Обработка поверхности металла 101: основы | MachineMFG

Обработка поверхности металла 101: основы

0
(0)

Что такое процесс обработки поверхности?

Сайт процесс обработки поверхности это процедура, использующая технологии современной физики, химии, металлографии, термообработки и других дисциплин для изменения состояния и свойств поверхности детали и оптимизации ее сочетания с основным материалом для удовлетворения заданных эксплуатационных требований.

Функция обработки поверхности:

  • Улучшает коррозионную стойкость и износостойкость поверхности, замедляет, устраняет и восстанавливает изменения и повреждения поверхности материала;
  • Позволяет получать из обычных материалов поверхности с особыми функциями;
  • Экономьте энергию, сокращайте расходы и улучшайте состояние окружающей среды.

2. Классификация процессов обработки поверхности металла

Их можно разделить на четыре категории: Технология модификации поверхности, технология легирования поверхности, технология поверхностных конверсионных пленок и технология нанесения покрытий на поверхность.

1. Технология модификации поверхности

1. Поверхностное закаливание

Поверхностная закалка относится к методу термической обработки, заключающемуся в аустенизации поверхностного слоя путем быстрого нагрева и закалки для упрочнения поверхности деталей без изменения химического состава и структуры сердцевины стали.

Основными методами закалки поверхности являются пламенная закалка и индукционный нагрев.

Обычными источниками тепла являются оксиацетиленовое или оксипропановое пламя.

2. Лазерное укрепление поверхности

Лазерное упрочнение поверхности - это процесс использования сфокусированного лазерного луча для облучения поверхности заготовки, в результате чего чрезвычайно тонкий материал поверхности нагревается до температуры выше температуры фазового превращения или температуры плавления за очень короткое время. Затем материал быстро охлаждается для упрочнения и укрепления поверхности заготовки.

Лазерное упрочнение поверхности можно разделить на лазерную упрочняющую обработку с фазовым превращением, лазерную обработку поверхностного легирования и лазерная облицовка лечение.

Лазерное упрочнение поверхности имеет небольшую зону термического воздействия, малую деформацию и удобство в работе. Он в основном используется для локального укрепления деталей, таких как заготовительные штампыКоленчатые валы, кулачки, распределительные валы, шлицевые валы, направляющие для точных приборов, фрезы из высокоскоростной стали, шестерни и гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

3. Выстрел упрочнение

Дробеструйное упрочнение - это технология упрочнения, при которой на поверхность деталей распыляется большое количество высокоскоростных движущихся частиц. Этот процесс создает бесчисленное множество мелких ударов на металлическая поверхностьвызывая пластическую деформацию в поверхностных и подповерхностных областях деталей для достижения упрочнения.

Функция:

  • Повышение механической прочности, износостойкости, усталостной прочности и коррозионной стойкости деталей;
  • Используется для тушения поверхности и удаления накипи;
  • Устраните остаточное напряжение литье, ковка и сварка деталей.

4. Прокат

Прокатка - это процесс обработки поверхности, при котором твердые ролики или валки прижимаются к вращающейся поверхности заготовки при комнатной температуре и перемещаются вдоль направления шины, пластически деформируя и упрочняя поверхность заготовки, чтобы получить точную, гладкую и упрочненную поверхность или определенный рисунок.

Применение: цилиндрическая поверхность, коническая поверхность, плоскость и другие детали относительно простой формы.

5. Волочение проволоки

Волочение проволоки - это метод обработки поверхности, при котором металл проходит через матрицу под действием внешней силы, сжимает поперечное сечение металла и получает требуемую форму и размер поперечного сечения, что называется процессом волочения металлической проволоки.

Рисунок проволоки может быть выполнен в виде прямых, произвольных, рябых и спиральных линий в соответствии с потребностями декорирования.

6. Полировка

Полировка - это метод финишной обработки, используемый для изменения поверхности деталей. Как правило, она позволяет добиться только гладкой поверхности и не может улучшить или даже сохранить исходную точность обработки. При различных условиях предварительной обработки значение Ra (мера шероховатость поверхности) после полировки может достигать от 1,6 до 0,008 мкм.

Как правило, она делится на механическая полировка и химической полировки.

2. Технология поверхностного легирования

Химическая термообработка поверхности

Типичным процессом технологии поверхностного легирования является химическая поверхностная термообработка.

Это процесс термической обработки, при котором заготовка помещается в определенную среду для нагрева и изоляции. Это позволяет активным атомам в среде проникнуть на поверхность заготовки и изменить ее химический состав и структуру. Этот процесс изменяет поверхность заготовки, что, в свою очередь, приводит к изменению ее характеристик.

По сравнению с поверхностной закалкой, химическая поверхностная термообработка не только изменяет структуру поверхности стали, но и меняет ее химический состав.

В зависимости от используемых элементов науглероживание и азотирование можно разделить на многоэлементные и другие.

Процесс химико-термической обработки состоит из трех основных этапов: разложение, абсорбция и диффузия.

Два основных метода химико-термической обработки поверхности - науглероживание и азотирование.

