電+鍍+與+噴+涂+基+礎(chǔ)(講義)

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1、電鍍與噴涂基礎(chǔ)（講義）金陵科技學(xué)院諶康燾　概述：談到電鍍與噴涂，人們一定會(huì)對(duì)其中被加工的對(duì)象——金屬,表示很大的興趣：什么是金屬？金屬有哪些特性？如何能起到保護(hù)和裝飾產(chǎn)品表面的功效？怎樣才能有效地利用金屬達(dá)到這個(gè)目的呢？等等。其實(shí)，在我們的周?chē)教幎加薪饘?。我們的生活、工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)等等，一刻也離不開(kāi)它。然而，要說(shuō)清楚金屬的特性，以及在生產(chǎn)中如何利用它、發(fā)揮其最大的效益，就不一定那么容易了。尤其是對(duì)金屬材料表面處理的機(jī)理及其工藝過(guò)程就更陌生了。為此，我們就針對(duì)這幾個(gè)問(wèn)題，結(jié)合具體工廠產(chǎn)品的情況作如下的簡(jiǎn)介：⑴表面處理的分類(lèi)與用途⑵金屬的特性及其電極

2、電位⑶金屬的腐蝕與防護(hù)——電化學(xué)腐蝕機(jī)理⑷造型材料的表面處理和加飾：　①金屬的電鍍與鍍覆②塑料制品的表面被覆處理③鋁及其合金的陽(yáng)極氧化工藝與染色（氧化膜的封閉處理）不過(guò)，時(shí)代在前進(jìn)，新材料、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備等，正在不斷地出現(xiàn)。囿于眼下的條件所限，這里介紹的內(nèi)容一定有許多不足的，敬請(qǐng)多多指教。1．表面處理的分類(lèi)與用途材料的表面處理是有目的地改變金屬表面所具有的色彩、肌理、硬度及抗腐蝕能力等性質(zhì)。實(shí)際上是通過(guò)對(duì)金屬表面的化學(xué)的或電化學(xué)的反應(yīng)轉(zhuǎn)變成金屬的氧化物或無(wú)機(jī)鹽覆蓋膜的過(guò)程。有的也就是在金屬的外表面涂覆上一層被覆層或油漆，使制件表面得以與空氣

3、等介質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)。材料的表面處理技術(shù)種類(lèi)繁多，根據(jù)使用的方法不同大致上可分為五大類(lèi)16種工藝：1．1．電化學(xué)方法此種方法的特點(diǎn)是利用電極反應(yīng)，在制件表面上形成鍍層。其中應(yīng)用最廣的工藝有：1．1．1．電鍍當(dāng)具有導(dǎo)電表面的制件與電解質(zhì)溶液接觸，并作為陰極，在外電流作用下，在其表面上形成與基體牢固結(jié)合的鍍覆層的過(guò)程稱(chēng)為電鍍。鍍覆層可以是金屬、合金、半導(dǎo)體以及含有各類(lèi)固體微粒的鍍層。如鍍銅、鍍鉻、鍍鎳磷合金等。1．1．2．陽(yáng)極氧化當(dāng)具有導(dǎo)電表面的制件與電解質(zhì)溶液接觸，并作為陽(yáng)極，在外電流作用下，在其表面上形成與基體牢固結(jié)合的氧化膜層的過(guò)程稱(chēng)為陽(yáng)極氧化。如鋁及鋁

4、合金的陽(yáng)極氧化。1．2．化學(xué)方法此類(lèi)方法的特點(diǎn)是在沒(méi)有外電流通過(guò)的情況下，利用化學(xué)物質(zhì)的相互作用，在制件的表面形成鍍覆層。其主要工藝過(guò)程有：1．2．1．化學(xué)鍍當(dāng)具有一定催化作用的制件表面與電解質(zhì)溶液相接觸，在無(wú)外電流通過(guò)的情況下，利用化學(xué)物質(zhì)還原作用，將有關(guān)物質(zhì)沉積于制件表面并形成和基體結(jié)合牢固鍍覆層的過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)鍍。如化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅等。1．2．2．化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理18當(dāng)金屬制件與電解質(zhì)溶液相接觸，在無(wú)外電流通過(guò)的情況下，利用電解質(zhì)溶液中的化學(xué)物質(zhì)和制件表面的相互作用，在表面上形成與基體牢固結(jié)合的鍍覆層的過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。如鋁的表面鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處

