产品造型材料与工艺第6讲金属表面处理与装饰技术
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金属表面处理工艺及技术
第二次加热为Ac1+30-50℃，细化表层。
渗碳后的热处理示意图
2021/5/27
22
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
2021/5/27
23
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
表面淬火齿轮
4
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。
2021/5/27
回火索氏体
索氏体
5
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)。
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。
2021/5/27
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
3
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
2021/5/27
20
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
2021/5/27
渗碳后的热处理示意图
2021/5/27
22
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
2021/5/27
23
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
表面淬火齿轮
4
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。
2021/5/27
回火索氏体
索氏体
5
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)。
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。
2021/5/27
轴 的 感 应 加 热 表 面 淬 火
3
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
2021/5/27
20
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
2021/5/27
金属表面处理工艺及技术
金属表面处理工艺及技术金属表面处理工艺及技术是指对金属材料的表面进行处理，以提高其耐腐蚀性、耐磨损性、良好的外观和表面光滑度等特性。
金属表面处理工艺及技术广泛应用于许多行业，如汽车制造、机械制造、航空航天等领域。
本文将介绍几种常见的金属表面处理工艺及技术。
1.镀层技术镀层技术是一种将金属材料表面涂覆一层金属或合金的工艺。
常见的镀层技术有电镀、热镀、化学镀等。
电镀是将金属材料放入含有金属离子的电解液中，通过电流的作用将金属离子还原成金属原子，使其沉积在金属表面形成一层保护膜。
热镀是通过高温将金属或合金熔化，然后将金属材料浸入熔融的金属池中，使金属溶解在金属表面形成一层保护层。
化学镀是利用化学反应将金属离子还原成金属原子，使其沉积在金属表面形成一层保护膜。
2.抛光技术抛光技术是通过磨料与金属表面的摩擦，使金属表面得到光洁、平整的处理工艺。
抛光技术可以分为手工抛光和机械抛光两种。
手工抛光是通过用砂纸、砂轮等工具进行研磨，使金属表面获得平滑的效果。
机械抛光是通过使用旋转的砂轮、刷轮等设备进行抛光，效率较高且一致性好。
3.喷涂技术喷涂技术是将涂料通过喷枪均匀喷涂在金属表面的一种处理技术。
喷涂技术可以分为喷漆、喷粉、喷膜等多种形式。
喷涂技术可以改变金属表面的颜色、质感和外观，同时也能起到保护金属表面的作用。
喷涂技术广泛应用于汽车、机械制造等行业中。
4.钝化技术钝化技术是通过在金属表面形成一层钝化膜，使金属材料具有较好的耐腐蚀性能。
钝化技术可以分为化学钝化和电化学钝化两种形式。
化学钝化利用化学反应在金属表面形成一层钝化膜，电化学钝化则通过电流的作用，在金属表面形成一层保护层。
5.涂层技术涂层技术是将一层涂料覆盖在金属表面，以提高金属的耐磨、耐腐蚀等性能。
涂层技术可以分为喷涂、涂装、热喷涂等多种形式。
喷涂是通过喷枪将涂料均匀喷涂在金属表面。
涂装是通过涂刷或滚涂等形式将涂料覆盖在金属表面。
热喷涂是将金属或陶瓷等材料加热至熔融状态，然后通过喷枪将其喷射在金属表面，形成一层保护层。
金属表面处理工艺及技术
时释放出活性原子。 n 如：渗碳 CH4→2H2+[C]
氮化 2NH3→3H2+2[N] 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。 n ⑶原子向内部扩散。
