表面技术改性在汽车中的应用张豪志.docx

《表面技术改性在汽车中的应用张豪志.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表面技术改性在汽车中的应用张豪志.docx（49页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、表面技术改性在汽车中的应用张豪志外表技术改性在汽车中的运用单位：马关县民族职业初级中学姓名：张豪志时间：2021年12月目录摘 要IAbstractII前 言1第一章 资料外表改性技术的概念及开展现状21.1 外表技术21.2 资料外表改性技术的开展现状31.2.1 外表改性技术的概述31.2.2 现状及国际外开展趋向4第二章 资料外表改性技术的分类及特点72.1 电化学方法72.1.1 电镀72.1.2 阳极氧化82.2 化学方法92.2.1 化学转化膜处置92.2.2 化学镀102.3 热加工方法112.3.1 热浸镀112.3.2 热喷涂122.3.3 热烫印122.3.4 堆焊132.

2、4 真空法132.4.1 物理气相堆积PVD142.4.2 化学气相堆积CVD142.5 其它方法162.5.1 涂装162.5.2 激光外表处置172.5.3 电泳及静电喷涂19第三章 外表改性技术在汽车工业中的运用213.1 汽车零件的真空热处置技术213.2 运用在汽车范围的离子氮化技术223.2.1 离子氮化及优点233.2.2 零件离子氮化处置后的罕见缺陷243.2.3 离子氮化后零件的肿胀现象及防治对策253.2.4 离子氮化脉冲电源的优点263.2.5 离子氮化前预先热处置工艺的制定原那么273.3 汽车典型零件的外表改性技术29第四章 最新外表技术的运用314.1 制造行业31

3、4.1.1 机械行业314.1.2 铸造工业324.2 加工行业324.3 其他行业334.3.1 航空、航天行业334.3.2 电力行业334.3.3 汽车与机车的制造与维修行业34第五章 外表改性技术在汽车工业中运用的开展趋向355.1 DLC在汽车中的运用355.1.1 DLC膜的自身特性和优秀功用355.1.2 DLC膜在机械功用范围上的运用375.2 阳极氧化技术在汽车中的运用385.3 激光处置技术在汽车中的运用39第六章 结论41总结与体会42参考文献：44摘 要外表改性技术Surface Modified Technique是采用化学的、物理的方法改动资料或工件外表的化学成分或

4、组织结构，以提高机器零件或资料功用的一类外表改良技术。本论文以外表技术的分类及其特点和详细的方法为方向，重点总结外表技术如何在汽车范围中运用。剖析了电化学、化学、热加工法、真空法、离子氮化技术、激光外表处置和DLC膜等外表技术在汽车中的运用，归结了国际外表面技术的开展现状及其开展趋向，最终总结出DLC膜、阳极氧化技术和激光外表处置等外表技术应该在汽车行业中普遍运用，有利于提高汽车零件耐磨性等，以便于延伸汽车的运用寿命。关键字：外表改性技术，汽车，阳极氧化，离子氮化技术，DLC 膜。AbstractSurface modification technology ( Surface Modifie

5、d Technique ) is the use of chemical, physical method to change the material or the workpiece surface chemical composition or structure, to improve the machine parts or material properties of a surface modified technology. In this paper the classification and characteristics of surface technology an

6、d specific method for the direction, focus on summing up the surface how technology application in automobile manufacturing industry. Analysis of the electrochemical, chemical, thermal processing method, vacuum method, ion nitriding technology, laser surface treatment and DLC film surface technology

7、 application in automobile, summed up the domestic and international surface technology development status and trend of development, then summarizes the DLC film, anodic oxidation technology and laser surface treatment, surface technology should be in the car widely used in industry, is helpful to i

8、mprove the car parts such as wear resistance, so as to prolong the service life of automobile.Keywords:Surface Modification technology, Car, Anodic oxidation, Ion nitriding technology, DLC film.前 言外表改性技术Surface Modified Technique是采用化学的、物理的方法改动资料或工件外表的化学成分或组织结构以提高机器零件或资料功用的一类外表强化技术。外表技术在当今社会中无处不在，在各行

