表面处理基本知识
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前言
用物理或化学方法来改变工件表面的状态，通过去除或添加一定的材料对工件表面进行一定的处理，从而获得所需要的一些表面的性能，如除油，防锈，装饰，抗氧化等等统称表面处理。由于表面处理种类较多且受篇幅限制，仅对以下几种我司常见的表面处理作基本介绍。
第一章 拉丝
拉丝是一种砂带磨削加工，通过砂带对金属表面进行磨削加工，以去除金属表面缺陷,并形成具有一定粗糙度，纹路均匀的装饰表面。工作原理见下图：
V2 工件 移动工作台 筒状砂带V1
从上图可以看出，当工作台面带动工件移动(速度为V1)，同时砂纸也以一定的速度(V2)在转动，但V1和V2速度不相等，存在有一定的速度差。砂纸与工作台之间的间隙预先已调整好，当工件被送到工作台和砂纸之间。砂纸与工件产生相对的运动，工件就被拉出沿运动方向的纹路。 一、加工范围参数：
拉丝机有效拉丝最大宽度(指垂直于拉丝方向的外形尺寸)为850mm。 拉丝方向最小外形尺寸要大于235mm。
若长度不够，则需要作拉丝治具。治具使用规范：用两层板焊接起来，其中下层为2.0mm厚的平板，上层为套材料的治具，但板厚略小于所需拉丝材料的板厚。 拉丝机适用最小料厚：0.5mm。 二、加工特性：
砂纸有不同的型号规格﹐其主要参数指针为每平方英寸所包含的砂粒的数目﹐如
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180#,220#砂纸,数值越大﹐表示单位面积所含的砂粒越多﹐所形成的纹路也就越细越浅,反之, 砂纸的型号越小,砂粒越粗所形成的纹路也就越粗越深.因此在工程图面上必须注明砂纸型号.如果没有特别说明和要求﹐一般选用220#砂纸。
拉丝具有方向性:工程图面上必须注明是直纹还横纹拉丝(用双箭头表示)
拉丝工件的拉丝面不能有任何凸起部分,否则会将该凸起部分拉平.非拉丝面允许出现凸起﹐但前题是在拉丝时能避开此凸起或者做治具将工件垫起。
由于拉丝也属于一种磨削式加工﹐工件表面有去除材料﹐所以一般情况下拉丝工艺应该优先于其它表面处理进行﹐拉丝后再作电镀,氧化﹐烤漆等处理。 三、表面共性：
材料拉丝后表面纹向与图面要求一致，纹路均匀一致，无深浅不一、局部无拉丝的现象， 拉丝后的表面缺陷根椐不同客户的标准进行判定。
第二节 砂喷
一、定义：
利用压缩气体或高速旋转的叶轮,将磨料加速冲墼基体表面,去除油污,锈及残留物,使基体表面清洁,粗化,还能使表面产生内应力,对提高疲劳强度有利. 二、砂粒的种类及主要成分:
种类 主要成分 激冷钢砂 Fe 纯氧化铝 Al2O3 金刚砂 铁石英 标准砂 石英 注: 非喷涂区涂砂防粘涂料,以便喷砂完毕后,此位置的涂层能够迅速去除.
喷砂工艺处理注意事项:
◆喷砂前表面必须清洁,无油,不潮湿,以免污染砂粒.
◆喷砂受高压气体冲击,使工件容易变形,因此要有坚实的治具作支撑体,强大的气流导至砂粒四浅,薱接触面的五金零件有一定的影响.
◆在外力的作用下(如折弯,模具成形等) 易使已喷砂工件的砂粒脱落或造成明显的压痕. ◆砂粒的型号与规格的种类比较多,应根据客户的要求及零件的尺寸,形状及硬度进行选择.