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氮化扩散层
金属表面处理工艺及技术
②钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
n ⑴渗碳目的
经
n 提高工件表面硬度、耐
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多弧离子镀膜 机
金属表面处理工艺及技术
n 物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛；工艺简 单、省材料、无污染；获得的膜层膜基附着力强、膜层厚度 均匀、致密、针孔少等优点。
n 广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备 耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、 超导等薄膜。
n 中频感应加热 频 率 为 25008000Hz，淬硬层深 度2-10mm。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮 轴
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各种感应器
金属表面处理工艺及技术
n 工频感应加热 n 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加 热
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各种感应器
金属表面处理工艺及技术
n ⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加 热工件表面的方法。成本低，但质 量不易控制。
塑性和韧性。即表硬里韧。 n 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。面 淬 火
金属表面处理工艺及技术
n ①表面淬火用材料 n ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。 n 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 n 含碳量过高，心部韧性下降； n ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导
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氮化 2NH3→3H2+2[N] 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。 n ⑶原子向内部扩散。
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氮化扩散层
金属表面处理工艺及技术
②钢的渗碳 是指向钢的表面渗入碳原子的过程。
n ⑴渗碳目的
经
n 提高工件表面硬度、耐
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多弧离子镀膜 机
金属表面处理工艺及技术
n 物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛；工艺简 单、省材料、无污染；获得的膜层膜基附着力强、膜层厚度 均匀、致密、针孔少等优点。
n 广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备 耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、 超导等薄膜。
n 中频感应加热 频 率 为 25008000Hz，淬硬层深 度2-10mm。
中频感应加热表面淬火的机车凸轮 轴
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各种感应器
金属表面处理工艺及技术
n 工频感应加热 n 频率为50Hz,淬硬层
深度10-15 mm
感应穿透加 热
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各种感应器
金属表面处理工艺及技术
n ⑵ 火焰加热: 利用乙炔火焰直接加 热工件表面的方法。成本低，但质 量不易控制。
塑性和韧性。即表硬里韧。 n 适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。面 淬 火
金属表面处理工艺及技术
n ①表面淬火用材料 n ⑴ 0.4-0.5%C的中碳钢。 n 含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降。 n 含碳量过高，心部韧性下降； n ⑵ 铸铁 提高其表面耐磨性。
机床导
