3)镀层的小孔、不平。? (4)针孔的发生而降低制品的耐蚀性。 (5)镀层皮膜的脆化。?
镀锌 电镀锌有哪几类? (1)酸性镀锌(acid zinc plating) (2)碱性非氰化物镀锌(alkaline plating ) (3)氰化物镀锌(cyanide zinc plating ) 各有什么优缺点？ 1.1?酸性镀锌? 形状简单镀件和做油漆底层用的较多,其优缺点如下:? 优点? (1)可得光泽,平滑,镀锌层相似的镀层????? (2)可直接镀在碳化,氮化的钢铁上和铸铁上????? (3)电流效率较高? (4)废液处理容易,只需用高ph值将锌沉淀????? (5)导电性佳,节省电原???? (6)产生氢脆性小? (7)可在较高温下得到光泽镀层????? (8)镀浴安定,毒性小,成本低? 缺点? (1)镀浴腐蚀性强,镀槽及附属设备需加衬????? (2)焊接及组合镀件不宜,会有渗流(bleadout)????? (3)厚镀层延性差????? (4)结晶粗糙????? (5)均一性差? ????(6) 需要有过滤,冷却管及冷冻设备? 1.2碱性非氰化物镀锌(Alkaline?Non-Cyanide?Zinc?Plating)? 优点?? ????(1)毒性小? ????(2)废液处理容易,只需将锌沉淀? ????(3)成本低? ????(4)均一性好? ????(5)可用刚镀槽? 缺点? ????(1)镀浴成份需严格控制,每天要分析?????? (2)前处理要求质量高 (3)锌含量少时,电流效率降低 (4)对金属杂质及硬水杂质敏感?????? (5)镀层校氰化镀锌脆? ????(6)需要添加剂,否则黑暗镀层出现?????? (7)添加剂特殊,非一般性原料,需由厂商提供? 1.3?光泽氰化镀锌优点? ?????(1)使用历史悠久,经验较丰富?????? (2)前处理要求比较不严格?????? (3)被覆性优良? ????(4)浴成份的分析及控制比较容易??????
材料表面处理工艺 一、表面处理分以下方式： 1、机械表面处理：喷砂、拉丝、机械抛光、压纹、喷涂、抛丸、磨光、刷光、刷漆、抹油化学表面处理：QPQ处理、光中氮化、铬化、镀铬、镀锌、化学镀镍、化学抛光、发黑/发蓝、酸洗 2、电化学表面处理：阳极氧化、磷化、电化学镀镍、电化学抛光、电泳。 现代化超硬化表面处理：TD覆层处理、物理气相沉积（PVD）、物料化学气相沉积（PCVD）、化学气相沉积（CVD） 3、其他类型表面处理：离子镀膜、离子注入、激光表面处理 二、机械表面处理说明： 1、喷砂：利用高速砂流的冲击作用清理和粗化零件表面，行成哑光珍珠银面。 特点：提高工件抗疲劳性，增加工件与涂层的附着力，延长涂层的耐久性，利于涂料的流平和装饰、表面易脏。 用途：可适用所有黑色金属及铝合金材料进行表处前进行或者不锈钢钣金表面。 2、拉丝：通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的表面处理，形成缎面效果，体现金属材料的质感 3、机械抛光：利用抛光工具和磨料颗粒或其它抛光介质对工件表面进行修饰加工，降低表面粗糙度，获得光亮、平整表面的加工方式。 4、压纹：压制各种纹理 5、喷涂：覆盖其他非金属涂层。钢钣金常用喷涂颜色：大波纹米白色静电喷涂、表面粉末静电喷涂黑色亚光、黑色细砂纹静电喷涂 三、化学表面处理说明： 1、QPQ：将黑色金属放入两种性质不同的盐浴中，通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层，使表面改性的目的。 特点：良好的耐磨性和耐疲劳性；良好的抗腐蚀性；变形小；时间周期短；无公害。误差可保持在0.005mm。 颜色：亮黑色 用途：可适用所有黑色金属材料。 2、光中氮化：QPQ升级工艺，将钢或不锈钢放入由多种元素混合的盐浴中进行渗透处理，
