《金屬工藝學(第2版)》教學講義 第12章金屬表面處理技術簡介

課題：金屬表面處理技術簡介

授課時數(shù)：2

教學目的、要求：

1.熟悉常用金屬表面強化處理方法

2.熟悉金屬防腐的種類和特點，掌握金屬防腐處理的方法

3.了解金屬表面裝飾加工方法

教學重點、難點：

金屬防腐處理的方法

教學過程：

(-)復習提問

1.塑料的組成、特性、成形方法及常用塑料

2.橡膠的組成、主要性能及常用橡膠材料

3.陶瓷的種類、性能及常用工業(yè)陶瓷

(二)導入新課、授新課

12.1金屬表面強化處理

一、金屬表面強化處理

零件制成后，為了強高金屬表面的強度、硬度、耐磨性及抗蝕性的表面處理過

程，稱為金屬表面強化處理。

常用的金屬表面強化處理：

1、金屬表面的覆蓋層強化法

金屬表面覆蓋層強化是金屬表面獲得特殊性能的覆蓋層，以達到提高強度、耐

磨、耐蝕、耐疲勞等目的。

(1)金屬熱噴涂

熱噴涂是一種采用專用設備利用熱源將金屬或非金屬材料加熱到熔化或半熔

化狀態(tài)，用高速氣流將其吹成微小顆粒并噴射到機件表面，形成覆蓋層，以提高機

件耐蝕、耐磨、耐熱等性能的新興表面工程技術。

(2)表面氣相沉積

氣相沉積鍍層具有附著力強、均勻、質量好，可得到全包覆的鍍層等特點，在

機械、電器、航天等部門應用廣泛。

①化學氣相沉積：

利用氣態(tài)物質在一定的溫度下發(fā)生分解或化學反應，并在其上面生成固態(tài)沉積

膜的過程。

②物理氣相沉積法：

在真空條件下利用物理方法產生的原子或分子沉積到基體上形成薄膜或涂層

的過程。

二、金屬表面化學熱處理強化法

金屬表面化學熱處理強化是通過改變材料表層的化學成分，形成單相或多相的

擴散層、化合物層來強化表面。如滲碳、碳氮共滲、滲氮、氮碳共滲、滲硼等工藝

方法使表層獲得高強度、高硬度或改變使用性能。

三、金屬表面形變強化法

1、原理：

表面形變強化是通過噴丸、滾壓和內孔擠壓等強化工藝，使金屬表層產生形變

硬化和殘余應力，以提高表層疲勞強度。

2、常用方法：

①噴丸強化

原理：利用高速彈丸強烈沖擊零件表面，使之產生形變硬化層并引進殘余壓應

力。

特點：設備簡單、成本低、耗能少，可顯著提高金屬的抗疲勞，抗應力破裂、

抗腐蝕疲勞、抗微動磨損、耐點蝕等的能力。

用途：用于彈簧、齒輪、鏈條、鈾、葉片、火車輪等零部件，

②滾壓加工

將硬度高且光滑的滾柱與金屬表面滾壓接觸，使其局部產生微小塑性變形而進

行的塑性精加工，可在短時間內改善表面粗糙度的同時表面被加工硬化，并且由于

產生壓縮殘留應力可得到具有耐久性的表面。

四、金屬表面相變強化法

金屬表面的相變強化是通過相變改變表層組織結構來強化金屬表面的工藝方

法。生產中常用火焰表面淬火，感應加熱表面淬火等方法使表層獲得馬氏體組織,

從而強化表層。

五、金屬表面復合處理強化法

金屬表面復合處理強化是將兩種以上的可以單獨使用的表面強化工藝組合起

來，用于同一工件上，使其各自優(yōu)點同時發(fā)揮，獲得更加顯著的強化效果。

12.2金屬表面的防腐處理

一、金屬的腐蝕

1、何為金屬的腐蝕

金屬表面與周圍介質的發(fā)生作用而引起的破壞和變化稱為金屬的腐蝕。

2、金屬的腐蝕的種類

①按照金屬腐蝕破壞的形式：均勻腐蝕、局部腐蝕

②根據(jù)金屬腐蝕過程的不同特點：化學腐蝕、電化學腐蝕

(一)化學腐蝕

化學腐蝕是金屬與冏圍介質的分子或原子直接發(fā)生氧化還原反應而引起的腐

蝕，它發(fā)生在非電解質溶液中或干燥的氣體中，在腐蝕過程中不產生電流。

(二)電化學腐蝕

電化學腐蝕是金屬在介質中由于發(fā)生電化學作用而引起的腐蝕，在腐蝕的過程

中有電流產生，其介質能使電流通過。例如金屬在電解質溶液中、在熔鹽中、在潮

濕的空氣和土壤中都可能發(fā)生電化學腐蝕。

二、金屬腐蝕的防護方法

1.正確地選擇金屬材料和合理設計金屬結構

2.提高材料的熱力學穩(wěn)定性

3.化學處理

(I)發(fā)藍處理(發(fā)黑)

(2)鈍化處理

(3)蒸汽處理

(4)磷化(磷酸鹽處理)

4.電化學保護法

⑴犧牲陽極保護法

⑵外加電流法

5.覆蓋法

(1)金屬覆蓋法

①電鍍法

②化學鍍法

③熱浸鍍法

④包鍍法

（2）非金屬覆蓋法

①涂油漆法

②涂塑料法

③涂防銹油法

11.3金屬表面裝飾加工

金屬表面裝飾加工是指通過表面拋光、表面著色、光亮裝飾鍍（如光亮鍍鍥、

光亮鍍銘等）和美術裝飾漆膜等方法，使零件表面變成光滑如鏡、有鮮艷色彩和美

麗光澤的裝飾面。

一、表面拋光

表面拋光是利用機械、化學或電化學作用，在拋光機或砂帶磨床上進行的光整

加工方法。

二、表面著色

表面著色就是在金屬表面形成一層很薄的、有化學耐蝕性的基體金屬化合物,

經過拋光，則這一薄層則顯示出平滑和富有光澤。

三、光亮裝飾鍍

光亮鍍銀是在普通電鍍基礎上，加入少量使鍍層產生光亮的添加劑，而形成光

亮鍍鍥層。光亮鍍路一般是在光亮鍍銀后直接進行的。

四、美術裝飾漆膜

美術漆是一種用途廣泛的工業(yè)用漆。其漆膜有錘紋、起皺、開裂