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造型材料与工艺面处理技术
造型材料与工艺面处理技术造型材料与工艺面处理技术是现代制造工业中常用的关键技术之一。
它不仅在工业生产中发挥着重要的作用，也在艺术设计和建筑领域中得到广泛应用。
本文将介绍几种常见的造型材料和工艺面处理技术。
首先，让我们来看看常见的造型材料。
塑料是一种常用的造型材料，其具有良好的可塑性和易加工性，可通过热塑性和热固性两种方式进行加工。
金属材料也是常用的造型材料，如铸铁、铝合金和不锈钢等，它们在工业生产中广泛应用于零部件的制造和机械结构的构建。
此外，木材、陶瓷和玻璃等材料也常用于制造家具、装饰品和建筑结构等。
其次，工艺面处理技术是将材料表面进行特殊处理以提高其功能和美观性。
常见的工艺面处理技术包括喷涂、电镀、氧化、热转印和纹理处理等。
喷涂技术是一种常用的表面处理方式，通过喷涂不同的颜料和涂料，可以实现材料表面的防腐、防晒和美化等效果。
电镀技术主要用于金属制品的表面处理，通过在金属表面镀上一层金属薄膜，可以增加材料的耐磨性和耐腐蚀性。
氧化技术主要用于铝合金的表面处理，可形成一层致密、坚硬和耐磨的氧化膜。
热转印技术是将图案或纹理通过热压的方式转移到材料表面上。
纹理处理技术可以在材料表面制造出各种纹理和纹案，增加材料的美观性和触感。
除了以上提到的常见造型材料和工艺面处理技术，还有其他一些特殊的材料和技术。
如3D打印技术可以直接将计算机模型转化为实体制品，为定制化和复杂形状的制造提供了新的可能性。
纳米材料和复合材料具有优异的性能，如高强度、轻量化和耐高温等，正在被广泛用于航空航天、汽车和电子等领域。
总体而言，造型材料与工艺面处理技术在现代制造工业和艺术设计中扮演着不可或缺的角色。
随着科学技术的不断进步和创新，我们可以期待在未来会有更多新的材料和技术涌现出来，推动制造业的发展和工艺面处理技术的进一步升级。
在上文中我们已经介绍了常见的造型材料和工艺面处理技术，现在让我们进一步探讨这些材料和技术各自的特点和应用领域。
《金属的表面处理》PPT课件
金 ★ 工件表面不能有明顯的划碰痕跡及無 屬 法清除的銹斑 表 ★ 不銹鋼五金零件的電鍍很容易脫落鍍 面 層,所以一般不銹鋼材料不要求電鍍, 處 如有工件須鉚不銹鋼的五金零件且需 理 電鍍時,在工藝安排時必須考慮,如電 知 鍍后再鉚對工件有影響時,此時有必 識 要改變五金零件的材質(不鏽鋼改為
快削鋼) 6
面 厚的皮膜塗裝后遭到彎曲或沖擊等外力
處 時,有可能脫落
理
知 防銹用皮膜:致密.均勻.越厚越好,孔隙 識 率越低越好;
25
磷酸鹽皮膜處理工藝及監控
金 屬 脫脂->水洗->(除銹)->化成->水洗->封閉 表 處理或烤漆;
面
處
化成工序的監控參數:游離酸度,全酸度,雜 質含量;
理
知 脫脂工序的監控參數:游離鹼度,全鹼度 識
极化和硬質陽极化, 18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
處 磷化膜耐腐蝕性差或變黃 表面呈鐵鏽的黃色
表面有殘酸
理
知 缺陷:磷酸鹽處理對零件本身影響不大,但 識 對普通材質的五金零件具有腐蝕作用,因此
必須考慮五金零件的鉚合工藝安排
28
金屬的鉻酸鹽(鈍化)處理
金
把金屬或金屬鍍層放入含有某些含添
屬 表
加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中,通過化學或 電化學的方法使金屬表面生成由三价鉻和 六价鉻組成的鉻酸鹽膜的方法,叫做金屬
快削鋼) 6
面 厚的皮膜塗裝后遭到彎曲或沖擊等外力
處 時,有可能脫落
理
知 防銹用皮膜:致密.均勻.越厚越好,孔隙 識 率越低越好;
25
磷酸鹽皮膜處理工藝及監控
金 屬 脫脂->水洗->(除銹)->化成->水洗->封閉 表 處理或烤漆;
面
處
化成工序的監控參數:游離酸度,全酸度,雜 質含量;
理
知 脫脂工序的監控參數:游離鹼度,全鹼度 識
极化和硬質陽极化, 18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
處 磷化膜耐腐蝕性差或變黃 表面呈鐵鏽的黃色
表面有殘酸
理
知 缺陷:磷酸鹽處理對零件本身影響不大,但 識 對普通材質的五金零件具有腐蝕作用,因此
必須考慮五金零件的鉚合工藝安排
28
金屬的鉻酸鹽(鈍化)處理
金
把金屬或金屬鍍層放入含有某些含添
屬 表
加劑的鉻酸或鉻酸鹽溶液中,通過化學或 電化學的方法使金屬表面生成由三价鉻和 六价鉻組成的鉻酸鹽膜的方法,叫做金屬
产品造型材料与工艺第6讲金属表面处理与装饰技术
作用：
保护：防腐蚀、划伤、脏污； 装饰：色彩、光泽、肌理； 特殊作用：隔热、绝缘、耐辐射、阻尼、杀菌、
吸收雷达波、隔音、导电等 缺点：工艺不当，易出现劣化、脱落、起泡、膜
下浸蚀等
二、金属材料的表面装饰
3 搪瓷被覆技术 公元前3世纪在埃及已有了铜器表面的搪瓷
技术。 后来发展为景泰蓝工艺，工业上称搪瓷。 用玻璃质材料在金属制品表面形成一被覆
质
肌理及硬度,提高金属
