2015.5.9表面工程学一、预处理解析.ppt

在电化学法脱脂液（碱性溶液）中，工件接直流电，利用电解析出的氢气或氧气泡使油膜变成小油珠而脱离零件。当金属工件作为一个电极，在电解液中通人直流电时，由于极化作用，金属 溶液界面的界面张力下降，溶液易渗透到油膜下的工件表面并析出大量氢气或氧气。这些气体从溶液中向上浮出时，产生强烈的搅拌作用，猛烈地撞击和撕裂油膜，令其碎成小油珠，迅速与工件表面脱离进入溶液后成为乳浊液，从而达到除油的目的。 3 电化学法（1） 特点：脱脂效果好，速度快。阴极脱脂易引起高强钢氢脆；阳极脱脂易对有色金属产生腐蚀。 电化学法（2） 1 化学抛光 零件浸在抛光液内，通过化学介质对金属表面凸出部分的溶解降低表面粗糙度，提高零件表面光亮度。 特点：产生一些有害气体，适合处理形状复杂的零件，生产效率高。 抛 光 提高被处理零件表面光亮度。工件仅依靠化学浸蚀作用而达到抛光的过程称为化学抛光。 化学抛光 目的：使金属工件表面平滑并产生金属光泽。浸入电解液中的零件接阳极，在工件（接阳极）表面会产生电阻率高的稠性黏膜，非均匀分布，金属表面凸出部分电流密度大，溶解速度快，下凹处较厚电流密度较小，金属溶解较慢。结果表面的粗糙度减小，光亮度提高。 特点：工件表面无冷作硬化层，复杂、线材、薄板和细小件的抛光电解抛光成本高、效率低。但抛光质量高。 2 电解抛光（1） 电解抛光（2） 1 化学浸蚀和电化学浸蚀 酸和氧化膜反应生成溶于水的盐： Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O 浸 蚀 去除被处理零件表面较薄的锈或氧化膜。 酸液中加金属缓蚀剂可以减小酸对金属的腐蚀。 除锈：氧化铁、氧化亚铁、含水氧化铁、四氧化三铁！ 化学浸蚀 简化脱脂和浸蚀工序，使脱脂和浸蚀一次完成，仅用在表面油脂和锈蚀都轻微的场合。除油除锈“二合一” 四、脱脂-浸蚀综合处理 机械清理→脱脂→水清洗→化学浸蚀→水清洗→中和→水清洗→（甩干）→立即进行表面处理 典型的金属清洗工艺 1 局部保护工艺 对零件表面有一些不允许处理的特殊部位，如螺纹、精加工配合面等，进行保护处理。但尽量不要采用保护措施，因为 增加工作量； 保护处容易储存碱液或酸液，影响到下一工序。 五、其它表面处理工艺 （1） 热固性塑料、ABS塑料、聚苯乙烯等：用溶剂或清洗剂去除表面油垢、脱模剂等杂质，并进行粗化处理以使塑料表面微观粗糙，以提高塑料表面与覆层之间的结合力。 2 塑料的表面处理工艺 ABS塑料及其化学粗化后的结构 塑料表面的粗化处理 ABS塑料是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体发生共聚反应而形成的共聚物 丁晴橡胶（BA） （2） 聚烯烃、聚乙烯缩醛等塑料：必须进行表面氧化、酸处理、电晕放电、紫外线等处理，改变其表面极性，提高涂膜的附着力和亲水性。 塑料的表面处理工艺（2） 1 喷涂工作环境的要求 最好是在无人的封闭工作间内进行； 要有强排风装置，防止粉尘危害； 等离子喷涂应有防噪音措施，如戴耳塞。 第二节 表面工程技术的作业环境 不同的表面工程技术对工作环境有不同的要求。 场地干净无飞尘； 对环境的温度、湿度有一定要求； 加强通风，防止异味损害工人健康； 要有防火措施等。 2 对涂装环境的要求 3 对加工集成电路工作环境空气中尘埃数量的要求 表面预处理的目的和重要性。 预处理工艺：机械清理、脱脂、浸蚀。 典型的金属清洗工艺： 机械清理→脱脂→清洗→浸蚀→清洗→中和→清洗→（甩干）→立即进行表面处理。 本 章 重 点 1.材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展？ 2.表面工程技术的目的和作用是什么？ 3.为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科？ 思考题 第二章 表面改性处理中的预处理 预处理概述 表面预处理就是恢复材料表面和内部差别的过程，使表面洁净并处于活性状态！影响涂层性能；影响附着力！ 粘污层、吸附层、氧化层和变形层 良好的表面清洁度 表面预处理进行处理，目的：除去材料表面油污、氧化物、除去毛刺、毛边。就是恢复材料表面和内部差别的过程，使表面洁净并处于活性状态！影响涂层性能；影响附着力！ 技术：化学（碱、表面活性、溶剂）、物理（超声、冲击、真空）和机械（抛光、磨光） 清除被处理材料表面附着的杂质，使处理后的材料本体表面的原子能和处理介质（气相或液相）的原子相接触，原子直接在材料本体上沉积或向材料内部扩渗； 有利于提高覆盖层与基体材料之间的结合强度和生长层的质量 :结晶粗细、致密性、组织缺陷、平整性