常用表面处理

常用表面处理 100520

1.0、电镀 电镀是利用外加电流作用从电解液中析出金属，并在物体表面沉积而获得金属覆盖层的方法。

镀层分类 分 类 说 明 举 例 按镀层金属与基体金属之间的电位关系分

阳极性镀层 是指比保护的基体金属电极电位负，电性强，而使基体金属在一定介质中不受电化学腐蚀的镀层

对钢铁来说，镀锌层在大气腐蚀条件是

阳极性镀层

阴极性镀层 是指比被保护的基体金属电极电位正，电性弱，仅能机械的保护而不能使基体金属不受电化学腐蚀的镀层

对钢铁来说，镍、铜、铬、银、金、等

都是阴极性镀层

按使用目的分

保护性镀层 防止锈蚀和腐蚀 (1) 一般大气条件下的黑色金属制品 (2) 海洋性气候条件下 镀锌 镀镉 工作-保护性镀层 除了防止零件免受腐蚀外，主要在于提高零件的抗机械磨损和表面硬度 铬、镍

保护-装饰性镀层 防腐及使制品具有经久不变的光泽外观 铜锡镀层+光亮铬； 锌铜镀层+光铜镀层+镍+铬

耐磨和减磨镀层 耐磨是借提高表面硬度，减磨是借在滑动接触上镀上能起固体润滑剂作用的韧性金属（减磨合金）以减小滑动摩擦 耐磨层多采用镀硬铬，如大型轴的轴颈、发动机的汽缸和活塞环、冲击的内腔等 减磨镀层多采用锡、铅锡合金、银铅、烟铅合金及铅锡锑三元合金等，多用于轴套上

修复性镀层 修复报废或磨损的零件 镀铬、铜、铁、等，用于轴与齿轮等零件 导电性镀层 提高表面导电性能的镀层 一般情况下镀铜、镀银

其他镀层 (1) 保持零件表面的润滑剂。 (2)改善零件表面的磨合性。 (3)为了增加钢丝和橡胶热压时的粘合性、 (4)为了增加反光能力。 多孔性镀铬 镀铜、镀铬 镀黄铜

镀铬、镀银、镀高锡青铜等

金属镀层的特点及应用 名称 特 点 应 用

镀锌 锌在干燥的空气中，比较稳定，不易变色，在水中及潮湿大气中则与氧或二氧化碳作用生成氧化物或碱性碳酸性薄膜，可以防止锌继续氧化，起保在大气的条件下和其他良好的环境中使用的钢铁零件普遍使用镀锌。但不宜作摩擦零件的镀层 室内或良好条件→镀层厚度为0.007～0.010mm 护作用。锌在酸及碱、硫化物中极易遭受腐蚀。镀锌层一般都要经钝化处理，在铬酸盐液中钝化后，由于形成的钝化膜不易与潮湿空气作用，防腐蚀能力大大加强。对弹簧零件、薄壁零件（壁厚<0.5mm）和要求机械强度较高的钢铁零件，必须进行除氢，铜及铜合金零件可不除氢。镀锌成本低、加工方便、效果良好 锌的标准电位较负，所以锌镀层对很多对很多金属均为阳及性镀层 室外或潮湿空气→镀层厚度为0.010～0.020mm 十分潮湿空气或工业性大气→镀层厚度为0.020～0.040mm

镀铬 铬在潮湿的大气、碱、硝酸、硫化物、碳酸盐的溶液以及有机酸中非常稳定，易溶于盐酸及热浓的硫酸。在直流电的作用下，如铬层作为阳极则易溶于苛性钠溶液。镀层附着力强，硬度高，800~1000HV，耐磨性好，光反射性强，同时还有较高的耐热性，在480度以下不变色，500度以上开始氧化，700度则硬度显著下降。其缺点是硬、脆，容易脱落，当受交变的冲击荷载时更为明显。并具有多孔性 金属铬在空气中容易钝化生成钝化膜，因而改变了铬的电位。因此铬对铁就成了阴极镀层

在钢铁零件表面直接镀铬作防腐层是不理想的一般是经多层电镀（即镀铜、镍、铬）才能达到防锈、装饰目的。目前广泛应用在为提高零件的耐磨性、修复尺寸、光反射以及装饰等方面 装饰性镀铬→镀层厚度为0.001～0.003mm 耐磨性镀铬→镀层厚度为0.005～0.010mm