表面的耐蚀性\耐磨性\
及着色性能
化学热处理:渗碳 化学转化膜:电化学阳极氧 化\发黑 表面淬火
表面被覆 改变材料表面的物理化 金属被覆:电镀 学性质,赋予材料新的 有机物被覆:涂装\塑料衬里 表面肌理\色彩和辉度 陶瓷被覆:搪瓷\景泰蓝
第三节 金属表面处理与装饰技术
一、金属材料的表面改性处理
通过阳极氧化工艺使得水壶表面增加了 一层绚丽的色彩，增添了生活的色彩， 也增加了产品的附加值。
一、金属材料的表面改性处理
什么是化学转化膜技术？
指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反 应后，在金属表面生成膜层，该膜层叫转化膜。
转化膜可分为：
电化学转化膜。 化学转化膜：氧化膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜。
定义 铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化， 因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化
氧化膜的性质
多孔性 吸附性好
硬度高、耐磨
电绝缘、绝热 是有机涂料的良好底层
铝及铝合金的氧化与着色处理
1 铝及铝合金的电化学氧化
电化学氧化溶液的种类：以酸性电解液居多， 有硫酸、铬酸、磷酸、草酸等，其中硫酸应 用最广（硫酸阳极化）
1 铝及铝合金的氧化与着色处理 2 钢铁的氧化与磷化处理 3 铜及铜合金的氧化处理 4 金属热处理
保护：防腐蚀、划伤、脏污； 装饰：色彩、光泽、肌理； 特殊作用：隔热、绝缘、耐辐射、阻尼、杀菌、
吸收雷达波、隔音、导电等 缺点：工艺不当，易出现劣化、脱落、起泡、膜
下浸蚀等
二、金属材料的表面装饰
3 搪瓷被覆技术 公元前3世纪在埃及已有了铜器表面的搪瓷
技术。 后来发展为景泰蓝工艺，工业上称搪瓷。 用玻璃质材料在金属制品表面形成一被覆
质
肌理及硬度,提高金属
表面的耐蚀性\耐磨性\
及着色性能
化学热处理:渗碳 化学转化膜:电化学阳极氧 化\发黑 表面淬火
表面被覆 改变材料表面的物理化 金属被覆:电镀 学性质,赋予材料新的 有机物被覆:涂装\塑料衬里 表面肌理\色彩和辉度 陶瓷被覆:搪瓷\景泰蓝
第三节 金属表面处理与装饰技术
一、金属材料的表面改性处理
通过阳极氧化工艺使得水壶表面增加了 一层绚丽的色彩，增添了生活的色彩， 也增加了产品的附加值。
一、金属材料的表面改性处理
什么是化学转化膜技术？
指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反 应后，在金属表面生成膜层，该膜层叫转化膜。
转化膜可分为：
电化学转化膜。 化学转化膜：氧化膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜。
定义 铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化， 因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化
氧化膜的性质
多孔性 吸附性好
硬度高、耐磨
电绝缘、绝热 是有机涂料的良好底层
铝及铝合金的氧化与着色处理
1 铝及铝合金的电化学氧化
电化学氧化溶液的种类：以酸性电解液居多， 有硫酸、铬酸、磷酸、草酸等，其中硫酸应 用最广（硫酸阳极化）
1 铝及铝合金的氧化与着色处理 2 钢铁的氧化与磷化处理 3 铜及铜合金的氧化处理 4 金属热处理
(方案)金属表面处理工艺及技术全版
⑴渗碳目的
经
提高工件外表硬度、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
轮
碳钢.碳高那么心部韧
性降低.
演示课件
③渗碳方法 ⑴ 气体渗碳法 将工件放入密封炉内，在高
温渗碳气氛中渗碳. 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
二、热喷涂 1．热喷涂原理 热喷涂是将金属或非金属材 料加热熔化，靠压缩气体连续吹 喷到制件外表上，形成与基体牢 固结合的涂层，从制件表层获得 所需要的物理化学性能.
演示课件
说明： ① 喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等. ② 喷涂材料可为金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶
瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末. ③ 喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木
演示课件
三、外表形变强化 外表形变强化指使钢件在常温下发生塑性变形，以
提高其外表硬度并产生有利的剩余压应力分布的外 表强化工艺. 工艺简单，本钱低廉，是提高钢件抗疲劳能力，延 长其使用寿命的重要工艺措施.