9、各业中都有外表技术的运用。外表技术虽然不能说是什么新兴技术了，但是它的开展还没到高峰，还有宽广的开展空间。所以我们要来研讨它，继续的开发它，让外表技术在我们这一代更进一步。资料外表技术在各个范围中都有运用，本论文主要是研讨它在汽车工业中的运用，其实外表技术并没有想象的那么奥秘。当然不同的部件需求用不同的外表技术来处置。例如，给自己的爱车贴防爆膜就是一种外表技术，还有烤漆等等。这些是很罕见的，只是过于伟大所以没有留意而已。当然这是在汽车行业中的，还有很多都是生活中罕见的，只需留心，就会发现，其实外表技术没什么奥秘的。本论文经过对外表技术的概念以及其如今的开展现状，还有外表技术的分类，以及用什么方

10、法来完成外表改性做了新的诠释，以及在各行各业中的运用停止了总结，还有研讨讨论它如何运用在我们的汽车行业中的，以及它的开展现状和开展趋向。掌握外表改性技术对提高汽车关键部件的运用寿命意义严重，还有对我国汽车行业发扬的作用。经过对资料外表改性技术在汽车工业中运用的总结研讨，可为其更好的运用到理想消费中打下良好的实际基础。希望对我国汽车行业有协助，让外表技术可以在这个行业中失掉充沛运用。 第一章 资料外表改性技术的概念及开展现状外表改性技术是采用化学的、物理的方法改动资料或工件外表的化学成分或组织结构，以提高机器零件或资料功用的一类外表强化技术。它包括化学热处置(渗氮、渗碳、渗金属等)；外表涂层(高

11、压等离子喷涂、高压电弧喷涂、激光重熔复合等；薄膜镀层(物理气相堆积、化学气相堆积等)和非金属涂层技术等。1.1 外表技术 外表技术是外表处置、外表涂镀层及外表改性的总称，是经过运用各种物理、化学或机械工艺进程，来改动基材外表形状、化学成分、组织结构或构成特殊覆层，使基体外表具有某种特殊功用耐高温性、耐磨性、抗高压性等等，从而到达特定运用要求的方法。如今外表技术的运用曾经十分普遍，在各行各业中都有外表技术的运用。外表技术提高了资料抵御环境作用的才干，赋予资料外表某种功用特性如光、电、磁、热、声、吸附、分别等各种物理和化学功用，制造特殊构件、零部件和元器件等。外表技术主要经过两种途径来完成：(1)

12、 施加各种掩盖层。采用各种涂层技术，包括电镀、化学镀、涂装、粘结、堆焊、熔结、热喷涂、物理气相堆积、化学气相堆积、分子束外延制膜和离子束分解薄膜技术等完成。(2) 用机械、物理、化学等方法，改动资料外表的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷形状或应力形状，主要有喷丸强化、外表热处置、化学热处置、等离子扩渗处置、激光外表处置、电子束外表处置和离子注入外表改性等方法。 外表改性就是指在坚持资料或制品原功用的前提下，赋予其外表新的功用，如亲水性、生物相容性、抗静电功用、染色功用等。外表改性的方法有很多，大体上可以归结为：外表化学反响法、外表接枝法、外表复合化法等。 现代资料外表改性技术是跨学科、跨

13、行业、跨世纪的新兴范围，包括了外表物理、固体物理、等离子物理、外表化学、无机及无机化学、电化学、冶金学、金属资料学、高分子资料学、硅酸盐资料学以及物质的传输、热的传递等多门学科的边缘学科技术。各门学科之间相互补偿、相互浸透、相互融合，扬长避短，日益完善，逐渐构成一门别具特征和有着自己形式的新兴学科。外表改性技术经过对基体资料外表采用化学的、物理的方法改动资料或工件外表的化学成分或组织结构以提高机器零件或资料功用。它包括化学热处置渗氮、渗碳、渗金属等、外表涂层高压等离子喷涂、高压电弧喷涂、激光重熔复合等薄膜镀层物理气相积、化学气相堆积等和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或资料外表的技术，赋予零

14、件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性，使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下任务的零件，提高了牢靠性、延伸了运用寿命，具有很大的经济意义和推行价值。1.2 资料外表改性技术的开展现状1.2.1 外表改性技术的概述 新型外表功用覆层技术，包括高温化学外表涂层技术及超深层外表改性技术，它运用物理、化学或物理化学相结合等技术手腕来改动资料及其制件外表成份和组织结构，其特点是坚持基体资料固有的特征，又赋予外表化所要求的各种功用，从而顺应各种技术和退役环境对资料的特殊要求，因此它是制造和资料学科最为生动的技术范围，又是触及外表处置与涂层技术的交叉学科。其最大的优势在

