表面处理方法
表面处理是在基材表面人工形成具有不同机械、物理和化学性质的表面层的过程。表面处理的目的是为了具有耐腐蚀、耐磨损、装饰或其他特殊功能要求的产品。对于金属铸件，比较常用的表面处理方法有机械磨削、化学处理、表面热处理和表面喷涂。下面将详细介绍这些不同的方法。
发布日期:2022年7月06日
一般来说，表面处理有两种解释。一是广义上的表面处理，即工艺方法包括预处理、电镀、涂装、化学氧化、热喷涂等多种理化方法;另一种是狭义的表面处理。处理，即只包括喷砂、抛丸等。下面我们讲的主要是狭义的表面处理。
在加工、运输、储存等过程中，工件表面往往有氧化水垢、铁锈型砂、焊渣、灰尘、油渍等污物。如果涂层能牢固地附着在工件表面，涂装前必须对工件表面进行清洁。否则，不仅会影响涂层与金属之间的结合力和耐腐蚀性，而且即使有涂层也会使母材金属变坏。还会在镀层的保护下持续腐蚀，造成镀层脱落，影响工件的机械性能和使用寿命。因此，涂装前的工件表面处理是获得高质量保护层、延长产品使用寿命的重要保证和措施。
因为地球上有人类，所以表面处理是人类最早掌握的技术之一。原始人类过着极其艰苦的生活，群居生活。为了生存，他们制作石器，并运用研磨技术，使石器有锋利的边缘，产生“锋利”的效果。新石器时代，原始人使用的石器，全身都已磨平，表面细腻光滑，装饰效果成为时代的主流。
在原始社会，与磨石工具同等重要的是原始绘画技术。原始人已经有了美感，在旧石器时代晚期，他们使用矿物染料来绘画和绘制小型个人娱乐用品。在新时期，陶器的发明将原有的彩陶涂装技术推向了顶峰，形成了历史上著名的彩陶艺术，也拉开了表面处理涂装技术的序幕。
手动处理
例如刮刀，钢丝刷或砂轮。工件表面的铁锈和氧化垢可以用手工去除，但手工加工劳动密集型，生产效率低，质量差，清洗不彻底。
化学处理
主要是用酸碱或碱性溶液与工件表面的氧化物和油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性溶液中，去除工件表面的铁锈、氧化垢和油污。化学处理适合清洗薄板零件，但缺点是:如果时间控制不当，即使添加了缓蚀剂也会造成钢材的过腐蚀。对于结构比较复杂的零件和有孔的零件，经过酸洗后，浸泡在缝隙或孔中的残酸很难完全清除。如果处理不当，就会成为腐蚀的隐患，而且化学品挥发性强，成本高，处理后化学品排放困难，如果处理不当，就会对环境造成严重污染。随着人们环保意识的提高，这种处理方法正在被机械取代。
机械加工
主要包括钢丝刷辊抛光法、抛丸法和喷丸法。抛光方法是通过电机驱动刷辊，刷辊在带材上下表面以与滚动件运动方向相反的方向高速旋转，去除氧化垢。刷过的氧化铁垢由封闭循环冷却水冲洗系统冲洗掉。抛丸是一种利用离心力加速抛丸并将其投射到工件上进行除锈和清洗的方法。但抛丸处理的灵活性差，受场地限制，在清洗工件时有些盲目，容易在工件内表面产生无法清洗的死角。设备结构复杂，易损件多，特别是叶片等部件磨损快，维修工时长，成本高，一次性投入大。
喷丸表面处理冲击性强，清洁效果明显。但对薄板工件进行喷丸处理容易使工件变形，钢丸撞击工件表面(无论是喷丸还是喷丸)使金属基体变形。剥落后，油膜随材料一起变形，因此对于有油污的工件，抛丸喷丸处理不能完全去除油污。在现有的工件表面处理方法中，喷砂清洗效果最好。喷砂适用于清洗要求较高的工件表面。然而，大多数的通用喷砂设备是由原始和笨重的输砂机械组成的，如螺旋钻、刮板和顶部提升机。用户需要挖一个深坑，做一个防水层来安装机械。施工成本高，维护工作量和维护费用巨大，喷砂过程中产生的大量硅尘无法清除，严重影响操作人员的健康，污染环境。
需要做抛丸工艺的工厂在选择送砂设备和除尘设备时一定要充分考虑生产实际情况，尽量选择功率大于生产需要的设备，因为抛丸设备一般磨损较快，长期使用后这个或那个问题会对生产产生很大影响，选择功率较高的设备会大大减少浪费的时间和日后维护的成本。
除尘设备功率不足不仅损害工人的身体健康，而且严重影响喷砂房的可视性。粉尘不能排出也会影响砂粒本身的质量，影响工件的表面粗糙度。