演示课件
1、喷丸 喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件外表上，犹如
无数个小锤锤击金属外表，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. 应用：形状较复杂的零件 在磨削、电镀等工序后进展
演示课件
与外表淬火相比，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
第6章 金属热处理及表面处理技术
• （1）奥氏体形核 奥氏体晶核首先在铁素体相界面处形成。 • （2）奥氏体长大 形成的奥氏体晶核依靠铁、碳原子的扩散，
同时向铁素体和渗碳体两个方向长大，直至铁素体消失。 • （3）残余渗碳体溶解 在奥氏体形成过程中，铁素体首先消失，
残余的渗碳体随着加热和保温时间的延长，不断溶入奥氏体， 直到全部消失。 • （4）奥氏体成分的均匀化 刚形成的奥氏体，其中的碳浓度是 不均匀的，在原渗碳体处含碳量较高，而原铁素体处含碳量较 低，只有在继续加热保温过程中，通过碳原子的扩散，才能使 奥氏体中的含碳量趋于均匀，形成成分较为均匀的奥氏体。
第6章 金属热处理及 表面处理技术
6.1概述
• 随着科学技术和生产技术的发展，对钢铁材料的性能也提 出了越来越高的要求，改善钢材的性能，有两个主要途径：
一个是加入合金元素，调整钢的化学成分，即合金化的方 法；另一个则通过钢的热处理，调整钢材内部组织的方法。
• 所谓钢的热处理，就是通过加热、保温和冷却，使钢材内 部的组织结构发生变化，从而获得所需性能的一种工艺方 法。
• 从上述分析可以看出，零件加热后进行适当的保温是很有 必要的。其目的是：能使零件在保温过程中彻底完成相变； 为了得到成分较为均匀的奥氏体组织。
• 亚共析钢和共析钢的奥氏体化过程与共析钢相似，不同的 是，在室温下它们的平衡组织中除珠光体外，还有先共析 相存在，当它们被加热到Ac1以上时，首先是其中的珠光 体转变为奥氏体（这一过程与共析钢相同），而此时还有 先共析相（铁素体或渗碳体）存在，要得到单一的奥氏体， 必须提高加热温度，对亚共析钢来说，加热温度超过Ac3 后，先共析铁素体才逐渐转变为奥氏体；对过共析钢来说， 加热温度超过Arcm后，先共析渗碳体才会全部溶解到奥 氏体中去。因此，亚共析钢和过共析钢在上、下临界点之 间加热时，其组织应该是奥氏体和先共析相组成的两相组 织，这种加热方法称为两相区加热或“不完全奥氏体化”， 它常在过共析钢的加热中使用。
金属材料表面处理ppt课件
品管進階培訓講座
金属材料 表 面處理技术
DT(I) SQA
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1
總目錄
1﹒基本概念 2．表面處理在金屬防護方面的作用 3．表面處理技術分類 4﹒常用工藝及其目的 5．表面處理原理 6﹒生産工藝過程 7﹒膜層結構特點及其防護機理/能力 8﹒表面膜層的質量檢測技術 9﹒公司表面實驗室其它測試
油漆
静電噴涂
粉末
这两种噴涂法油漆均可采用﹔ 而粉末只用静電噴涂﹒
可编辑课件PPT
38
5.3.1 空气噴涂原理
傳統的空气噴涂﹕ 利用压縮空气将流体吹散 成霧状后﹐附着于被涂物 表面。 适用性极广，对任何复雜 工件、任何液体涂料几乎 都能适用﹒
可编辑课件PPT
39
5.3.2 静電噴涂原理
利用静電場对電荷的作用而实現﹐ 适用于工件外形不太复雜﹑大批量生產的流水線作業﹒
12
D.金属表面保護層的要求 即金属上涂覆層的基本性能
1）結合强度－要求結合牢固、附着力强 2）孔隙率及密度－膜層致密、完整无孔、不透介質 3）耐蝕性－在腐蝕環境中有良好的穩定性、抗腐蝕性 4）硬度－－硬度高、耐磨好 5）在金属表面分布均匀
Байду номын сангаас