15、于能以极少的资料和动力消耗制备出基体资料难以甚至无法取得的功用优秀的外表薄层，从而取得最大的经济效益，它是一种优质高效的外表改性与涂层技术。优质、高效的外表改性与涂层技术其范围宽广：如热化学外表技术；物理气相堆积；化学气相堆积；物理化学气相堆积技术；高能等离体外表涂层技术；金刚石薄膜涂层；多元多层复合涂层技术；外表改性及涂层功用预测及剪栽技术；功用测试与寿命评价等等。 新型高温化学气相堆积技术引入等离子体增强技术，图1-1所示为其任务进程及其装置，使其温度降至600以下，取得硬质耐磨涂层新工艺，所消费的高强度、高功用的涂层工艺，在高速、重负荷、难加工范围中有其特殊的作用。超深层外表改性技术可运

16、用于绝大少数热处置件和外表处置件，可替代高频淬火，碳氮共渗，离子渗氮等工艺，失掉更深的渗层，更高的耐磨性，产品寿命剧增，可发生打破性的功用变化。 图1-1 新型高温气相堆积装置及任务进程1.2.2 现状及国际外开展趋向 随着基础工业及高新技术产品的开展，对优质、高效外表改性及涂层技术的需求向纵深延伸，国际内在该范围与相关学科相互促进的形势下，在诸如热化学外表改性、高能等离子体外表涂层、金刚石薄膜涂层技术以及外表改性与涂层工艺模拟和功用预测等方面都有着打破的停顿。 1热化学外表改性技术现状及开展趋向 国外近年来注重对可控气氛条件和真空条件下的渗碳，碳氮共渗等技术的研讨，并已完成工业化。而在我国运

17、用很少，相关的技术研讨任务亦不够。可控气氛渗碳和真空渗碳技术是清楚延长消费周期，节能、省时，同时可提高工件质量，不氧化、不脱碳，保证零件外表耐腐蚀和抗疲劳性，并增加热处置后机加工余量及清算工时。 目前国际上碳势控制和监测，渗层布型控制等方面的研讨效果已运用于实践消费，并用计算机停止在线静态控制。 2PVD、CVD技术现状及开展趋向各种气相堆积是以后世界上著名研讨机构和大学竞相展开的具有应战的性的研讨课题。目前该技术在信息、计算机、半导体、光学仪器等产业及电子元器件、光电子器件、太阳能电池、传感器件等制造中运用十分普遍，在机械工业中，制造硬质耐磨镀层、耐腐蚀镀层、热障镀层及固体润滑镀层等方面也有

18、较多的研讨和运用，其中TiN等镀膜刀具的普及已惹起切削范围中的一场革命，金刚石薄膜、立方氮化硼薄膜的研讨也十分炽热，并已向适用化方面推进。 在不同PVD物理气相堆积、CVD(化学气体堆积)工艺的基础上，经过开展和复合很多新的工艺和设备，如IBAD离子束辅佐堆积、PCVD等离子化学气体堆积与空心阴极多弧复合离子镀膜装置、离子注入与油溅射镀或蒸镀的复合装置、等离子体浸没式离子注装置等不时将该类技术推向新的高度。与国外的开展相比，我国在上述方面虽研讨较多，但水平有较大差异，在适用化方面差距更大。 3高能等离子体外表涂层技术现状及开展趋向 该技术是添加外表物理化学反响，获取特殊功用掩盖层。其中心是更有

19、效地增强和控制阴极电弧等离子体的发生和作用，美国、日本、德国鼎力开展该技术。等离子体增强电化学外表改性技术，是目前国际上较生动的开发研讨范围，关于铝、钛等资料，经过等离子体调光放电手腕，增强电化学处置效果，在金属外表上生成致密氧化铝和其它氧化物陶瓷膜层，可使基体具有极高功用外表，是先进制造工艺的前沿技术，在机加工用刀具和模具行业也有很了的运用前景。 4金刚石薄膜涂层技术 薄的金刚石薄膜，可提高工件的运用功用，并满足一些特殊条件的需求。近年来，由于金刚石薄膜的优秀功用以及普遍的运用前景，日本、美国、西欧均停止少量的研讨任务，并开发了多种金刚石涂层工艺技术，已在国际外掀起金刚石涂层研讨的热潮。尤其