5、理，鋅的鉻酸鹽鈍化，鋼鐵的磷化等。1．3．熱加工方法此類(lèi)方法的特點(diǎn)是利用高溫條件下材料熔融或熱擴(kuò)散，在制件表面形成鍍覆層其主要工藝方法有：1．3．1．熱浸鍍將金屬制件浸入熔融金屬中，使其表面上形成與基體牢固結(jié)合的金屬鍍覆層的過(guò)程稱(chēng)為熱浸鍍，如熱浸錫等。1．3．2．熱噴鍍將熔融狀態(tài)的金屬霧化并連續(xù)噴射在制件表面上，形成與基體牢固結(jié)合的金屬覆蓋層的過(guò)程稱(chēng)為熱噴鍍，如熱噴鋅等。1．3．3．熱燙印將各類(lèi)金屬箔在加溫加壓下覆蓋于制件表面的過(guò)程稱(chēng)為熱燙印，如燙印鋁箔等。1．3．4．化學(xué)熱處理將金屬制件與化學(xué)滲劑物質(zhì)相接觸，在高溫下使有關(guān)元素活化并滲入到制件表面層

6、，再加以擴(kuò)散，形成表面的化學(xué)滲層的過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)熱處理，如滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氰化（碳氮共滲）等。1．4．高真空方法此法是利用在高真空條件下材料被氣化或受激離子化而形成鍍覆層的過(guò)程，常見(jiàn)的工藝有：1．4．1．真空蒸發(fā)鍍?cè)诟哒婵盏娜萜髦?，將金屬材料加熱蒸發(fā)，并鍍著在制件的表面上，形成與機(jī)體牢固結(jié)合的金屬或非金屬覆蓋層的過(guò)程稱(chēng)為真空蒸發(fā)鍍，簡(jiǎn)稱(chēng)為真空鍍或蒸發(fā)鍍，如真空鍍鋁，真空鍍金等。1．4．2．濺射鍍?cè)诟哒婵盏娜萜髦?，在低氣壓下使離子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下轟擊膜料，使其表面原子逸出并沉積在制件的表面上形成薄膜的過(guò)程稱(chēng)為濺射鍍，如濺射硅、濺射銀等。1．4．3．

7、離子鍍?cè)诟哒婵盏娜萜髦?，在低氣壓下利用蒸發(fā)源蒸出的粒子，經(jīng)過(guò)輝光放電區(qū)部分電離，通過(guò)擴(kuò)散及電場(chǎng)作用，沉積于制件表面形成與基體牢固結(jié)合鍍覆層的過(guò)程稱(chēng)為離子鍍，如鍍氮化鈦等。1．4．4．化學(xué)氣相鍍?cè)诘蛪合拢ㄓ袝r(shí)在常壓下），利用氣態(tài)物質(zhì)在固態(tài)表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成與基體結(jié)合良好的固體沉積層的過(guò)程稱(chēng)為化學(xué)氣相鍍。如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。1．4．5．離子注入在高電壓下將不同離子注入工件表面以改變表面性質(zhì)的過(guò)稱(chēng)稱(chēng)為離子注入，如注硼等。1．5．其他物理方法此類(lèi)方法主要是利用機(jī)械的或化學(xué)的方法將有關(guān)的金屬鍍覆在制件表面上。屬于這類(lèi)的有：1．5．1．沖擊鍍利用機(jī)械

8、沖擊作用將金屬鍍覆在制件的表面并形成與基體牢固結(jié)合的鍍覆層，如沖擊鍍鋅等。1．5．2．涂裝利用噴射、涂飾等方