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13
3．表面處理技术分类
表面处理是一門涉及多种学科的工业技术 按其使用的方法可大致分成五大类16种工艺
除油
化学/電解 除油 ： 清除表面油脂，使表面容易電鍍
浸蝕
用酸液对金属表面進行溶解腐蝕，去除表 面氧化膜和鏽蝕產物，提高表面光澤度﹒
在零件表面沉積上金属膜層
电镀
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45
后處理
1）鈍化---在鍍層金属表面形成一層薄而 致密的化学轉化膜，加强抗腐蝕能力； 2）封閉---机械方法在鍍層孔隙中填充微 粒﹐如有机物分子，同样是加强保護作用
金属材料 表 面處理技术
DT(I) SQA
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1
總目錄
1﹒基本概念 2．表面處理在金屬防護方面的作用 3．表面處理技術分類 4﹒常用工藝及其目的 5．表面處理原理 6﹒生産工藝過程 7﹒膜層結構特點及其防護機理/能力 8﹒表面膜層的質量檢測技術 9﹒公司表面實驗室其它測試
油漆
静電噴涂
粉末
这两种噴涂法油漆均可采用﹔ 而粉末只用静電噴涂﹒
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38
5.3.1 空气噴涂原理
傳統的空气噴涂﹕ 利用压縮空气将流体吹散 成霧状后﹐附着于被涂物 表面。 适用性极广，对任何复雜 工件、任何液体涂料几乎 都能适用﹒
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39
5.3.2 静電噴涂原理
利用静電場对電荷的作用而实現﹐ 适用于工件外形不太复雜﹑大批量生產的流水線作業﹒
12
D.金属表面保護層的要求 即金属上涂覆層的基本性能
1）結合强度－要求結合牢固、附着力强 2）孔隙率及密度－膜層致密、完整无孔、不透介質 3）耐蝕性－在腐蝕環境中有良好的穩定性、抗腐蝕性 4）硬度－－硬度高、耐磨好 5）在金属表面分布均匀
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13
3．表面處理技术分类
表面处理是一門涉及多种学科的工业技术 按其使用的方法可大致分成五大类16种工艺
除油
化学/電解 除油 ： 清除表面油脂，使表面容易電鍍
浸蝕
用酸液对金属表面進行溶解腐蝕，去除表 面氧化膜和鏽蝕產物，提高表面光澤度﹒
在零件表面沉積上金属膜層
电镀
可编辑课件PPT
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后處理
1）鈍化---在鍍層金属表面形成一層薄而 致密的化学轉化膜，加强抗腐蝕能力； 2）封閉---机械方法在鍍層孔隙中填充微 粒﹐如有机物分子，同样是加强保護作用
产品造型材料与工艺教材(PPT 51张)
机械(力学)性能：强度、塑性、弹性 、刚度等 物理性能：导热性、导电性、热膨胀性、磁性等 化学性能：抗蚀性、抗氧化等
②工艺性能 制造和加工过程中表现出来的性能
如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处 理性能等
2.1.1 金属材料的特性及分类
常用金属材料的分类
第一节 常用金属材料及其特性
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4
金属材料的特性及分类 钢铁材料 有色金属及其合金 造型设计中金属材料的选用
2.1.2 钢铁材料
钢铁材料可分为三大类：
纯铁 (c<=0.02%)
塑性好、强度低，主要用于制造磁铁
