表面处理各工种介绍解析

1 电镀工种介绍

一 镀硬铬

1 镀层特性

1.1 镀层的颜色为稍带浅蓝色的银白色。硬铬镀层的硬度不低于700HV。

1.2 铬的标准电位比铁低，但由于铬在大气中具有钝化能力，所以铬镀层对于钢为阴极性镀层。

1.3 硬铬镀层具有较高的耐热性，在400℃时开始氧化，并且硬度也随之降低。

1.4

硬铬镀层具有高硬度和低的摩擦系数，因此有很高的耐磨性，但镀层脆，不能承受冲击和弯曲。不经机加磨削的薄层铬，若要求耐磨，其厚度一般不能少于8um，不超过12um,过厚则会大大降低零件表面的光洁度。在所有的金属中，铬具有最低的干摩擦系数。

1.5 镀铬过程对钢基体的力学性能有影响，疲劳性能下降幅度较大。

1.6 以修复尺寸和耐磨为主要目的的镀硬铬，若维修手册没有作特殊要求，波音维修手册：单边厚度不允许超过0.38mm，镀层尺寸越厚，其应力就越大，裂纹越多，后续的机械磨削更会加快裂纹的扩展，对使用性能甚至零件本身都会产生很大的影响。 2 1.7

铬镀层具有良好的化学稳定性，在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用，但能溶于氢卤酸（如盐酸）和热的硫酸中。

1.8 镀前必须对高强度零件（≥1050MPa）进行应力消除，否则会加快渗入零件中的氢的聚合速度，增加氢脆风险。这一要求适用于所有要进行电镀、化学镀及化学氧化等处理要求的钢零件。

1.9 为保证镀层和零件的使用性能，对于高强度零件，镀层一般不允许覆盖到倒角和边、棱角区域。

1.10 对于组合件，尤其是带有铝、铜等金属件，必须严格做好防护，避免遭受镀铬溶液的腐蚀。

1.11 由于零件的形状不规则以及电力线的不均匀分布，镀层厚度不能保证均匀一致，除技术文件特殊规定外，对于深孔、槽、19mm的圆球不能接触到的区域不做厚度要求。

2 下列情况不宜镀铬

2.1 镀层多孔，不适宜镀在带硝酸基的氧化介质中工作的零件上。

2.2 不宜与塑料、橡胶相粘结。

二 镀镉 3 1 镀层特性

1.1 镀层为银白色，经钝化处理后具有不同的颜色。镀镉之后的钝化可以提高镉层的耐腐蚀性能，电镀光亮镉的耐腐蚀性能优于低氢脆镀镉。

1.2 在一般大气及工业大气条件下，对钢为阴极性镀层，其防护性能比锌镀层差，但在海上条件和海水中使用时对钢为阳极性镀层，其防护性能比锌镀层好。

1.3 使用温度不应超过230℃，否则会使基体产生镉脆。

1.4 在密封或空气不流通的条件下，非金属材料的挥发物（如低分子羧酸，酚、醛、氨气等）能腐蚀镉镀层，促使其产生“白霜”，但相对湿度低时，“白霜”产生速度缓慢。

1.5 可塑性好、柔软、弹性好，并且有润滑性能。

1.6 经钝化处理后能提高其防护性能。

1.7 超高强度薄壁零件的镀镉限制：双面镀镉，壁厚不允许少于2mm，单面镀镉，壁厚不允许少于1mm。

1.8 带有轴承、衬套的零件或其他类似组合件很容易残留钝化溶液（铬酸、硫酸），如果清洗不彻底会对零件基体产生腐蚀，对高强度钢更有氢脆风险，在电镀之前最好拆除。 4 2 下列情况下不宜镀镉

2.1 在工作中受摩擦的零件。

2.2 在以硝酸为基的氧化剂及其蒸气中工作的零件。

2.3 下列情况下不允许镀镉

2.4 抗拉强度在1300MPa以上的钢制零件，但允许低氢脆镀镉。

2.5 与钛合金相接触的零件。

2.6 接触液压油、燃油的零件。

2.7 要求焊接的零件。

2.8 要求导电、导磁的零件，镉镀层不应钝化。

三 镀镍

1 镀层特性

1.1 镀层为稍带淡黄的银白色。 5 1.2 镍镀层的内应力依工艺不同相差较大，高的拉应力会导致钢基体疲劳性能降低。

1.3 新镀的镍镀层可以接受钎焊。

1.4 易于抛光。经抛光的镍镀层或光亮镍镀层的表面具有光亮的外观，但随时间的增长，逐渐变暗，与醋酸、油类接触后表面会出现油斑痕迹。

1.5 对于强度超过1450MPa的零件（超高强度钢），只能使用氨基磺酸盐电镀镍。

1.6 以修复尺寸为目的的镍层，最大厚度一般不允许超过1mm，厚度越大应力越大，很大程度上会影响镀层的结合力。

1.7 镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀，镍层和铬层都属于阴极保护层，但对钢件的防腐蚀性能方面，镍层优于铬层，在耐磨性能方面不如铬层。镍在常温下具有铁磁性，当加热到360℃时便失去铁磁性。

1.8 电镀镍同电镀铬一样，无法保证镀层厚度的均匀性，对于复杂零件的电镀镍，通常是边缘镀层过厚，凹槽区域镀层较薄。若公差上下限要求控制在5um之内，则很难保证，类似这种情况，可通过化学镀镍的方法来满足工艺要求。 6 1.9 电镀镍和化学镀镍都可以做为电镀底层以提高镀层的结合力，例如铝件镀银、铝件镀铬等。

1.10 电镀镍可作为热处理局部渗氮的防护层，但考虑后续化学不易褪除等情况，建议使用电镀铜。对于强度超过220ksi的零件，不能使用酸性溶液褪除表面铜层，建议使用机加或吹砂方法。

2 下列情况不宜镀镍

2.1 在浓的过氧化氢中工作的零件。

2.2 在带硝酸基的氧化剂中工作的零件。

2.3 在矿物油类中工作的零件。

四 化学镀镍

1 镀层特性

1.1 镀层的颜色为稍带浅黄色的银白色或带黄色的钢灰色。

1.2 对钢是阴极性镀层，但由于镀层致密、孔隙小，所以比电镀镍层防护性能高。

1.3 化学镀镍的镀层相对电镀镍更致密更均匀，耐腐蚀性能更好。具有较高的硬度，且硬度值依其热处理温度不 7 同而异，400℃时镀层硬度可达最大值，相比电镀镍就有更好的耐磨性，镀层中含有3%～15%的磷,含磷量越高镀层硬度和亮度越高，当含磷量超过8%时，铁磁性会消失。

1.4 具有较好的耐磨性，适用于摩擦特别是干摩擦状态下工作的零件。

1.5 具有良好的抗氧化性，能防止在300℃～600℃条件下工作的钢零件氧化。

1.6 可以抛光，与其他金属具有良好的结合力，因此可用作其他镀层的底层，但成本较高。

五 钢铁零件的化学氧化

1 化学氧化层特性

1.1 膜层的颜色依零件材料不同而异，碳钢、低合金钢呈黑色；合金钢依其化学成分和含量不同而呈蓝色、紫色至褐色；铸铁、硅钢呈黄色；铸钢呈暗褐色。

1.2 化学氧化不是钢零件防护的可靠方法，在不涂油的情况下，防护能力较差，只有在油中工作时，才有一定的防护作用。

1.3 膜层厚度0.5～1.5um，膜层不耐磨；不能焊接。 8 1.4 化学氧化过程基本不改变零件的几何尺寸和表面粗糙度。

2. 禁用情况

2.1 不允许涂油的紧固件不宜化学氧化。

2.2 用锡和锡铅合金焊料钎焊的组合件，与镀锌、铝合金、钨接点零件配合的组合件及与锌、铝、塑料、橡胶、皮革等零件组成的组合件，不允许化学氧化。

2.3 高强度钢及超高强度钢零件，带有残余应力的情况下，化学氧化易脆断。

六 铝及铝合金硫酸阳极氧化

1 氧化膜层特性

1.1 膜层具有较高的防护能力，是铝及铝合金主要的防护和装饰方法。

1.2 对铝合金的疲劳性能有影响，对疲劳性能要求高的零件不宜采用，而应采用对基体材料疲劳性能影响小一些的铬酸阳极氧化、硼硫酸阳极氧化或化学氧化处理。

1.3 膜层多孔，与油漆结合力良好，用重铬酸钾、热水、蒸汽填充孔隙，可以提高膜层的耐蚀性，用染料填充孔 9 隙，可以得到所需要的各种颜色，但着色后的膜层防护性能低于重铬酸盐和热水填充的氧化膜层。