手工喷砂房应根据实际情况设计，要比工件更宽敞。不宜过于克制，否则会影响工人的体力劳动。同时，照明条件必须良好。对于干燥的工作区域，可在室外进行喷砂。
等离子体表面处理
等离子体是带正电的正粒子和带负电的粒子(包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团等)的集合，其中正负电荷相等。因此被称为等离子体，这是物质在固态、液态和气态之外的第四种状态——等离子体态。
等离子表面处理器由等离子发生器、气体输送管道和等离子淋浴喷头组成。等离子体发生器产生高压高频能量，并在喷嘴钢管的激活受控辉光放电中产生低温等离子体。将等离子体喷涂在工件表面，当等离子体与加工物体表面时，物体发生变化并产生化学反应。表面已清洗干净，已除去油脂、辅助添加剂等碳氢污染物，或已通过蚀刻使其粗糙化，或已形成致密交联层，或已引入含氧极性基团(羟基、羧基)。团聚促进了各种涂层材料的粘附性，并优化了粘结和油漆应用。在同样的效果下，在表面应用等离子体处理，可获得极薄的高张力涂层表面，有利于粘接、涂布和印刷。不需要像其他机器那样的强作用成分，需要化学处理来增加附着力。
化学处理
这种方法是没有电流作用，利用化学相互作用在工件表面形成电镀层。主要方法有:
化学转化涂层处理
在电解液溶液中，金属工件没有外部电流，溶液中的化学物质与工件相互作用，在其表面形成一层涂层，称为化学转化涂层处理。如金属表面的蓝化、磷化、钝化、铬盐处理等。
化学镀
在电解液溶液中，对工件表面进行无外部电流的催化处理。在溶液中，由于化学物质的还原，某些物质沉积在工件表面形成涂覆过程，称为化学镀，如化学镀镍、化学镀铜等。
热处理方法
在这种方法中，材料在高温条件下熔化或热扩散，以在工件表面形成涂层。其主要方法有:
热浸镀
将金属工件放入熔融金属中使其表面形成涂层的过程称为热浸镀，如热浸镀锌、热浸镀铝等。
热喷涂
将熔化的金属雾化喷涂在工件表面形成涂层的过程称为热喷涂，如热喷涂锌、热喷涂铝等。
烫印
将金属箔加热压制在工件表面形成涂层的过程称为热冲压，如热冲压铝箔。
化学热处理
用化学物质接触并加热工件，使某种元素以高温进入工件表面的过程称为化学热处理，如氮化、渗碳等。
浮出水面
通过焊接，使沉积的金属堆积在工件表面形成焊接层的过程称为堆焊，如堆焊耐磨合金。
真空处理
这种方法是将材料在高真空状态下蒸发或电离沉积在工件表面形成涂层的过程。其主要方法是。
物理气相沉积(PVD)
在真空条件下，金属被汽化成原子或分子，或电离成离子，直接沉积在工件表面形成镀膜过程，称为物理气相沉积。沉积粒子束来自于蒸发溅射、离子镀等非化学因素。
离子注入
在高电压下向工件表面注入不同的离子来修饰表面的过程称为离子注入，如硼注入。
化学气相沉积(CVD)
在低压(有时也是常压)下，气体物质在工件表面发生化学反应形成固体沉积层的过程称为化学气相镀，如氧化硅、氮化硅等气相沉积。
其他方法
主要有机械、化学、电化学、物理方法。主要方法有:
绘画
将涂料(有机或无机)涂在工件表面形成涂层的过程称为涂装，如喷漆、刷漆等。
影响电镀
通过机械冲击在工件表面形成涂层层的过程称为冲击镀，如冲击镀锌。
激光表面处理
用激光照射工件表面以改变其结构的过程称为激光表面处理，如激光淬火、激光重熔等。
超硬涂层技术
用物理或化学方法在工件表面制备超硬膜的技术称为超硬膜技术。如金刚石膜、立方氮化硼膜等。
电泳和静电喷涂
(一)电泳
将工件作为电极放入导电水溶性或水乳化涂料中，与涂料中的另一电极形成溶液电路。在电场的作用下，涂层溶液解离成带电荷的树脂离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子，连同吸附的颜料颗粒，电泳到工件表面形成涂层，这一过程称为电泳。
(b)静电喷涂
在直流高压电场的作用下，雾化的带负电的油漆颗粒定向飞向带正电的工件，获得漆膜，称为静电喷涂。
2022年7月6日发布
来源:Pixnet