СравнениеКарбюризацияНитридирование
ЦельУлучшение твердости поверхности, износостойкости и усталостная прочность заготовки, сохраняя при этом хорошую прочность сердцевины.Повышает поверхностную твердость, износостойкость и усталостную прочность заготовки, а также улучшает коррозионную стойкость.
МатериалНизкоуглеродистая сталь, содержащая 0,1 ~ 0,25% C. Высокое содержание углерода снижает вязкость сердечника.Это среднеуглеродистая сталь, содержащая Cr, Mo, Al, Ti и V.
Общий методГазовое науглероживаниеТвердое науглероживание и вакуумное науглероживаниеГазовое азотирование метод, метод ионного азотирования
температура900~950℃500~570℃
Толщина поверхностиКак правило, 0,5 ~ 2 ммНе более 0,6 ~ 0,7 мм
НазначениеОн широко используется в механических частях, таких как самолеты, автомобили и тракторы; например, вал шестерни, распределительный вал и т.д.Используется для деталей с высокой износостойкостью и требованиями к точности, а также для жаропрочных, износостойких и коррозионностойких деталей. Таких как малый вал прибора, шестерня с малой нагрузкой, важный коленчатый вал и т.д.

3. Технология пленочного преобразования поверхности

1. Чернение и фосфатирование

Чернение:

Процесс нагревания стали или стальных деталей до соответствующей температуры в воздухе, паре или химикатах для образования на их поверхности синей или черной оксидной пленки известен как "синение". Сталь или стальные детали также могут посинеть во время этого процесса.

Фосфатирование:

Фосфатирование - это процесс, при котором заготовка из стали, алюминия или цинка погружается в фосфатирующий раствор (обычно на основе кислого фосфата), и на поверхности осаждается кристаллическая фосфатная пленка, нерастворимая в воде.

2. Анодное окисление

В основном это процесс создания оксидного покрытия на поверхности алюминия и его сплавов.

При анодировании детали из алюминия или алюминиевых сплавов погружаются в кислотный электролит и под воздействием внешнего тока выступают в роли анода. В результате на поверхности деталей образуется антикоррозионная и окислительная пленка, которая прочно соединяется с подложкой.

Эта оксидная пленка обладает уникальными свойствами, такими как защита, декорирование, изоляция и износостойкость.

Перед анодированием необходимо провести полировку, обезжиривание, очистку и другие виды предварительной обработки, а затем промывку, окраску и герметизацию.

Применение: Он широко используется для защитной обработки некоторых специальных деталей автомобилей и самолетов, а также для декоративной обработки поделок и повседневных хозяйственных изделий.

4. Технология нанесения покрытия на поверхность

1. Термическое напыление

Термическое напыление предполагает нагрев и расплавление металла или неметаллические материалы и непрерывно выдувать их на поверхность заготовки с помощью сжатого газа. В результате образуется покрытие, которое прочно соединяется с основой, позволяя поверхности заготовки приобретать необходимые физико-химические свойства.

Технология термического напыления позволяет повысить износостойкость, коррозионную стойкость, теплостойкость и изоляцию материалов.

Приложения: аэрокосмическая промышленность, атомная энергетика, электроника и другие передовые технологии практически во всех областях.

2. Вакуумное покрытие

Вакуумное гальванопокрытие - это процесс обработки поверхности, который включает в себя осаждение различных металлических и неметаллических пленок на металлическую поверхность путем дистилляции или напыления в условиях вакуума.

Вакуумная гальваника позволяет получать очень тонкие поверхностные покрытия. Кроме того, оно обладает такими преимуществами, как высокая скорость, хорошая адгезия и меньшее загрязнение окружающей среды.

Принцип вакуумного напыления

В соответствии с различными процессами вакуумное гальваническое покрытие можно разделить на вакуумное испарение, вакуумное напыление и вакуумное ионное гальваническое покрытие.

3. Гальваническое покрытие

Гальваника - это электрохимический и окислительно-восстановительный процесс.

Для примера никелирования: металлические детали погружаются в раствор соли металла (NiSO4) в качестве катода, а металлическая никелевая пластина служит анодом. При подключении источника постоянного тока на детали осаждается металлическое никелевое покрытие.

Гальванические методы классифицируются как обычное гальваническое покрытие или специальное гальваническое покрытие.

4. Осаждение паров

Технология осаждения из паровой фазы - это новая технология нанесения покрытий, которая использует физические или химические методы для осаждения паровой фазы веществ, содержащих элементы осаждения, на поверхность материалов. В результате образуются тонкие пленки.

Технология осаждения паров подразделяется на физическое осаждение паров (PVD) и химическое осаждение паров (CVD) в зависимости от различных принципов процесса осаждения.

Физическое осаждение из паровой фазы (PVD)

Физическое осаждение из паровой фазы - это технология, которая предполагает испарение материалов на атомы, молекулы или ионы физическими методами в условиях вакуума. В результате парообразования на поверхности материалов осаждается тонкая пленка.

Технология физического осаждения включает в себя три основных метода: вакуумное испарение, напыление и ионное осаждение.

Химическое осаждение из паровой фазы (CVD)

Химическое осаждение из паровой фазы - это процесс, который включает в себя формовка металла или составных пленок на поверхности подложки за счет взаимодействия смешанного газа с поверхностью подложки при определенной температуре.

Пленки, полученные методом химического осаждения из паровой фазы, широко используются в различных отраслях промышленности, таких как машиностроение, аэрокосмическая, транспортная и углехимическая промышленность. Эти пленки обладают уникальными свойствами, включая хорошую износостойкость, коррозионную стойкость, термостойкость, электрические и оптические свойства.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

1 комментарий к “Metal Surface Treatment 101: Basics”

  1. Здравствуйте, я с удовольствием прочитал вашу статью. Я работаю над ржавым автомобилем и хотел бы узнать ваши мысли по поводу подготовки листового металла к покраске. В настоящее время я очищаю ржавчину, насколько это возможно, но каким должен быть следующий шаг, чтобы остановить дальнейшее ржавление перед нанесением верхнего слоя краски? Спасибо

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх