表面处理技术资料.doc
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1、第一章总 论3第一节表面处理的分类与用途3第二节金属镀覆和化学处理表示方法6第二章预处理11第一节 研磨与机械抛光11第二节化学抛光和电化学抛光14第三节除油19第四节除锈24第五节 弱浸蚀及活化29第三章 普通电镀30第一节镀铜30第二节镀镍52第三节 镀 铬70第四节 镀锌87第四章复合电镀109第一节镍基复合电镀112第二节锌基复合电镀115第三节银基复合电镀116第四节金刚石镶嵌复合电镀116第五章 电镀稀贵金属117第一节 镀 银117第二节 镀金与金合金119第三节镀钯与钯镍合金123第六章化学镀124第一节化学镀镍125第二节 化学镀铜133第三节化学镀银136第四节化学镀金13
2、8第五节化学镀钴140第六节化学镀钯141第七章 铝和铝合金的抛光、氧化和着色142第一节铝和铝合金制件的前处理142第二节化学抛光144第三节电化学抛光(电解抛光)147第四节抛光质量差的铝或铝合金制件的处理和回用151第五节铝和铝合金制件的阳极氧化152第六节 硫酸阳极氧化法152第七节 草酸阳极氧化法(略)155第八节 阳极氧化膜的染色(着色)155第九节 阳极氧化膜的封闭处理162第十节不合格阳极氧化膜的退除164第八章塑料电镀和特殊是枯基材上的电镀165第一节塑料电镀165第二节 特殊基材上的电镀172第九章 金属的氧化和磷化183第一节钢铁的氧化183第二节铜及铜合金的氧化185第
3、三节钢铁磷化187第十章电镀层性能的测试技术191第一节 电镀层外观检验191第二节镀层附着强度的测试方法196第三节 镀层厚度的测量200第四节 镀层的耐蚀性试验206第五节镀层的耐磨性的测量213第十一章 电镀挂具214附录217附录一中华人民共和国法定计量单位217附录二电镀车间环境保护控制指标218附录三电镀常用数据和有关资料220附录四电镀专业最新国家标准220gaofeiholy2010-08-26 07:47第一章总论第一节表面处理的分类与用途 电镀、油漆、真空镀等是许多产品表面处理和表面装饰重要重要的通用技术并已逐步形成为一个工业部门,机械、仪器、仪表、电子、轻工、手工、宇航、
4、船舶以及国防工业等部门都需要应用表面处理技术,它不仅使产品质量和外观达到美观、新颖和耐用,而且对一些有特殊要求的工业产品还能起到修复或赋予耐蚀、导电、易焊、反光、耐磨、耐高温等特殊功能的效果。总之,表面处理工艺几乎涉及大部分工业产品,例如,汽车、自行车、船舶、飞机、缝纫机、照相机、钏表、电冰箱、电视机、洗衣机、电风扇、空调设备、建筑五金、机电仪表以及文教用品等,都需要进行防护装饰性电镀,以提高产品的使用性能,节约材料,延长寿命,美化产品。即以日常生活中使用较多的自行车为例,每辆自行车的电镀面积约70dm2,全国自行车年产量以2000万辆计,电镀总面积就多达1400多万m2。近年来,国际市场上风
5、行具有黄金色外观的产品,这就使用电镀金、金合金以及仿金上升到更多重要的地位。合金电镀、电子电镀、功能性电镀及多种机覆盖层也在迅速发展。除了防护装饰性外,利用电镀的方法,还可以获得许多特殊的功能。例如:在半导体器件上镀金,可以获得很低的接触电阻;在电子元件上镀铅-锡合金,可以获得很好的钎焊性能。这些部件是电子计算机、电视机、录音机、收音机等必不可少的。又加在活套环及轴上镀硬铬可以获得很高的耐磨性。此外,近年来发展起来的分散电镀技术,又能赋予镀层自润滑性、脱模性、耐磨性以及高的硬度等。铝和铝合金的氧化、着色不仅用于打火机、口琴、金笔、保温瓶及小五金件上,而且还发展到建筑用材上,高级宾馆的门框、窗框