钢 (0.02%<=c<2.11%) 铸铁 (c>=2.11%)
根据使用性能选材
变形失效：弹性变形和塑性变形影响形状、尺寸精度
重要螺栓、弹簧、精密丝杠等，应选高弹性模量材料 塑性断裂：明显塑性变形后断裂，应选高强度材料 低应力脆性断裂：无宏观塑性变形下断裂，如高强度的锤杆，应选强 韧性材料 疲劳断裂：交变应力作用下的裂纹形成、扩展造成断裂，如齿轮，应 表面强化处理
锻造性能
焊接性能
体积较大，要求气密性好，能承受一定压力，如输气管道、 蒸汽锅炉等 钢材最适合焊接，含碳和合金元素越多，焊接性能越差； 铝合金、铜合金焊接性较差，灰口铸铁基本不能焊接
变形铝合金
1.防锈铝合金：含锰、镁等，不可热处理强化，耐蚀性好，用于制 造高耐蚀性薄板容器 2.硬铝：含铜、镁等，强度、硬度高（与高强钢相近），塑性低、 韧性差，用于制造飞机大梁、螺旋桨、铆钉等 3.超硬铝合金：含锌、铜等，强度接近超高强度钢 4.锻铝：含镁、硅、铜等，热塑性、耐蚀性好，适于锻造，用于航 空等形状复杂、要求强度较高的锻件
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质
肌理及硬度,提高金属
ห้องสมุดไป่ตู้
表面的耐蚀性\耐磨性\
及着色性能
化学热处理:渗碳 化学转化膜:电化学阳极氧 化\发黑 表面淬火
表面被覆 改变材料表面的物理化 金属被覆:电镀 学性质,赋予材料新的 有机物被覆:涂装\塑料衬里 表面肌理\色彩和辉度 陶瓷被覆:搪瓷\景泰蓝
产品造型材料与工艺第6讲金属表 面处理与装饰技术
转化膜可分为：
电化学转化膜。 化学转化膜：氧化膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜。
特点：基体金属直接参与成膜反应\膜与基体结合 力大.
应用：电绝缘，防腐，着色、装饰，应用极广。
铝制品阳极氧化工艺流程: 铝工件--机械预处理-上挂具-脱脂-水洗-碱洗- 水洗-中和-水洗-阳极氧化-水洗-着色-去离子水洗 封闭-烘干-下挂具
特点：比染色法耐晒性好，比整体着色法能耗小、 工艺条件易控制
3 铝及铝合金氧化膜的着色
（4）干涉着色法
由电解着色法发展而来，在阳极氧化和电解着色 两步法之间加一扩孔步骤，即先进性硫酸阳极化， 然后磷酸阳极化，再电解着色
特点：颜色是由于氧化膜的上表面反射的光和氧 化膜与铝基体界面折射的光产生干涉的结果
1 钢铁的氧化处理 钢铁的化学氧化（发蓝）
将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生成稳定的四氧化 三铁的过程。四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，故又称“发蓝”
常温发黑:浸入硫酸和硫酸铜溶液,用脱水缓蚀剂、石蜡封闭。
特点：
简便、经济。 膜厚0.5-1.6um,吸附性好，发蓝后可浸油或填充处理，进一步提
铝及铝合金的氧化与着色处理
2 铝及铝合金的化学氧化
定义
指不用外来电流而仅把工件置入适当溶液中，使其表面生成人工氧化 膜。一般将铝件浸入含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中，铝和溶液 生成Al2O3和Al(OH)3的波膜，厚度0.5~4um。
特点：
强度差，易磨损，抗蚀性也差，质柔软，一般不易单独使用。 但吸附性好，一般作为表面涂装的底层。 生产效率高、成本低、不耗电能、不需专门设备，适合大批量生产，
特点： 膜厚3-20um,或更厚。膜与金属基体有较好的结合，对大气 及各种有机油类、苯、甲苯等气体燃料有很好的耐蚀性； 对润滑油有很好的吸附性，不粘附熔融金属、不影响零件的 焊接性能 是高电阻膜层，有很好的电绝缘性 不足：膜机械强度不高，有一定脆性，有氢的析出，应注意 氢脆问题，如对高强钢