镀铜 铜在空气中不太稳定，易于氧化，在加热过程中尤甚。同时具有较高的正电位，不能很好地防护其他金属不受腐蚀，但铜具有较高的导电性，铜镀层紧密细致，与基本金属结合牢固，有良好的抛光性能等。 铜比铁的电位较高，对铁来说是阴极性镀层 铜镀层很少用作防护性镀层。一边用来提高其他材料的导电性，作其他电镀的底层，防止渗碳的保护层，在轴瓦上用来减少摩擦或作装饰等 镀镍、镀铬的底层： 轻度腐蚀的大气→镀层厚度为≥0.015mm 中度腐蚀的大气→镀层厚度为≥0.030mm

镀镍 镍在大气和碱液中化学稳定性好，不易变色，在温度600℃以上时，才被氧化。在硫酸和盐酸中溶解很慢，但易溶于稀硝酸。在浓硝酸中易钝化，因而具有好的耐腐蚀性能。镍镀层硬度高、易于抛光、有较高的光的反射性并可增加美观。其缺点是有多孔性，为克服这一缺点，可采用多层金属镀层，而镍为中间层 镍对铁为阴极性镀层，对铜为阴极性镀层

通常为防止腐蚀和增加美观用，所以一边用于保护装饰性镀层上。铜制品上镀镍防腐较为理想 但由于镍比较贵重，多用铜锡合金代替镀镍

镀锡 锡具有较高的化学稳定性，在硫酸、硝酸、盐酸的稀溶液不容易溶解，在加热的条件下，锡缓慢的溶于浓酸中。在浓、热的碱液中溶解并生成锡酸盐。硫化物对锡不起作用，锡在有机酸中也很稳定，其化合物无毒。锡的焊接性很好 在一般条件下，锡镀层对铁属于阴极性镀层，对铜则属于阳极性镀层 广泛用于食品工业的容器上和航空、航海及无线电器材的零件上。换可以用来防止铜铜导线线不受橡胶中硫的作用，以及作为非渗氮表面的保护层

镀铜 锡合金

电镀铜锡合金是在零件上镀铜锡合金后，不必镀

镍，而直接镀鉻。对于钢制零件用低锡青铜（含锡5%-15%），对于铜及铜合金零件用高锡青铜（含锡

镍是一种比较稀少而贵重的金属，目前在电镀工

业上广泛采用电镀铜锡合金来代替镀镍 约38%以上）。低锡青铜镀层防腐能力良好，其物理、力学性能和工艺性能比中锡（含锡15%-25%）及高锡青铜镀层好

2.0、化学镀、热浸镀、真空镀膜 化学镀、热浸镀、真空镀膜的特点及应用

名称 特 点 应 用

化学镀 化学镀不用外加电源，利用还原剂将镀液中的金属离子还原并沉积在有催化性的工件表面形成镀层 化学镀层厚度均匀且不受工件形状复杂程度的影响，无明显边缘效应。镀层精粒细、致密、孔缝少、外观光亮、耐蚀性好 化学镀有镍、铜、银、钯、金、铂、钴等金属或合金及复合镀层。其中，常用的是化学镀镍和化学镀铜

不仅可以使金属，而且可以使经特殊镀前处理的非金属（如塑料、玻璃、陶瓷等）直接获得镀层

化 学 镀 镍 化学镀层是含磷3%~15%的镍磷合金层。硬度和耐磨性较好。当磷含量＞8%时具有优异的抗蚀性和抗氧化性。化学镀镍层与其他镀层结合较好，具有较高的热稳定性。能进行锡镀或铜镀 用作其他镀层的底层；钢铁零件的中温保护层；磨损件的尺寸修复镀层；铜与钢铁制件防护装饰等。在是石油（如管道）、电子（如印刷电路、磁屏蔽罩）和汽车等工业上有广泛应用

化 学 镀 铜 化学镀铜层一般很薄（0.5~1μm），外观呈红铜色，具有优良的导电性和焊接性 主要用于非金属材料的表面金属化，特别是印刷电路的孔金属化。在电子工业中应用广泛，例如通孔的双面或多层印刷电路板制作。使塑料波导，腔件或其他塑料件金属化后进行电镀等

