文档介绍：表面处理(金属和塑料)
表面处理
第一章金属件表面处理
金属工件表面(Surface)是工件内部材料与周围环境的交界面,通常表面的定义是指深几个?m(10?6m)到几十个?m的厚度,并且包含许多不同的薄层所构成,。它所承受外界的各种作用和因而受到的影响及产生的反应,例如对光和热的反射及吸收,受外力作用所产生的摩擦及破坏现象等,都与内部材料有很大的差别。
随着科技的展进,材料被应用的范围日趋广泛且复杂,对材料性质的要求也较以往严苛,尤其适用在高温,潮湿、强酸,接触面为高速相对运动或辐射的恶劣环境下,工件材料表面的抵抗能力成为产品功能(Function)表现和使用寿命长短的关键因素之一。因此,对工件表面除了美观要求之外,尚有耐磨耗,防锈,防腐蚀,耐高温,或绝缘性等不同的要求,因而表面处理早已成为机械、航天、电子等产业之产品制造过程中不可或缺的一个重要环节。
氧化層
母材
工件表面的结构
表面处理是指用于改善工件表面的状态和其机械、物理或化学性质的方法。 1
一般经过铸造等机械加工法制造的产品,大都需要对其全部或部分的
表面再进一步实施清洁、硬化、研磨、抛光、涂漆或电镀等处理,以增进其表面的各种特性、光滑度和美观等。表面处理的目的及应用例可归纳如下:
1. 增加表面的硬度、耐磨耗、抗疲劳等机械性质,应用于模具、活塞、汽缸、工具机、滑轨、轴、齿轮等。
2. 增加表面对氧化及腐蚀的抵抗能力,应用于化工机械、兽医器具、汽车钣金等。
3. 增加表面之耐热、热传导、热反射等特性,应用于散热板、航天发动机零件等。
4. 改善表面粗糙度及摩擦作用,应用于机械零组件之滑动面、轴与轴承、刀具、工具等。
5. 改变表面之导电及电阻的性质,应用于电子零件、内存、半导体组件等。
6. 改变表面对光的反射,选择性吸收、耐候等特性,应用于反射镜、汽机车零件等。
7. 增进表面的干净、光泽、颜色、美观等,应用于各类型民生用品、运动器材、装饰品等。
表面前处理
目的在为后续加工步骤做必要的准备,或为了增进产品外表的干净及美观,包含表面清洁和表面机械处理。表面清洁是指利用各种溶剂或超音波等方式,将工件表面附着的油污、碎屑、各种杂物及氧化或腐蚀的生成物等,加以去除以得到工件材料之真正表面层。表面机械处理则是以喷砂、
研磨或电解抛光等方法,除了可达到清洗效果外,尚可更进一步使工件表面光滑,增加其光泽及附着能力。
表面清洗(Surface cleaning)
经过一般加工后之工件的表面常附着有污物,例如油、脂、蜡、碳粒、其 2
它金属颗粒、粉尘或砂粒等。此外在工件表面上之氧化层等生成物,则又是另一形式的异物。以上两者在后续加工,尤其是在进行下一步骤的表面处理前,都必须被清除干净。表面清洁的方法有:
1. 清洁剂清洁法(Detergent cleaning)
使用含有界面活化剂(又称综合清洁剂)或碱性清洁剂的溶液,加温后,对工件浸没(Immersion)其中或对工件喷洒(Spray)以产生洗净效果。接着可用有机溶剂,如汽油、三氯乙烯等进一步去除残留的污物。对于紧附表面的污物,则可适用乳液清洁剂加以清除。水或水蒸气的洗涤,也是常见的表面清洁方法。
2. 电解清洁法(Electrolytic cleaning)
工件浸没于电解水液中,通以电流,藉溶液中水分子电解产生氢气或氧气的上升搅拌作用,洗净污物。通常用于需要特别清洁的表面,如电镀、油渍等的前臵处理。
3. 超音波清洁法(Ultrasonic cleaning)
利用超音波的振动能量特性,迫使液体剧烈的摩擦工件面,可完全清洁复杂面或细小工件的部份,甚至包括凹部或裂缝内部的污物。
4. 酸性清洁法(Acid cleaning)
以有机酸、矿物酸等酸性清洁液,进行酸洗或蚀刻工件表面的氧化层(生锈层)、腐蚀生成物,或高温加工时产生氧化物的硬化层等。
表面机械处理
藉由机械力或电力的作用,不仅可以清除工件表面上的污物、锈蚀、毛边等,而且还可增进表面光滑度极附着能力,以利电镀或其它的表面处理。
1. 喷砂(Sand blast)
利用喷砂机将硅、氧化铝、金属颗粒或玻璃球等磨料经喷嘴以高速吹向工件表面,利用磨料颗粒撞击时的力量去除污物及铲平表面的粗糙凸起部份。
2. 研磨及抛光(Abrasion and Polishing)
研磨是利用研磨布轮固定在研磨机上,和研磨机一起以高速旋转。研磨布 3
轮上涂以研磨剂或使用不同号数的砂纸,其磨料颗粒的细度视需要而定,当与工件表面接触时,产生摩擦作用,达成清洁磨平的功能,。抛光则是在