20、是在提高金刚石涂层和基体结合强度，大面积快速堆积金刚石涂层技术，产业化消费涂层金刚石薄膜设备系统等关键技术方面国外已取得打破性停顿，美国、瑞典等国已推出金刚石金属切削工具供应市场，而我国该技术还没有到达适用水平，急待开发并完成产业化。 5多元多层复合涂层技术的现状及开展趋向单一的外表涂层不能满足外表工程设计中苛刻的工况条件，任何外表处置均有其不同的优缺陷，由于应用不同涂层资料的功用优点，在基体外表构成多元多层复合涂层含万分突变的梯度层具有严重的意义，如图1-2所示为多层涂层，不同颜色的代表不同的涂层。国外已展开单层涂层厚度为纳米级，层数在100层以上的多元多层复合涂层技术的研讨，所制备的涂层具

21、有较高的耐腐性、韧性和强度，和基体的结合强度也好，外表粗糙度低，这对直精高速工削机械加工十人有利。国外已列入主要开展方面，予计在纳米级精细涂层资料研讨和运用范围会有新的打破。由于复合涂层技术具有抗磨损、抗高温氧化腐蚀、隔热等功用，能扩展涂层制品运用范围，延伸运用寿命，是一项在下一世纪会失掉迅速开展的技术。我国目前已末尾研讨，并取得初步效果，但还存在一些效果有待于处置。 图 1-2 多元多层复合涂层 6外表改性与涂层工艺模拟和功用预测的现状及开展趋向外表改性与涂层技术作为外表工程的重要组成局部，曾经浸透到传统工业与高新技术产业部门，依据运用的要求反过去又促进外表功用覆层技术的进一步开展。依据运用

22、要求，对资料外表停止设计、对外表功用参数停止剪裁，使之契合特定要求，并进一步完成对外表掩盖层的组织结构和功用和预测等，已成为该范围重要研讨方向。国外已对PVD、CVD以及其它外表改性方法展开计算机模拟研讨，针对CVD进程停止模拟，采用微观和微观多层次模型，对工艺和涂层各种功用和基体的结合力停止模拟和预测；对渗碳，渗氮工件渗层功用应力等停止计算机模拟等等，人们可以更好地控制和优化工艺进程。我国这方面的研讨刚处地起步阶段。 第二章 资料外表改性技术的分类及特点 外表技术有着十分普遍的内容，仅从一个角度停止分类难于概括片面，目前也没有一致的分类方法。不能复杂的从物理或许化学两方面来给它分类，在不同资

23、料中要用不同的方法，有的是单纯的物理的方法，有的是单纯的化学的方法，有的是物理和化学共用的。2.1 电化学方法 这种方法是应用电极反响，在工件外表构成镀层。其中主要的方法有：电镀、阳极氧化等。2.1.1 电镀应用电解作用在机械制品上堆积出附着良好的、但功用和基体资料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层平均，普通都较薄，从几个微米到几十微米不等。经过电镀，可以在机械制品上取得装饰维护性和各种功用性的外表层，还可以修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金，如锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层，如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银铟层等。电镀的基体资料

24、除铁基的铸铁、钢和不锈钢外，还有非铁金属，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前，必需经过特殊的活化和敏化处置。电镀分为挂镀、滚镀、延续镀和刷镀等方式，主要与待镀件的尺寸和批量有关。挂镀适用于普通尺寸的制品，如汽车的保险杠，自行车的车把等。滚镀适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。延续镀适用于成批消费的线材和带材。刷镀适用于局部镀或修复。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，无论采用何种镀覆方式，与待镀制品和镀液接触的镀槽、吊挂具等应具有一定水平的通用性。 1镀层分类 镀层分为装饰维护性镀层和功用性镀层两类。 装饰维护性镀层：主要是在铁金属、非铁金属及塑料上的镀铬层，特

25、别是钢的铜-镍-铬层，锌及钢上的镍-铬层。为了浪费镍，人们已能在钢上镀铜-镍/铁-高硫镍-镍/铁-低固分镍-铬层。与镀铬层相似的锡/镍镀层，可用于剖析天平、化学泵、阀和流量测量仪表上。 2功用性镀层：这种镀层种类很多，如： 提高与轴颈的相容性和嵌入性的滑动轴承罩镀层，铅-锡，铅-铜-锡，铅-铟等复合镀层； 用于耐磨的中、高速柴油机活塞环上的硬铬镀层，这种镀层也可用在塑料模具上，具有不粘模具和运用寿命长的特点； 在大型人字齿轮的滑动面上镀铜，可防止滑动面早期拉毛； 用于防止钢铁基体遭受大气腐蚀的镀锌； 防止渗氮的铜锡镀层； 用于收音机、电视机制造中钎焊并防止钢与铝间的原电池腐蚀的锡-锌镀层。适用

