金属表面处理技术课件作者王学武第一单元.pptVIP

欢迎学习 金属表面处理技术 综合知识模块一 金属表面处理技术概述 金属表面处理技术概述 金属表面处理技术的含义和意义 金属表面处理技术的分类 金属表面处理技术的产生和发展 金属表面处理技术的应用 1.1 什么是金属表面处理技术 金属表面处理技术是指通过一些物理、化学、机械或复合方法使金属表面具有与基体不同的组织结构、化学成分和物理状态，从而使经过处理后的表面具有与基体不同的性能。 经过表面处理后的金属材料，其基体的化学成分和力学性能并未发生变化(或未发生大的变化)，但其表面却拥有了一些特殊性能，如高的耐磨性、耐蚀性、耐热性、导电性、电磁特性、光学性能等。 1.2 为什么研究金属表面处理技术 所有的金属材料都不可避免与环境相接触,而与环境真正接触的是金属的表面，如各种机械零件和工程构件。 金属表面发生破坏或失效，进而引起整个设备或零（构）件的破坏或失效。 发展金属表面防护和强化技术， 是各国普遍关心的重大课题。 问题的提出 随着现代工业的迅猛发展，对机械工业产品提出了更高的要求，要求产品能在高参数(如高温、高压、高速)和恶劣工况条件下长期稳定运转或服役，这就必然对材料表面的耐磨 、耐蚀等性能以及表面装饰提出了更高的要求，使其成为防止产品失效的第一道防线。 火箭发动机的尾喷管内壁和燃烧室需承受2000～3300℃温度和巨大的热焰流冲击。 飞船或者洲际导弹的头部锥体和翼前沿：由于具有几十倍的音速，并与大气层摩擦，即所谓气动加热，其温度高达4000～5000℃。 长江三峡工程中挖泥船的发动机曲轴损坏，当时如从日本购买新轴，加上运费和进口关税等需人民币120万元，从订购到交货需三个月以上，停产损失更大？ 19世纪工业革命以来，为了适应高强度、高硬度和耐磨、耐高温、耐酸碱腐蚀等不同特殊要求，人们需要不断开发各种特殊的合金材料，但这些合金材料往往价格昂贵。 在许多情况下也很难找到一种能够同时满足整体和表面要求的材料。 试图采用各种表面技术对普通金属表面进行处理，以改变其表面性能，使其适应复杂的工作环境。 措 施 表面处理技术则可以用极少量的材料就起到大量、昂贵的整体材料难以起到的作用，在不增加或不增加太多成本的情况下使产品表面受到保护和强化，从而提高产品的使用寿命和可靠性，改善机械设备的性能、质量、增强产品的竞争能力。 研究和发展金属材料的表面处理技术，对于推动高新技术的发展、对于节约材料、节约能源等都具有重要意义。而表面处理技术也在这种需求的推动下获得了飞速的发展和提高。 意 义 通过表面处理大幅度提高产品质量。 节约贵重材料。 实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题。 修复整体优势，良好的节能、节材效果。 表面涂层技术：通过表面涂层技术在基体表面制备各种镀、涂覆层，包括电镀、化学镀、（电）化学转化膜技术、气相沉积技术、堆焊、热喷涂等； 表面改性技术：用机械、物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。如表面淬火、化学热处理、喷丸、高能束表面改性等。 表面改性技术和表面涂层技术的最大区别是，其所形成的表面在材料和组织上均与基体有一定的联系，而不像表面涂层技术那样，涂层的材料和组织与基体是完全不同的。 能力知识点2 金属表面处理技术的分类 金属表面处理技术是一门新兴学科，而且是一门多学科的边缘学科。虽然从总体上可分为表面涂层技术和表面改性技术，但该学科中具体应该包括哪些内容、如何分类，国内外都无公认的说法。 从不同的角度进行归纳，就会有不同的分类。 原子沉积：沉积物以原子、离子、分子和粒子集团等原子尺度的粒子形态在材料表面上形成覆盖层，如电镀、化学镀、物理气相沉积、化学气相沉积等。 颗粒沉积：沉积物以宏观尺度的颗粒形态在材料表面上形成覆盖层，如热喷涂、搪瓷涂敷等。 整体覆盖：它是将涂覆材料于同一时间施加于材料表面，如包箔、贴片、热浸镀、涂装、堆焊等。 表面改性：用机械、物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态。 金属材料层 陶瓷材料层 高分子材料层 表面改性技术 包括表面淬火、化学热处理、表面形变强化等，如感应加热表面淬火、渗碳、氮化、碳氮共渗、喷丸、滚压等。 表面涂（镀）层技术 如电镀、化学镀、热浸镀、气相沉积、热喷涂、堆焊、激光熔覆、涂装等。 表面转化膜技术 如氧化处理、磷化处理、铬酸盐处理和着色与封闭处理等。 高能束表面处理技术 如电子束、离子束、激光束表面改性与强化等。 表面耐磨和减摩技术 表面耐蚀和抗氧化技术 表面装饰技术 功能表面技术 表面修复技术 能力知识点3 金属表面处理技术的产生与发展 金属表面处理技术伴随着人类文明，已经历了数千年的发展，在许多传统产业及工业中，应用金属表面处理技术改进产品性能，延长其使用