6、、售货台的框架、厨房用具等均采用铝氧化的零件。刷镀技术用于加工特大的、结构复杂的零件或磨损零件的修复,以较短的时间和极少的费用,恢复了机器的青春,经济效益很高,每年可达数千万元。在机械工业中,电镀铁用于机车、汽车曲轴的修复,有很大的经济效益。真空镀用于塑料件装饰用刀具刃具加工。总之,表面处理既是工业上必不可少的工艺,又是满足人民生活需要、提高产品国际市场上的竞争能力、出口创汇所必不可少的技术。表面处理工艺产生某些有毒、有害的废水、废气和废渣等,严重危害人民,因此,在发展表面处理工艺的同时,必须考虑污染的控制和治理措施。材料的表面处理技术种类繁多,根据使用的方法大致可分成五大类16种工艺。(一)
7、电化学方法这种方法的特点是利用电极反应,在制作表面上形成镀覆层,其中应用最广的工艺有:(1)电镀当具有导电表面的制件与电解质溶液接触,并作为阴极,在外电流作用下,在其表面上形成与基件牢固结合的镀覆层的过程称为电镀。镀履层可以是金属、合金、半导体以及含有各类固体微粒的镀层,如镀铜、镀镍、磷合金等。(2)阳极氧化当具有导电表面的制件与电解质溶解接触,并作为阳极,在外电流作用下,在制件表面形成与基体结构牢固的氧化膜层的过程称为限阳极氧化。如铝及铝合金的阳极氧化。(二)化学方法这种方法的特点是在没有外电流通过的情况下,利用化学物质的相互作用,在制件表面形成镀覆层。其主要工艺过程有:(1)化学镀当具有一
8、定的催化作用的制件表面与电解质溶液相接触,在无外电流通过的情况下,利用化学物质还原作用,将有关物质沉积于制件表面并形成与基体结合牢固镀覆层的过程称为化学镀。如化学镀镍、化学镀铜等。(2)化学转化膜处理当金属制件与电解质溶液相接触,在无外电流通过的情况下,利用电解质溶液中的化学物质与制件表面的相互作用,在表面上形成与基体牢固结合的镀覆层的过程称为化学转化处理。如铝的表面铬酸盐转化处理,锌的铬酸盐钝化,钢铁的磷化等。(三)热加工方法 这种方法的特点是利用高温条件下材料熔融或热扩散,在制件表面形成镀覆层。其主要工艺过程有:(1)热浸镀将金属制件浸入熔融金属中,使其表面上形成与基体牢固结合的金属镀覆层
9、的过程称为热浸镀,如热浸锡等。(2)热喷镀将熔融状态的金属雾化并连线喷射在制件表面上,形成与基体牢固结合的金属覆盖层的过程称为热喷镀,如热喷锌等。(3)热烫印将各类金属箔在加温加压下覆盖于制件表面的过程称为热烫印,如烫印铝箔等。(4)化学热处理将制件与化学物质相接触,在高温下使有关元素进入制件表面层的过程称为化学热处理,如渗碳、渗氮等。(四)高真空方法此法是利用材料在高真空下的气化或受激离子化而在制件表面形成镀覆层的过程。常见的工艺有:(1)真空蒸发镀在高真空容器中,将金属材料加热蒸发,并镀着在制件表面上,形成与基体牢固结合的金属或非金属覆盖层的过程称为真空蒸发镀,简称真空镀或蒸发镀,如真空镀
10、铝,真空镀镀金等。(2)溅射镀在高真空容器中,在低气压下使离子在强电场作用下轰击膜料,使其表面原子逸出并沉积在制件表面上形成薄膜的过程称为溅射镀,如溅射硅、溅射银等。(3)离子镀在高真空容器中,在低气压下利用蒸发源蒸出的粒子,经过辉光放电区部分电离,通过扩散和电场作用,沉积于制件表面形成与基本牢固结合镀覆层的过程称为离子镀,如镀氮化钛等。(4)化学气相镀在低压下,利用气态物质在固态表面上进行化学反应生成与基体结合良好的固体沉积层的过程称为化学气相镀(有时也有常压下进行)。如气相沉积氧化硅、氮化硅等。(5)离子注入在高压电下将不同离子注入工件表面以改变表面性质的过程称为离子注入,如注硼等。(五)
11、其它物理方法主要利用机械的或化学的方法将有关金属镀覆于制件表面之上。属于这一类有:(1)冲击镀 利用机械冲击作用将有关金属镀覆于制件表面并形成与基体牢固结合的镀覆层过程称为涂装,如涂漆等。(2)涂装利用喷射、涂饰等方法,将有机涂料覆于制件表面并形成与基本牢固结合的涂覆层过程称为涂装,如涂漆等。(3)激光表面加工,利用激光对制件表面进行辐照,使制件表面结构改变的过程称为激光表面加工,如激光淬火等。以上分类法只有相对意义,因为很多工艺往往兼具几种方法的特点,关于各种工艺的详细过程将在下面各章中介绍。利用这些工艺得到的镀覆层的主要特性和用途列于表1-1和1-2中。表1-1 镀覆层的主要特性、用途及常
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