26、于修复和制造的工程镀层，有铬、银、铜等，它们的厚度都比拟大，硬铬层可以厚达300m。2.1.2 阳极氧化阳极氧化Anodic oxidation：金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品阳极上构成一层氧化膜的进程.阳极氧化假设没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧。如图2-1所示，将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其外表构成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改动了外表形状和功用，如外表着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，维护金属外表等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下

27、，停止电解。阳极的铝或其合金氧化，外表上构成氧化铝薄层，其厚度为520m，硬质阳极氧化膜可达60200m。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250500kg/mm2，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K，优秀的绝缘性，耐击穿电压高达2000V，增强了抗腐蚀功用，在=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有少量的微孔，可吸附各种润滑剂，适宜制造发起机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附才干强可着色成各种美观艳丽的颜色。有色金属或其合金如铝、镁及其合金等都可停止阳极氧化处置，这种方法普遍用于机械零件，飞机汽车部件，精细仪器及无线电器材，日用品和修建装饰等方面。功

28、用：防护性、装饰性、绝缘性、提高与无机图层的结合力、提高与无机掩盖层的结合力。 图 2-1 金属阳极氧化2.2 化学方法 这种方法是无电流作用，应用化学物质相互作用，在工件外表构成镀覆层。其中主要的方法是：化学转化膜处置、化学镀等。2.2.1 化学转化膜处置 在电解质溶液中，金属工件在无外电流作用，由溶液中化学物质与工件相互作用从而在其外表构成镀层的进程，称为化学转化膜处置。1化学转化膜的分类按基材分：铝材、锌材、钢材、镁材、钛材和铜材转化膜；按工艺分：阳极氧化膜、磷化膜、钝化膜、着色膜、化学氧化膜等；按用途分：装饰性膜、防护性膜、减摩性膜、耐摩性膜、绝缘性膜、打底膜等。2化学转化膜的方法化学

29、转化膜常用的处置方法有：浸渍法、电解法、喷涂法、刷涂法等。电解法：以阳极氧化为主，即工件与直流电源或交流电源的正极相连，普遍运用于铝、镁、钛为基材的各种单金属或合金的氧化处置；浸渍法：即直接浸入药液中，在相应的温度下停止处置。由于没有电解法所存在的电流散布效果，其普遍运用于处置外形复杂的、不同材质的外表转化处置，如钢材的化学氧化发蓝、发黑、铝的化学氧化、锌的钝化、多种资料的磷化等等；喷淋法：其原理与浸渍法相似，也属于化学处置法。主要用于外形复杂、外表府蚀较轻的零件，适用于批量消费或自动化作业；刷涂法：即直接在工件上停止刷涂，其本钱低，但质量不易保证，主要用于局部处置。2.2.2 化学镀化学镀就

30、是在不通电的状况下，应用氧化恢复反响在具有催化外表的镀件上，取得金属合金的方法。它是早先开展起来的一门新技术。美、英、日、德等国，其工业产值正以每年15%的速度递增。它普遍地运用于机械、电子、塑料、模具、冶金、石油化工、陶瓷、水力、航空航天等工业部门，是一项很有开展出路的高新技术之一。其特点如下： 1外表硬度高，耐磨功用好： 其外表硬度可在Hv0.1 =550-1100kg/mm2 相当于HRc =55-72的范围内恣意控制选择。处置后的机械部件，耐磨功用好，运用寿命长，普通可提高3-4倍，有的可达8 倍以上。 2硬化层的厚度极端平均，处置部件不受外形限制，不变形。 特别适用于外形复杂、深盲孔

31、及精度要求高的粗大及大型部件的外表强化处置。 3有优秀的抗腐蚀功用： 它在许多酸、碱、盐、氨和海水中具有很好的耐蚀性，其耐蚀性比不锈钢要优越得多，如表2-2所示。表2-2 Ni-12P 合金镀层在以下介质中的腐蚀速率 腐蚀介质温度 腐蚀速率mm/年Ni-12P合金锈钢不锈钢 Cr18Ni9Ti 42% NaOH沸腾 0.048 1.545% NaOH20 没有0.537% HCl30 0.141.5-1.810% H2SO430 0.031 1.510% H2SO470 0.048 1.5水海水3.5% 盐95 没有0.5-1.440% HF30 0.0141 1.5 4处置后的部件，外表光亮

