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19世紀(jì)工業(yè)革命以來,為了適應(yīng)耐磨耐高溫、耐酸堿腐蝕和高強(qiáng)度、高硬度等特殊要求,人們需要不斷開發(fā)各種特殊合金材料以滿足需求,然而這些合金材料往往成本高昂,而且多數(shù)情況下,難以同時滿足整體和表面的性能要求。金屬材料服役時不可避免的與環(huán)境相接處,而與環(huán)境真正接觸的是金屬表面,如各種機(jī)械零件和工程構(gòu)件,甚至體內(nèi)植入材料等。當(dāng)金屬表面發(fā)生破壞或失效,將嚴(yán)重影響其服役效果和使用壽命。1983年英格蘭伯明翰大學(xué)湯·貝爾提出表面工程的概念,利用量材料對金屬基體表面進(jìn)行改性處理,使金屬表面得到保護(hù)和強(qiáng)化,解決單一材料無法解決的問題,從而大大提高產(chǎn)品的使用壽命和可靠性。
金屬表面處理是指通過機(jī)械加工、熱處理、化學(xué)或復(fù)合方法使金屬表面的組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和物理狀態(tài)等發(fā)生變化,從而使經(jīng)過處理后的金屬表面表現(xiàn)出與原基體不同的性能,來滿足對金屬材料耐蝕性、耐磨性、裝飾性或者其他功能性的要求。目前已有許多成熟的金屬表面處理技術(shù),通常按照加工方式不同,可分為機(jī)械方法、物理方法和化學(xué)方法三類。為了便于理解,我們按照是否對金屬材料表面引入其他元素或物質(zhì),將金屬表面處理技術(shù)分為兩大類,即表面組織強(qiáng)化方法和表面涂層方法。
【金屬表面處理技術(shù)應(yīng)用】金屬表面處理技術(shù)以其高度的實(shí)用性和顯著的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等特點(diǎn),在日常生活、機(jī)械制造、航天航海、交通能源、石油化工以及生物醫(yī)學(xué)等各個行業(yè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。金屬表面處理技術(shù)不僅是金屬材料產(chǎn)品的“美容術(shù)”,也是許多產(chǎn)品性能的改良技術(shù),更是先進(jìn)的產(chǎn)品制造技術(shù)。金屬表面處理技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
防護(hù)性
大部分表面處理技術(shù)都對金屬材料有一定的防護(hù)和強(qiáng)化作用,提高金屬在大氣、海水及化學(xué)介質(zhì)中的耐蝕性能,以及在服役期的性、耐磨性和潤滑性等。如生活和工程應(yīng)用中鋁合金陽極氧化、鍍鋅鋼絲、五金表面鍍鉻等。
對于金屬來說,為了提高金屬的使用性能,廠家都會對金屬進(jìn)行表面處理進(jìn)行提高。我們?nèi)粘I钪?,常見的金屬表面處理技術(shù)有:酸洗純化處理、電解拋光處理、除油除銹處理、化學(xué)拋光處理、電鍍處理以及化學(xué)處理。
1、酸洗鈍化處理:
是指將金屬零件浸入酸洗鈍化液中直至工件表面變成均勻一直的銀白色即可完成工藝,不僅操作簡單,而且成本低廉,酸洗鈍化液可以反復(fù)循環(huán)使用。
2、電解拋光處理:
該技術(shù)是指電解拋光又稱電化學(xué)拋光,是指將工件放在通電的溶液中,以提高金屬工件表面的平整性,并使之產(chǎn)生光澤的加工過程。幾乎所有金屬皆可電解拋光,如不銹鋼、碳鋼、鈦、鋁合金、銅合金、鎳合金等,但以不銹鋼之應(yīng)用最廣。通過正負(fù)極的電流、電解拋光液的同共作用下來改善金屬表面的微觀、幾何形狀、降低金屬表面粗糙度,從而達(dá)到工件表面光亮平整的目的。