第三节 电镀与化学镀
一、定义：
电镀（electroplating）：是指在含有欲镀金属的盐类溶液中﹐以被镀基体金属为阴极﹐通过电解作用﹐使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来﹐形成镀层的一种表面加工方法。 二、镀前预处理﹕
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目的是为了得到干净的金属表面﹐为最后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂﹑去锈蚀﹑去灰尘等工作。步骤如下
第一步﹕ 使表面粗糙度达到一定要求﹐可通过表面磨光﹑拋光等工艺方法来现。 第二步﹕ 去油脱脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹑电化学等方法来实现。 第三步﹕ 除锈﹐可用机械﹑酸洗以及电化学方法除锈。
第四步﹕ 活化处理﹐一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。 三、镀后处理﹕ （一）钝化处理﹕
是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形成一层坚实致密的、稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。镀Zn﹑Cu及Ag等后﹐都可进行钝化处理。 （二）除氢处理﹕
如锌等金属﹐在电沉积过程中﹐除自身沉积出来﹐还会析出一部分氢﹐这部分氢渗入镀层中，使镀件产生脆性，称为氢脆。为了消除氢脆，在电镀后，使镀件在一定的温度下热处理数小时，称为除氢处理。
四、电镀金属种类（港艺常用的电镀）﹕ ①镀锌（ZINC）﹕
镀锌主要用于钢铁金属等黑色金属的防腐。电镀锌工艺可采用酸性和碱性电镀液两种﹐阳极使用纯锌。酸性电镀液价廉且电流效率高，电镀速度快，缺点是均镀能力差。碱性电镀液价格虽高，但均镀能力好。按颜色的不同镀锌共分以下几种：
●彩锌：带绿色、黄色、紫色的光亮彩虹色。 ●蓝锌：呈光泽的蓝白色。 ●白锌：呈光泽的青白色。 ●黑锌：呈黑色。 ②镀铜(COPPER)﹕
镀铜用作防护装饰性镀层体系的底层﹐也可以用来改善基体与镀层间的结合力。此外，镀铜还可以用于钢铁件的防渗碳。 ③镀镍（NICKEL）﹕
镀镍可用作表面镀层，也可作为多层电镀的底层或中间层。 ●光镍：浅黄银白色。 ●哑镍：无光泽的银白色。 ④镀铬（CHROMATE）﹕
镀铬层具有美丽的光泽、耐腐蚀、硬度高且摩擦系数小，故可用于装饰、耐磨和耐蚀。根据使用要求，可分为防护-装饰性镀铬和镀硬铬。铬的颜色一般为淡青银白色。
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⑤化学镀﹕
化学镀是在没有外电流通过的情况下，利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。
●化学镀镍 ●化学镀铜 五、电镀方式：
◆滚镀（barrel plating）：制件在回转容器中进行电镀。适用于小型零件。 ◆挂镀（rack plating）：利用挂具吊挂制件进行的电镀。 六、影响产品电镀质量的主要因素： 1、电镀厂采取的挂镀方式； 2、电镀厂采取的电镀工艺； 3、电镀厂的除油方式； 4、电镀过程中的电流大小； 5、电镀时间的长短。
七、表面镀覆和化学处理的表示方法﹕
以下是GB/T 13911-92规定的金属镀覆和化学处理的表示方法。适用于金属和非金属制件上进行电镀、化学镀、化学处理和电化学处理的表示。 对金属镀覆和化学处理有本标准未予规定的要求时﹐允许在有关的技朮文件中加以说明。 1、金属镀覆的符号按下列顺序表示
基体材料 / 镀覆方法?镀覆层名称 镀覆层厚度 镀覆层特征? 后处理 基体材料在图样或有关的技朮文件中有明确规定时，允许省略。
由多种镀覆方法形成镀层时﹐当某一镀覆层的镀覆方法不同于最左侧标注的”镀覆方法”时，应在该镀覆层名称的前面标出其镀覆方法符号及间隔符号”?”。
镀覆层特征﹑镀覆层厚度或后处理无具体要求时，允许省略。 例1. Fe/Ep ? Cu10Ni15bCr0.3mc
(钢材﹐电镀铜10μm以上﹐光亮镍15μm以上﹐微裂纹铬0.3μm以上) 例2. Fe/Ep ? Zn7 ? c2C
(钢材﹐电镀锌7μm以上﹐彩虹铬酸盐处理2级C型) 例3. Cu/Ep ? Ni5bCr0.3r
(铜材﹐电镀光亮镍5μm以上﹐普通铬0.3μm以上) 例4. Fe/Ep ? Cu20Ap ? Ni10Cr0.3cf
(钢材﹐电镀铜20μm以上﹐化学镀镍10μm以上﹐电镀无裂纹0.3μm以上) 2、化学处理和电化学处理的符号按下列顺序表示： 基体材料 / 处理方法?处理名称 处理特征?后处理(颜色) 第5页，共15页