32、度高，外表光亮，不需重新机械加工和抛光，即可直接装机运用。 5镀层与基体的结合力高，不易剥落，其结合力比电镀硬铬和离子镀要高。 6可处置的基体资料：理资料有各种模具合金钢、不锈钢、铜、铝、锌、钛、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、粉末、木头号。2.3 热加工方法 这种方法是在高温条件下令资料熔融或热分散，在工件外表构成涂层。其主要方法有一下几种：热浸镀、热喷涂、化学热处置、堆焊等等。2.3.1 热浸镀金属工件放入熔融金属中，令其外表构成涂层的进程，称为热浸镀，如热镀锌、热镀铝等。热浸镀锌的特点: 整个钢材外表均遭到维护,无论在凹陷处管件内，任何其它涂层很难进入的角落,溶化锌均很容易平均的掩盖上。镀锌层的

33、硬度值比钢材还大。最下层的 Eta layer 只要 70 DPN 硬度,故易受碰撞而凹入，但下层Zeta layer 及Delta layer 区分有179及 211 DPN 硬度值比铁材的 159 DPN 硬度值最还高，故其抗冲击及抗磨耗性均相当良好。在边角区，锌层往往比其它中央还厚，且有良好的韧性及抗磨耗性。而其它涂层在此边角处，往往是最薄最不易施工，最易受损伤处，故常须再维护。即使因受很大的机械损伤或其它缘由。形成一小部份的锌层零落，将铁基暴露，此时，周围锌层就会发扬牺牲阳极的功用，来维护此处钢铁，使其不受腐蚀。而其它涂层那么刚好相反，锈会马上生成，且迅速漫延至涂层下面，惹起涂层剥落。

34、锌层在大气中的消耗是十分缓慢的，约为钢铁腐蚀速率的1/17至1/18，且是可预估的，其寿命远超越其它任何涂层。镀层寿命在某一特定的环境下，主要视镀层厚度而定。而镀层厚度又受钢铁厚度而决议，即越厚的钢铁易得较厚的镀层，故同一个钢构中厚的钢铁部位一定也失掉较厚的镀层，以保证失掉更长的寿命。因美观、艺术，或在特定严重腐蚀环境运用时，镀锌层可再施以上漆处置，只需漆的系统选用正确、施工容易，其防蚀效果比独自上漆及热浸锌寿命加起来还要好上 1.52.5 倍。2.3.2 热喷涂如图2-4所示为离子热喷涂，以及离子热喷涂的工艺进程，将熔融金属雾化，喷涂于工件外表，构成涂层的进程，称为热喷涂，如热喷涂锌、热喷涂

35、涂铝等。优点： 基体资料不受限制，可以是金属和非金属，可以在各种基体资料上喷涂；可喷涂的涂层资料极为普遍，热喷涂技术可用来喷涂简直一切的固体工程资料，如硬质合金、陶瓷、金属、石墨等；喷涂进程中基体资料温升小，不发生应力和变形； 操作工艺灵敏方便，不受工件外形限制，施工方便；涂层厚度可以从0.01mm至几毫米； 涂层功用多种多样，可以构成耐磨、耐蚀、隔热、抗氧化、绝缘、导电、防辐射等具有各种特殊功用的涂层；顺应性强及经济效益好等优点。图 2-4 离子热喷涂2.3.3 热烫印将金属箔加温、加压掩盖于工件外表上，构成涂覆层的进程，称为热烫印，如热烫印铝箔等。优点：(1) 质量好，精度高，烫印图像边缘

36、明晰、锐利；(2) 外表光泽度高，烫印图案明亮、平滑；(3) 烫印箔的选择范围广，不同颜色的烫印箔，不同光泽效果的烫印箔，适用于不同基材的烫印箔；(4) 热烫印工艺有一个突出优点：就是可以停止平面烫印。采用电脑数控雕琢制版(CNC)方式制成平面烫印版，使烫印加工成的图文具有清楚平面层次，在印刷品外表构成浮雕效果，发生剧烈的视觉。2.3.4 堆焊如图2-5所示为曲轴的堆焊，令熔敷金属堆集于工件外表而构成焊层的进程，称为堆焊，如堆焊耐磨合金等。堆焊零件冗杂、金属类型多，被堆焊的零件种类单一，义务要求十分复杂，包括简直全部类型的金属，必需依照详细状况正确选用堆焊资料，才干使堆焊零件具有高的运用寿命。

37、减小熔合比要取得预期的堆焊成分和效果，必需尽量添加母材的熔入量，减小熔合比，降低稀释率。堆焊金属与母资料差异大，堆焊金属与母资料成分通常相差悬殊，为防止堆焊、焊后热处置及零件运用进程中发作开裂或剥离，堆焊金属与母材应有相近的线收缩系数和相变温度。堆焊的本钱比拟低，而且效果和原来的基本相近。 图 2-5 曲轴的堆焊2.4 真空法这种方法是在高真空形状下令资料气化或离子化堆积于工件外表而构成镀层的进程。2.4.1 物理气相堆积PVD物理气相堆积是应用蒸发或溅射等物理方式，把资料从靶源移走，然后经过真空或半真空空间使这些携带能量的蒸发粒子堆积到基体或零件的外表，以构成膜层。 物理气相堆积法主要有真空

38、蒸镀、阴极溅射和离子镀。 1真空蒸镀在真空中使金属、合金或化合物蒸发，然后凝结在基体外表上的方法叫真空蒸镀。镀膜特点：1镀膜由气相堆积，平均性好；2在真空条件下构成，纯真性好；3成膜进程复杂，工艺可准确控制。 2阴极溅射阴极溅射是应用高速正离子轰击某一靶材阴极，使靶材外表原子以一定能量逸出，然后在工件外表堆积的进程。阴极溅射与真空蒸镀相比有如下特点：薄膜的结合力高；容易相成高熔点物质的膜；可以在较大面积上失掉平均的薄膜；容易控制膜的组成；可以长时间地延续运转；有良好的再现性；简直可以制造一切物质的薄膜。 3离子镀离子镀借助于一种惰性气体的辉光放电使欲镀金属或合金蒸发离子化，在带负电荷的基体工件

39、上构成镀膜。 离子镀膜的特点：离子镀膜附着力强；平均性好；取材普遍且能相互搭配；整个工艺进程无污染。2.4.2 化学气相堆积CVD CVDChemical Vapor Deposition，化学气相淀积，指把含有构成薄膜元素的气态反响剂或液态反响剂的蒸气及反响所需其它气体引入反响室，在衬底外表发作化学反响生成薄膜的进程。CVD的特点：淀积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，平均性，重复性好，台阶掩盖性优秀。图2-6为金刚石放射装置表示图。由于高压气相堆积法是在金刚石处于亚稳态条件下分解金刚石的，因此在金刚石相析出的同时，还会随同有非金刚石相石墨的出现，后者的存在会抑制金刚石相的堆积，降

40、低薄膜的质量。因此，金刚石薄膜堆积技术的关键是能否抑制、去除石墨相。CH4气在1200以下的温度分解速度十分慢，而气相堆积的温度又要求控制在1200以下，由于在高真空中，金刚石在1300以上时便会逐渐石墨化，所以必需设法提高CH4在1200以下的分解速度，以失掉完成金刚石堆积所必需的甲基CH3。金刚石中碳原子的外层电子处于SP3杂化形状，而甲基CH3具有SP3杂化结构，从而它就相当于一个金刚石的活性种子，它分解便以金刚石的方式析出。在金刚石析出的同时，石墨也能够会堆积出来，要除去它必需依托原子氢。CVD法中参与的碳氢化合物一氢气混合气体，在低于常压被加热或放电时会生成原子氢。原子氢有抑制石墨碳

41、与金刚石同时析出，促进金刚石生长的作用。 图 2-6 金刚石放射装置表示图 1在中温或高温下，经过气态的初始化合物之间的气相化学反响而构成固体物质堆积在基体上。 2可以在常压或许真空条件下停止堆积，通常真空堆积膜层质量较好。 3采用等离子和激光辅佐技术可以清楚地促退化学反响，使堆积可在较低的温度下停止。 4涂层的化学成分可以随气相组成的改动而变化，从而取得梯度堆积物或许失掉混合镀层。 5可以控制涂层的密度和涂层纯度。 6绕镀件好。可在复杂外形的基体上以及颗粒资料上镀膜。适宜涂覆各种复杂外形的工件。由于它的绕镀功用好，所以可涂覆带有槽、沟、孔，甚至是盲孔的工件。 7堆积层通常具有柱状晶体结构，不

42、耐弯曲，但可经过各种技术对化学反响停止气相扰动，以改善其结构。 8可以经过各种反响构成多种金属、合金、陶瓷和化合物涂层。2.5 其它方法主要是机械的、化学的、电化学的、物理的方法。其中的主要方法有以下几种。2.5.1 涂装喷涂或刷涂方法，将涂料(无机或无机)涂覆于工件外表而构成涂层的进程，称为涂装，如喷漆、刷漆等。如图2-7所示为汽车的喷涂进程，图中为机械手臂正在停止喷涂。图 2-7 汽车的喷涂进程载重汽车的主要涂装件是前部驾驶室，涂装要求最高；其他部件如车厢、车架等涂装要求比驾驶室低。客车的涂装与载货汽车的涂装有较大区别。客车车身包括大梁、骨架、车厢外部、车身外表面，其中以车身外表面要求较高

43、。车身外表面不但要求具有良好的维护性和装饰性，而且喷涂面积大、平面多，有两种以上的颜色，有时还有汽车色带。因此，施工周期比载货汽车长，施工要求比载货汽车高，施工进程比载货汽车复杂。轿车和小型游览车，不论在外表装饰性或底层维护性都比大型客车和载货汽车的要求高。它的外表涂层属于一级装饰精度，具有美丽的外观，光亮如镜或润滑的外表，无纤细的杂质、擦伤、裂纹、起皱、起泡及肉眼可见的缺陷，并应有足够的机械强度。底面涂层属于优秀维护层，应有优秀的防锈性和防腐蚀性，很强的附着力；局部或全部刮涂附着力好、机械强度高的腻子，运用数年也不会出现锈蚀或零落等现象。2.5.2 激光外表处置 激光外表处置工艺主要有激光相

44、变硬化、激光熔融及激光外表冲击三类。激光熔融又有激光外表熔融、激光表合金化和激光外表熔融。 1激光熔凝技术激光熔凝处置是应用高能量密度的激光束扫描金属资料表层使其快速熔化。从而形成熔化表层和基体之间很大的温度梯度，待激光扫事先，熔化表层快速冷却而凝结，构成极细的亚稳相、过饱和相以致非晶相组织。这样既可增加金属表层的微孔和裂纹，提高抗腐蚀功用，又可提高表层的硬度和强度，特别对铸造零件和焊缝的改性十分有效。例如，汽车发起机的铸铁凸轮轴、摩擦飞轮等经激光熔凝处置后，耐磨性和抗腐蚀功用都有清楚提高。激光熔凝处置工艺复杂、成熟、易于控制，被加工件的热影响区小，因此变形较小，但由于被加工件外表发作微熔，故

45、平整外表的粗糙度会有所添加，需添加精磨等后续加工。 2激光合金化激光合金化处置是应用激光作为热源。使外加合金元素和基体金属表层融合而构成一种新的合金层，取得基体金属所没有的新功用：激光合金化技术具有很大的自在度，可依据不同的功用设计要求而采用不同的外加合金元素。从而使廉价的基体金属失掉优秀的外表功用，而且原料消耗很少，是一项经济而高效的外表处置技术。激光合金化技术常用于对功用要求比拟苛刻的资料处置。如要求耐磨性很高的资料、任务在强腐蚀、强氧化、高温或其它复杂恶劣环境中的资料。因此，激光合金化技术在航空航天、兵器制造、汽车、模具；采掘机械制造等工业部门具有宽广的运用前景。 3激光熔覆处置激光溶覆

46、处置是依据工况对零件外表功用的要求，选择相应的涂敷资料(合金、陶瓷粉末或其它复合粉末)，先预涂在零件外表，然后用高能激光束停止扫描，控制激光参数使涂敷资料完全熔化而基体微熔，随后凝结构成和基体为冶金结合的涂敷层。目前更为先进的激光熔覆工艺已不采用预涂的方法，而是采用同步送粉装置，在激光束扫描基体外表使之熔化的同时，将涂敷资料的粉末喷注在激光熔池内，可以一次取得较厚的涂敷层。在实践运用中，涂敷资料多项选择择 Co-Cr 基、 Ni-Cr 基、 Fe-Cr 基合金粉末配以一定数量的陶瓷资料，如 WC、TiC、Al2O3、VC 、BN、ZrO2、SiC、 B4C等，构成致密的超硬金属陶瓷涂层，厚度可达零点一到十几毫米之间。激光熔覆处置的运用主要是高耐磨、抗腐蚀、抗氧化性要求更高的零件，如汽轮机叶片、电厂排粉机叶片外表熔覆Co-Cr-Mo合金、石油钻头、穿孔顶头、高压阀门密封面、轧辊、阀座、阀杆、泥浆泵和抽油泵内壁。另外，激光熔覆技术对磨损报废的零件停止全体或局部修复十分有效。激光