金属表面处理工艺有哪些_常见金属表面处理方法有哪些 金属表面在各种热处理、机械加工、运输的过程中，不可避免地会产生腐蚀、随着油污和杂质等，产生氧化现象，这就需要进行表面处理。 金属表面处理有很多种，按照其特性的不同可分为溶剂清洗、机械处理和化学处理三大类。根据不同氧化程度的金属表面，应采用不同的处理方式。如对于较薄的氧化层可采用溶剂清洗、机械处理和化学处理，或者直接采用化学处理，对于严重氧化的金属表面，由于氧化层较厚，如果直接采用溶剂清洗和化学处理，不但处理不彻底，还会浪费大量的清洗剂和化学剂，最好先采用机械处理。 溶剂清洗是对使用溶剂对金属表面进行清洗的一种处理方法，该方法可以有效去除工件表面的油污、杂质和氧化层，使工件表面获得清洁。经溶剂清洗后的金属表面具有高度活性，更容易受到灰尘、湿气的污染，所以处理后的工件还要进行喷涂、喷涂等表面处理，提高工件的抗腐蚀能力。 金属的表面处理有哪些？ 不锈钢：电镀、抛光、拉丝、电泳、PVD、蚀刻、彩色钝化 铝合金：阳极氧化、电镀、蚀刻 镁合金：电镀、钝化皮膜 钛合金：电镀、阳极氧化 锌合金：电镀、钝化 铸铝：电镀、阳极氧化 钢铁：钝化、磷化 电镀 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。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
表面处理的概念： 拼音：biaomianchuli，英文：surface treatment 在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。 对于金属铸件，我们比较常用的表面处理方法是，机械打磨，化学处理，表面热处理，喷涂表面， 钕铁硼磁性材料表面处理，全新的稳定成熟，高效率低成本的处理工艺，优于磷化处理 钕铁硼磁性材料是钕，氧化铁等的合金。又称磁钢。 钕铁硼磁性材料牌号有：N30～N52；30H～50H；30SH～50SH；28UH～40U H；30EH～35EH等。 第三代稀土永磁钕铁硼是当代磁铁中性能最强的永磁铁。它的BHmax值是铁氧体磁铁的5-12倍，是铝镍钴磁铁的3-10倍；它的矫顽力相当于铁氧体磁铁的5-10倍，铝镍钴磁铁的5-15倍，其潜在的磁性能极高，能吸起相当于自身重量640倍的重物。 由于钕铁硼磁铁的主要原料铁非常便宜，稀土钕的储藏量较钐多10-16倍，故其价格也较钐钴磁铁低很多。 钕铁硼磁铁的机械性能比钐钴磁铁和铝镍钴磁铁都好，更易于切割和钻孔及复杂形状加工。 钕铁硼磁铁的不足之处是其温度性能不佳，在高温下使用磁损失较大，最高工作温度较低。一般为80摄氏度左右，在经过特殊处理的磁铁，其最高工作温度可达20 0摄氏度。 由于材料中含有大量的钕和铁，故容易锈蚀也是它的一大弱点。所以钕铁硼磁铁必须进行表面涂层处理。可电镀镍(Ni), 锌(Zn), 金(Au), 铬(Cr), 环氧树脂(Epoxy)等。 钕铁硼钝化剂, 阻止生锈及产生花斑, 主要成分：金属表面钝化剂、沉膜剂、表面活性剂、缓冲剂、聚和剂等`。 简称：Royce-799系列 适用范围：适用于钕铁硼材质、铸铁、粉未冶金等多种材质的表面直接钝化使用 物理化学性质： 物性外观浅黄色透明液体状物 PH 7．0-9．0 沉膜剂＞20% 钝化剂＞20% 其他活性剂＞4%
3 防腐蚀涂层 表1中是本标准规定的标准符号，用来定义和规范性能和技术要求，这些处理有些可以用不同的不 含六价铬表面防腐涂层方式代替。 这样电镀表面处理与锌基铝盐表面防腐处理（锌鳞片粉在工件表面生成很薄的鳞片状锌铝防护层——译者注）系统可以平行使用。 表2是为允许使用不含六价铬的表面防腐涂层的，有特殊应用特征的应用范围规定的。 4 表面处理的标识 - 在技术资料(图纸中): 比如防腐蚀- MAN 183-B1 或者MAN 183-PHR - 在标准间的名称中: 比如6角螺栓DIN 931-M10x40-10.9- MAN 183-B1 本标准编号 按照表1 符号–OS 颜色，仅对 根据6.11 表1注脚的解释 2要注意第1 和第6节规定。0) 非高强度结构件，强度FK < 8.8/8 且R m< 800 N/mm 1) 机械连接件，强度FK ≥ 8.8/8 符合VDA 235-104.10。 2/ FK 12.9。 2) 仅适用于强度R m≥ 1200 N/mm 3) 按照表2 和OS表面处理方式，又或者没有润滑。 2/ FK 12.9.有要求。 4) 只对材料强度为R m≥1200 N/mm 5) 只允许B4型表面处理，如果外观设计上有要求用黑色。 6) B2类表面处理= Geomet 500 只在特殊情况下要求使用，如果对摩擦系数需要多次拧紧 后仍有要求，比如车轮轮枢螺栓。最大表面处理的厚度参见6.8节规定。 7) 对于B1, B2, B4类型的表面处理，尤其是内螺纹，较小的螺纹外径和带摩擦损耗部位（比如螺纹 受力齿面——译者注）表面处理方法，有必要采用合适的表面处理方法。 8) 锌片处理的连接件与黄铜结构件的的配对由于接触腐蚀的原因不允许使用。 9) 强度等级在12/12.9的连接件不允许采用电镀表面处理。
塑胶表面处理剂增强附着力的工艺方法 （内容来源静川化工） 尼龙（PA）、聚丙烯（PP）等塑料底材在工业生产中的应用非常的广泛，其结晶度高，而且还具有一定的结晶取向能力，例如PP塑料同时还属于非极性底材，基于其分子结构的所导致等因素导致附着力差，在喷漆或胶粘过程中油漆或胶水难以在其表面附着，油漆或胶水通过喷涂或涂刷等施工在基材表面时，容易出现掉漆或脱胶、起皮等不良缺陷。 塑料表面的附着力属性的优异有助于在对其进行喷漆或胶粘工艺时油漆或胶水在基材表面的牢固结合。因此在塑料的表面处理方法中，增强基材表面附着力对于解决由于附着力所导致的不良（例如掉漆、脱胶等）问题起到了关键的作用。 为了增强塑料表面附着力，促进油漆或胶水与基材之间的结合力，解决掉漆或脱胶等问题，需要对塑料基材进行预处理。一般的方式有三种：火焰处理、电晕处理、塑料底涂剂，下面就一起来看看三种增强塑料附着力方法之间的区别。 1.火焰处理 塑料表面前处理通过火焰处理时，其主要的原理是通过高温使得塑料表面分子发生氧化反应而产生极性基团，极性基团的增加会促进附着力的增强，与油漆或胶水形成牢固的结合作。但是火焰处理方式因工艺设备以及控制工艺等原因，导致其稳定性差，且容易灼伤底材。 2.电晕处理 电晕处理增强塑料表面附着力的方法，在操作的成本上设备相对来说比较昂贵，而且随着其提高塑料表面达因值会随着时间的增长而衰减，因此在喷涂时，需要保证时间的间隔。其作用原理是通过对塑料表面进行放电处理，活化其表面，使得表面分子结构重排，产生更多的极性。基于工艺的复杂程度以及成本等原因，不建议使用。 3.塑料底涂剂增强塑料附着力的方法 塑料底涂剂通过底涂方式，作为中间层，作用于底材与油漆或胶水之间，活化塑料底材表面，增强附着力及润湿性能的同时，与油漆之间的化合键合作用更加有助于涂层的稳定牢固。静川塑料底涂剂的应用结合了分子间作用力、化学键合以及部分底涂剂的溶胀溶解之后的机械咬合作用力等，达到提升附着力的用途。
表面处理工艺/方法及其检测： 术语 涂/镀层 通过电镀、化学镀、渗金属和非金属、铝合金阳极氧化、金属热喷涂、钢铁件化学氧化、喷涂有机或无机涂层等表面防腐处理工艺，在金属表面形成的保护层。 外观质量 外观质量检测应在天然散射光线或无反射光的白色透射线下目视检查。光照度应不低于300lx（即相当于零件放在40W日光灯下距离500mm处的光照度），必要时可以用3-5倍放大镜观察。 1、涂层应均匀光滑、不粘手，不得有流挂、气泡等缺陷； 2、钢铁氧化件表面不允许有挂灰；不得有膜层损伤、氧化斑等缺陷； 3、镀层结晶细致、均匀，不得有表面粗糙、硬刺、烧焦等缺陷；不得产生树枝状、海绵状和条纹状结晶； 4、涂镀层不允许出现裂纹、起皮、起泡、脱落等缺陷； 5、允许由于热处理、焊接、表面加工状态不同，电镀层呈现不同颜色和光泽；允许有轻微水渍； 厚度测量： 1、秤量法 2、磁性法 3、横截面显微镜法 4、阴极溶解库伦法 性质检测 1、耐蚀性能 1.1.醋酸盐雾 参照GB6459的规定进行。 试验方法：
要求： 1.2.二氧化硫腐蚀试验。 参照GB9789的规定进行。试验方法： 要求： 2、耐磨性能 试验方法： 要求： 3、延伸率 4、结合力
4.1.摩擦抛光 4.2.钢球摩擦抛光 4.3.喷丸 4.4.剥离 4.5.锉刀 4.6.磨、锯 4.7.凿子 4.8.划线、划格 采用磨为30°锐刃的硬质钢划刀，相距约2mm划两根平行线。在划两根平行线时，应当以足够的压力一次刻线即穿过覆盖层切割到基体金属。如果在各线之间的任一部分的覆盖层从基体金属上剥落，则认为覆盖层未通过此试验。 另一种试验是划边长为1mm的方格，同时，观察在此区域内的覆盖层是否从基体上剥落。 4.9.弯曲 4.10.缠绕 在此试验中，把试样（一般是带或线）绕一心轴进行缠绕，此试验的每一部分都能能标准化，即：带的长度和宽度、缠绕速度、缠绕动作的均匀性和试样所缠绕的棒（心轴）的直
表面处理大汇总 表面处理即是通过物理或化学的方法在材料表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。 外观：颜色、图案、logo、光泽\线条（3D、2D）； 质感：手感、粗糙度、寿命（品质）、流线型等等； 功能：硬化、抗指纹、抗划伤； 一、阳极氧化 阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。 工艺流程: 单色、渐变色：抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干 双色：①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2→封孔→烘干 ②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1→镭雕→阳极氧化2→封孔→烘干 技术特点: 1、提升强度, 2、实现除白色外任何颜色。 3、实现无镍封孔，满足欧、美等国家对无镍的要求。 技术难点及改善关键点： 阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要结构件厂商在生产过程中不断探索，寻求突破。 阳极氧化处理相关厂商 1、比亚迪 2、富士康 3、大禹化工 4、鸿荣恒铝制品
…… 二、电泳(ED-Electrophoresisdeposition) 电泳：用于不锈钢、铝合金等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。 工艺流程：前处理→电泳→烘干 技术特点: 优点： 1、颜色丰富； 2、无金属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等； 3、液体环境中加工，可实现复杂结构的表面处理； 4、工艺成熟、可量产。 缺点：掩盖缺陷能力一般，压铸件做电泳对前处理要求较高。 电泳处理相关厂商 1、船南济城科技 2、弘昕五金 …… 三、微弧氧化(MAO) 微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。 工艺流程：前处理→热水洗→MAO→烘干 技术特点 优点： 1、陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹； 2、基材广泛：Al,Ti,Zn,Zr,Mg,Nb,及其合金等； 3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。 缺点：目前颜色受限制，只有黑色、灰色等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现；成本主要受高耗电影响，是表面处理中成本最高的其中之一。 微弧氧化处理相关厂商 1、比亚迪
收稿日期:2005-05-08 作者简介:庞国星(1963—),男,博士研究生,从事材料工程教学与科研工作1E 2mail:panglfht@1631com 1 表面处理复合涂层的摩擦学评价方法 庞国星 1,2 陈华辉 1 (11中国矿业大学(北京校区)材料工程系 北京100083;21北华航天工业学院材料工程系 河北廊坊065000) 摘要:从涂层的摩擦学评价的重要参数、涂层与基体间的粘合力、涂层力学性能、涂层的摩擦学特性以及涂层零件的摩擦学特性等方面介绍了金属切削刀具和模具等工件的复合涂层的摩擦学涂层的评价方法,指出了在轻合金涂层材料、低摩擦因数的涂层、涂层韧性的改进、涂层磨损试验方法、涂层设计和评价的工具等方面需要进一步研究。 