1.4 硫酸阳极化膜层根据工艺性能要求不同，厚度大部分在5-25um，耐腐蚀性能优于铬酸阳极化和硬质阳极化。

1.5 膜层经加热至150℃以上时，出现肉眼可见的发纹，随温度升高发纹变短变细数量增多，但对耐蚀性无明显影响。

1.6 膜层不导电，具有一定的耐磨性，膜层脆，基体变形后膜层表面会出现裂纹。

1.7 经抛光的表面，阳极氧化后可获得光亮美观的膜层，具有较好的装饰性。

1.8 阳极氧化溶液残留在零件缝隙中，能引起基体金属腐蚀。

1.9 允许的缺陷：零件材质不均及表面状态不同导致的颜色不均匀现象、焊接零件的焊缝和热影响区有不均匀的外观和铸件的允许缺陷所引起的斑点、黑点和铬酸盐痕迹、零件深孔区域的边缘带有重铬酸盐痕迹（重铬酸盐封闭过程中渗入深孔内的重铬酸盐很难彻底清洗干净）、不同槽的零件颜色稍有差异。

1.10 硫酸阳极化膜层是以零件表面为基准，同时向内外两个方向生长，往外生长尺寸一般占膜厚的40%-60%（与硬质阳极化相同）。对于螺纹区域，尽量不做硫酸阳极化，避免降低螺纹孔处的疲劳强度和影响尺寸配合。

1.11 包铝一般主要用在硬铝和超硬铝表面，工艺包铝主要为了改善铝合金的加工工艺性能，如防止铝合金热轧后 10 表面出现裂纹等，厚度不低于板材厚度的1%；正常包铝和加厚包铝主要是为了提高板材的耐腐蚀性能。包铝材料组织的不均匀会直接影响表面处理后的膜层外观，而包铝厚度的不均匀也是板材常见的缺陷，如果采用腐蚀的方法去除板材表面的包铝，必须确保去除彻底，否则阳极化后膜层外观仍然不能得到改善，该情况同样适用于其他类阳极化。

2 下列情况不宜进行阳极氧化

2.1 搭接、点焊或铆接的组件。

2.2 与其他金属组成的组件

2.3 在阳极氧化时形成气囊不易排除的零件。

2.4 用溶于矿物油的有机染料着色的零件不能在矿物油的介质中使用。

2.5 铝合金零件与其他金属接触时，应先进行阳极氧化处理或在接触处涂漆。

七 铝及铝合金铬酸阳极氧化

1 氧化膜层特性 11 1.1 膜层颜色依材料不同而异，由乳白色至灰色。

1.2 铬酸阳极化膜层很薄，对零件的尺寸影响可以忽略，一般用于精度较高的零件。

1.3 膜层耐蚀性低于硫酸阳极氧化膜层，与油漆的结合力低于化学氧化膜层。

1.4 对基体材料疲劳性能的影响比硫酸阳极氧化要小。

1.5 能显现一般探伤法不能显现的材料最小缺陷（如发纹），还可以显露铝合金的晶粒组织。

1.6 允许的缺陷：零件组织不均及表面状态不同导致的颜色不均匀现象、焊接零件的焊缝和热影响区有不均匀的外观和铸件的允许缺陷所引起的斑点、黑点和铬酸痕迹、零件深孔区域的边缘带有铬酸痕迹（铬酸阳极化或稀铬酸盐封闭过程中渗入深孔内的铬酸很难彻底清洗干净）

1.7 铬酸阳极化对零件表面的粗糙度影响很小。

2 下列情况不宜铬酸阳极氧化

2.1 含铜量大于5%的铝合金零件。

2.2 含铜和含硅总量大于7.5%的铝合金零件。、