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、物理和化学性能的表面层的过程。表面处理的目的是为了具有耐腐蚀、耐磨、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、表面喷涂等。下面将讨论所有这些不同方法的细节。
出版日期:2022年7月6日
一般来说，表面处理有两种解释。一是广义的表面处理，即工艺方法包括预处理、电镀、喷涂、化学氧化、热喷涂等多种物理化学方法;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皮、锈型砂、焊渣、粉尘、油污等污物。如果涂层能牢固地附着在工件表面，则在涂装前必须将工件表面清洗干净。否则，不仅会影响涂层与金属之间的结合力和耐蚀性，而且会使基体金属即使有涂层也不能正常工作。它还可以在层的保护下继续腐蚀，使涂层脱落，影响工件的机械性能和使用寿命。因此，涂装前对工件进行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。
自从地球上有人类以来，表面处理就是人类最早掌握的技术之一。原始人过着极其艰苦的生活，群居生活。为了生存，他们制造石器，并应用研磨技术，使石器具有锋利的边缘，产生“锋利”的效果。新石器时代，原始人使用的石器，其整体已经过打磨，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，他们就使用矿物染料来绘画和绘制小型的个人娱乐物品。新时期，陶器的发明使原有的彩陶工艺发展到鼎盛时期，形成了历史上著名的彩陶艺术，拉开了表面处理彩陶工艺的序幕。
手动处理
如刮刀、钢丝刷或砂轮。工件表面的铁锈和氧化皮可用手工去除，但手工加工劳动强度大，生产效率低，质量差，清洗不彻底。
化学处理
它主要是用酸碱或碱性溶液与工件表面的氧化物和油渍发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性溶液中，以去除工件表面的铁锈、氧化皮和油渍。化学处理适合清洗薄板零件，但缺点是:如果时间控制不当，即使加入缓蚀剂也会造成钢材的过度腐蚀。对于结构较复杂的零件和有孔的零件，酸洗后，浸在间隙或孔中的残酸很难完全去除。如果处理不当，就会成为腐蚀的隐患，而且化学品挥发性大，成本高，处理后化学品排放困难，如果处理不当，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地取代。
机械加工
主要有钢丝刷辊抛光法、抛丸法和喷丸法。抛光方法是由电机驱动刷辊，刷辊在带钢上下表面与轧制件运动方向相反的方向高速旋转，以去除氧化皮。刷过的氧化铁垢被封闭的循环冷却水冲洗系统冲走。抛丸是一种利用离心力加速弹丸并将其投射到工件上进行除锈和清洁的方法。但抛丸清理的灵活性较差，受场地限制，在清洗工件时有些盲目性，容易在工件内表面产生无法清理的死角。设备结构复杂，易损件多，特别是叶片等零件磨损快，维修工时长，成本高，一次性投资大。
喷丸表面处理冲击力强，清洗效果明显。然而，用喷丸处理薄板工件容易使工件变形，钢丸撞击工件表面(无论是喷丸还是喷丸)使金属基体变形。剥离后，油膜随材料一起变形，所以对于有油污的工件，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，清洗效果最好的是喷砂。喷砂适用于对工件表面要求较高的清洗。然而，一般的喷砂设备大多是由螺旋钻、刮板、顶提升机等原始而笨重的输砂机械组成。用户需要建一个深坑，做一个防水层来安装机器。施工成本高，维护工作量和维护费用巨大，而且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身体健康，污染环境。
需要做抛丸工艺的工厂在选择输砂设备和除尘设备时一定要充分考虑实际生产情况，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更快，长期使用后，这个或那个问题会影响生产很多，而选择功率更高的设备会大大减少以后维修所浪费的时间和成本。
除尘设备功率不足，不仅损害工人的身体健康，而且严重影响喷砂室的能见度。粉尘不能排出也会影响砂子本身的质量，影响工件的表面粗糙度。
人工喷砂室应根据实际情况设计，使其比工件更宽敞。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。对于干燥作业区域，可在室外进行喷砂。
等离子体表面处理
等离子体是带正电荷的正粒子和带负电荷的粒子(包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团等)的集合，其中正电荷和负电荷相等。因此称为等离子体，它是物质除了固态、液态、气态之外的第四种状态——等离子体态。
等离子体表面处理器包括等离子体发生器、气体输送管道和等离子体淋浴头。等离子体发生器产生高压高频能量，在喷嘴钢管内激活可控辉光放电中产生低温等离子体。将等离子体喷在工件表面，当等离子体与被加工物体表面接触时，物体发生变化并产生化学反应。表面清洗干净，去除烃类污染物，如油脂、辅助添加剂等，或经蚀刻粗化，或形成致密交联层，或引入含氧极性基团(羟基、羧基)。团聚促进了各种涂层材料的附着力，并为粘合和油漆应用进行了优化。在同样的效果下，对表面应用等离子体处理可以获得非常薄的高张力涂层表面，有利于粘接、涂覆和印刷。没有其他机器等强作用成分，需要化学处理才能增加附着力。
化学处理
这种方法是在没有电流作用的情况下，利用化学物质相互作用在工件表面形成镀层。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，在其表面形成涂层，称为化学转化涂层处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。
化学镀
在电解质溶液中，工件表面在没有外部电流的情况下进行催化处理。在溶液中，由于化学物质的减少，使某些物质沉积在工件表面，形成镀层过程，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，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，在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
将熔融金属雾化并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
加热并压制金属箔覆盖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
用化学物质接触和加热工件，使某种元素在高温下进入工件表面的过程称为化学热处理，如渗氮、渗碳等。
浮出水面
通过焊接，使沉积金属在工件表面积聚形成焊接层的过程称为堆焊，如堆焊耐磨合金。
真空处理
该方法是将材料汽化或电离，并在高真空状态下沉积在工件表面以形成涂层的过程。它的主要方法是。
物理气相沉积(PVD)
在真空条件下，将金属汽化成原子或分子，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。沉积粒子束来源于非化学因素，如蒸发溅射、离子镀等。
离子注入
在高压下向工件表面注入不同离子以修饰表面的过程称为离子注入，如硼注入。
化学气相沉积(CVD)
在低压下(有时也常压下)，使气态物质在工件表面发生化学反应而形成固体沉积层的过程称为化学气相镀，如氧化硅、氮化硅等的气相沉积。
其他方法
主要有机械、化学、电化学、物理等方法。其主要方法有:
绘画
将油漆(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、涂刷等。
影响电镀
通过机械冲击在工件表面形成涂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回路。在电场的作用下，涂层溶液解离成带电的树脂离子，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。这些带电的树脂离子与吸附的颜料颗粒一起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，引导雾化的带负电的油漆颗粒飞向带正电的工件，得到漆膜，称为静电喷涂。
2022年7月6日出版
来源:Pixnet