关键词:涂层;摩擦学;涂层评价 中图分类号:T H11711 文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2006)3-163-3 Eva lua ti on M ethods of Tri bolog i ca l Perfor mance for Co m posite Coa ti n g of Surface Trea t ment P a ng Guo xi ng 1,2 C he n Hua hu i 1 (1.Depart m ent ofM aterial Engineering,China University ofM ining Technol ogy,Beijing 100083,China; 2.Depart m ent ofM aterial Engineering,North China I nstitute of A str onautic Engineering,Langfang Hebei 065000,China )Abstract:Evaluati on methods of tribological perfor mance for composite coating of surface treat ment used in metal cutting t ools and molds etc .workp iece were intr oduced fro m i mportant parameters of evaluati on methods of tribol ogical coating,binding force bet ween the coating and the base,mechanical p roperties of coatings,tribological characteristic of coating,tribol ogical characteristic of coated workp iece,and the further research directions were pointed out for coating material of light all oy,l ow fricti on coefficient coating,i mp r ovement of coating toughness,wear test method,tools for designing and evaluating coatings etc . Keywords:coating;tribol ogy;evaluation on coating 瑞典的Sandvik 公司在1969年引入了第一例摩擦学CVD 涂层(Ti C )用于硬质合金刀具,在1970年引入PVD 涂层(Ti N )用于高速钢刀具,目前这两类涂层仍被认为是最好的摩擦学涂层。现代摩擦学领域应用的涂层仍然主要是用在切削刀具上。在刀具的发展中,有两类倾向值得注意即干切削和高速切削淬硬钢。这两类切削都要求切削刀具具有高的热硬性和化学稳定性等,这些都可以依靠表面处理的发展来解决。 把摩擦学涂层应用于成形工具和机械零件上目前仍处于初级阶段,而成形工具和机械零件在工业中比切削刀具占的份额要大得多。但下列原因阻碍了表面处理在成形工具和机械零件上的应用:(1)很多成形工具和机械零件的尺寸较大,用目前的处理工艺不太经济;(2)多数成形工具和机械零件的基体材料不能经受目前表面处理工艺的沉积温度;(3)成形工具和机械零件的形状较复杂,有一些窄槽难以处理获 得涂层;(4)目前表面处理的成本较高。在成形工 具和机械零件领域中,有发展前途的表面涂层工艺是:用等离子辅助P VD 工艺生产双层涂层;功能性的PVD 涂层,Cr N 或Ti N ;低摩擦因数的DLC 或WC /C 涂层。 汽车工业的发展也会促进表面工程的应用。汽车工业对材料的要求是逐渐用轻合金(铝、镁、钛等合金)代替钢铁制工件以降低汽车的质量来减少油耗。如果把薄的耐磨涂层应用于相对较软的基体材料上,则需要提供支撑层以提高承载能力。化学镀镍、镀硬铬、激光熔覆、热喷涂、氮化、渗碳等都可以作为这种支撑层。对支撑层设计的主要参数是涂层的厚度和其弹性模量,设计的主要目标是避免塑性变形和减少弹性变形。附加的低硬度的、减摩涂层也可以应用于耐磨PVD 涂层的顶部。这一减摩涂层可以起到分散载荷、降低应力,以保证平稳磨损的作用。现代的PVD 或CVD 涂层材料是多重的复合材料。1 复合涂层材料的摩擦学评价111 重要参数 在设计和使用摩擦学涂层时考虑所有性能是不现实的,因此这里仅讨论一些重要的参数。 2006年3月 第3期(总第175期) 润滑与密封 LUBR I CATI O N ENGI N EER I N G Mar 12006 No 13(serial No 1175)