热浸镀 热浸镀是将工件浸入熔融金属中，靠两种金属互相溶解和扩散获得冶金结合的金属涂层的方法 镀层金属是低熔点锌、锡、铅和铝。但钢铁不能直接热浸镀铅(因铁与铅不能生成合金)，而要先热浸镀锡后在热浸镀铅 热浸镀可以单槽进行，也可以连续自动画生产 一般只适于形状简单的板材、带材、管材、丝材等 热浸镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝

真空镀膜 真空镀膜是指在真空室或有惰性气体的真空室内进行气体相镀覆的一类技术。主要包括真空蒸镀、阴极溅射镀和离子镀。其膜层还可以进一步在高温下扩散镀，以提高与基体的结合力

真空蒸镀

基体可以是金属或非金属。涂层有铝、银、锌、镍和铬等金属及ZiQ2、SiO2等高熔点化合物。膜层平滑光亮，反射性好。耐蚀性优于电镀层，但覆盖能力不如电镀层 主要用于制作各种薄膜电子元件；沉积各种光学薄膜如车灯反光罩等；以及用在某些非金属工艺品上作装饰膜层 阴极溅射镀 与真空蒸镀比较，具有结合力强、涂层材料不受熔点和蒸汽压的优点，但沉积速度不如真空蒸镀

可溅镀金、铂等高熔点膜层；TiN、TiC、WC、等超硬膜层：MOS2等耐磨层;AL2O3等隔热膜层和CO-Gr-Al-Y等高温膜层：以及电子、光学器件和塑料的装饰膜层

离子镀

具有真空蒸镀和阴极溅射镀的综合优点。基体是金属或非金属均可，膜层材料可以是金属、合金化合物及陶瓷等。膜层与基体结合力很好 可镀铝、锌、镉、等抗蚀膜层：铝、钨、钛、钽耐热膜层：铬、碳化钛耐磨膜层：金、银氮化钛装饰膜层：塑料上镀镍、铜铬用于汽车及电器零件及制作印刷线路板、磁带等

离子镀TiN、TiC 化合物镀膜 镀层类别

被 镀 工 件 镀 层 性 能

应用举例 表面处理 材料 最大尺寸 /mm 厚度 /μm 结合强度 耐蚀性 表面粗糙

度

一 般 装 饰 镀

表面无油污，无氧化皮及其他处理层，粗糙度数值低于Ra0.4μm 不锈钢、碳钢（表面电镀铜镍鉻层） 。锌铝合金（表面电镀鉻层） 。玻璃 600×1000 0.5～1 良好，在压力5MPa下用布轮抛光3000m以上不露底 (1)人工汗30～35℃> 100h (2)盐雾35℃±2℃，3.5% NaCL，相对湿度>90%，24h后保持光泽，无锈斑 被镀件表面粗糙度在Ra10μm以下的镀后保持不变 装饰品如戒指、项链等，表壳、表链、各类灯具、餐

具等。如北京西单民航购票大楼门前的灯具 建 筑 装 饰 镀

抛光表面无油污、氧化皮、划伤、粗糙度Ra0.4μm 2500×1500×180， φ800×2000 1～5 良好

各类卫生洁具，各种标牌、门框，立柱，旗杆顶等。如国际俱乐部的主柱

3.0、金属的氧化处理 金属的氧化处理的特点及应用

名称 操 作 特 点 应 用

氧化 黑色金属的氧化是将工件至于含硝酸钠或亚硝酸钠的氢氧化钠浓溶液中处理，使工件表面生成一层很薄的氧化膜的过程。也称发蓝或发黑 钢铁的氧化膜主要由磁性氧化铁（Fe3O4）组成。厚度约为0.5-1.5μm，一般呈蓝黑色（铸铁和硅钢呈金黄至浅棕色），有一定的防护能力。膜层很薄，不影响工件的尺寸精度。氧化没有氢脆现象，但有时会产生碱脆。 为提高膜的抗蚀性，耐磨性和润滑性，可利用其良好的吸附性，进行浸热肥皂水及浸油（锭子油、机油或变压器油）处理 膜层黑亮，有防护和装饰效果。广泛用于各种精密仪器、光学仪器、机械零件及格式武器上作防护装饰。 氧化也用于铝、铜、镁等有色金属及合金，以提高抗蚀性或作油漆底层。但处理溶液及膜的组成、颜色、性质，则随合金不同而异