铝及铝合金的氧化与着色处理
3 铝及铝合金氧化膜的着色 （2）整体着色法（无机着色法）
用硫酸和有机酸的混合物作氧化溶液，通以直流电， 阳极氧化与着色同步进行
特点：着色膜对阳光和风化作用稳定性好；不足： 耗电量大、成本高，已渐被电解着色取代
3 铝及铝合金氧化膜的着色
（3）电解着色法
先在硫酸溶液常规阳极氧化，阳极氧化后的多孔性 氧化膜在金属盐的着色液中电解着色。
铝的电解着色
阳极氧化
材料：铝合金
阳极氧化染色艳丽、色 域宽广，染色后的产品颜色 明亮、有光泽感，现被广泛 运用在数码等产品中。
铝制品阳极氧化工艺流程:
铝工件机械与处理上挂具脱脂水洗碱洗
水洗中和水洗阳极氧化水洗着色去离子水洗
封闭烘干下挂具
产品造型材料与工艺第6讲金属表 面处理与装饰技术
钢铁的氧化与磷化处理
保护产品外观美，延长使用寿命 美化、装饰产品
产品造型设计师要了解表面处理与装饰 技术的特点，会正确合理的选用。
通过阳极氧化工艺使得水壶表面增加了 一层绚丽的色彩，增添了生活的色彩， 也增加了产品的附加值。
一、金属材料的表面改性处理
什么是化学转化膜技术？
指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反 应后，在金属表面生成膜层，该膜层叫转化膜。
在面饰中大量采用。
铝及铝合金的氧化与着色处理
3 铝及铝合金氧化膜的着色 （1）化学染色法 （2）整体着色法 （3）电解着色法 （4）干涉着色法
铝及铝合金的氧化与着色处理
3 铝及铝合金氧化膜的着色 （1）化学染色法
把氧化后的制件用有机染料或无机染料的水溶液来 染色。
特点：目前多用有机染料，其色彩丰富、鲜艳
高膜层的耐蚀性。 膜薄，不影响零件的装配尺寸；对表面光洁要求高或抛光的精密
件，发蓝后表面既亮又黑，可防护和装饰。 一般不产生氢脆现象，适用于高强钢薄钢片、氢脆敏感弹簧件等
发蓝
钢铁的氧化与磷化处理
2 钢铁的磷化处理 将零件进入磷酸盐溶液中进行化学处理，在金属表面生成难 溶于水的磷酸盐膜的过程。
铝及铝合金的氧化与着色处理
1 铝及铝合金的电化学氧化
定义 铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化， 因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化
氧化膜的性质
多孔性 吸附性好
硬度高、耐磨
电绝缘、绝热 是有机涂料的良好底层
铝及铝合金的氧化与着色处理
1 铝及铝合金的电化学氧化
电化学氧化溶液的种类：以酸性电解液居多， 有硫酸、铬酸、磷酸、草酸等，其中硫酸应 用最广（硫酸阳极化）
产品造型材料与工艺
第六讲
第二章 金属材料及其加工技术
第一节 常用金属材料及其特性 第二节 金属材料成型与工艺性 第三节 金属表面处理与装饰技术
种类
效果
手段
表面精加 使表面平滑\光亮\美观, 机械加工:切削\研磨\研削
工
具有凹凸肌理
化学方法:研磨\表面清洗\
蚀刻\电化学抛光
表面层改 改变材料表面的色彩\
铜及铜合金的氧化处理
“铜绿”：铜在潮湿的大气和海水条件下容易腐蚀，在 水、二氧化碳、氧的作用下生成腐蚀产物碱式碳酸 铜。
耐蚀处理方法：
1 过硫酸盐碱性溶液氧化法 2 铜氨溶液化学氧化法 3 古铜色化学氧化铜镀层 4 碱性溶液电化学氧化法
铜及铜合金的氧化处理
1 过硫酸盐碱性溶液氧化法 在由氢氧化钠和过硫酸盐配好的过硫酸钾溶
液中经60-65度浸煮，生成黑色氧化膜。
第三节 金属表面处理与装饰技术
一、金属材料的表面改性处理
1 铝及铝合金的氧化与着色处理 2 钢铁的氧化与磷化处理 3 铜及铜合金的氧化处理 4 金属热处理
二、金属材料的表面被覆装饰技术
1 镀层装饰技术 2 涂层装饰技术 3 搪瓷被覆技术
三、金属表面精加工处理
金属表面处理与装饰的作用？