不同表面处理工艺的基本原理
2015-02-08 09:44:51 来源： 评论：0 点击：
1 不同表面处理工艺的基本原理
1.1 化学抛光
化学抛光是通过对金属表面进行有规则溶解达到光亮平滑的工艺效果。在化学抛光过程中，钢铁零件表面不断形成钝化氧化膜，氧化膜不断溶解，且前者要强于后者。由于零件表面微观的不一致性，表面微观凸起部位优先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率；而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行，只是其速率有差异，结果使零件表面粗糙度得以整平，从而获得平滑光亮的表面。
1.2 DLC涂层
DLC（类金刚石）涂层处理采用的是一种物理气相沉积工艺技术PVD(physical vapor deposition)。是在真空条件下(1.3×10-2 Pa～1.3×10-4 Pa)采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。涂层材料为a-C∶H，涂层处理温度为160 ℃～260 ℃，显微硬度大于2 000 HV0.05，涂层结构为单层结构。
DLC涂层技术是新兴发展起来的一种表面涂覆处理技术，以其优异的高硬度、低摩擦因数和自润滑性能而被用于对摩擦和磨损有特殊要求的场合。应用在模具刃口件和成形零件上，可以有效提高零件本身的使用性能，提升产品的品质，明显地增加使用寿命，从而提高生产效率，降低单位生产成本。
1.3 WC/C涂层
WC/C作为一种渗碳化物含氢的DLC涂层，具有高弹性、低化学活性、高滑动性、超低摩擦因数及良好的耐磨性等优点，已经成功地应用于轴承、泵、压缩机、齿轮和各种工模具中。在切削领域，WC/C涂层已经成为新一代刀具润滑涂层的代表，其优越的切削性能已得到认可。
WC/C涂层处理温度160 ℃～250 ℃，显微硬度1 000 HV0.05～1 500 HV0.05，涂层结构为片层结构。
1.4 化学镀Ni-P合金
镍磷化学镀技术是近年发展起来的先进的金属表面防护技术，镍磷化学镀技术是利用化学镀工艺在金属或非金属表面形成一层均匀的非晶化镍磷金属镀层，将基体材料与腐蚀介质隔离开，因镍磷金属镀层具有良好的耐蚀性能，从而达到防腐效果。镍磷化学镀镀层硬度很高，可达50 HRC～55 HRC，如果经300 ℃～400 ℃热处理后硬度可提高到65 HRC～70 HRC，镍磷化学镀因有较高的硬度而有较好的耐磨性。
1.5 润滑耐磨梯度材料(LGM)
润滑梯度材料是金属零件上冶金结合的、以硫化物为主、从表面到内部浓度逐渐降低的梯度润滑表面，是油润滑、固体润滑剂外的第3种润滑材料，是跨越物理学、化学、摩擦学和材料学4个科技领域的源头创新。梯度材料的特点有：① 辉光放电等离子体，电荷密度为1012/cm3；② 精密离子均匀轰击，保证零件尺寸精度与梯度材料均匀性；③ 超低的工作温度：90 ℃～200 ℃；④ 独有离子溅射功能，降低零件表面粗糙度Ra值；⑤ 真空环境，低至1 Pa；⑥ 无污染对环境友好，属绿色专利。
有资料报道，梯度材料辊环的使用寿命提高了约50%，已在纺织钢领、工业缝纫机部件中得到了很好的应用。
1.1 化学抛光
化学抛光是通过对金属表面进行有规则溶解达到光亮平滑的工艺效果。在化学抛光过程中，钢铁零件表面不断形成钝化氧化膜，氧化膜不断溶解，且前者要强于后者。由于零件表面微观的不一致性，表面微观凸起部位优先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率；而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行，只是其速率有差异，结果使零件表面粗糙度得以整平，从而获得平滑光亮的表面。
1.2 DLC涂层
DLC（类金刚石）涂层处理采用的是一种物理气相沉积工艺技术PVD(physical vapor deposition)。是在真空条件下(1.3×10-2 Pa～1.3×10-4 Pa)采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。涂层材料为a-C∶H，涂层处理温度为160 ℃～260 ℃，显微硬度大于2 000 HV0.05，涂层结构为单层结构。
DLC涂层技术是新兴发展起来的一种表面涂覆处理技术，以其优异的高硬度、低摩擦因数和自润滑性能而被用于对摩擦和磨损有特殊要求的场合。应用在模具刃口件和成形零件上，可以有效提高零件本身的使用性能，提升产品的品质，明显地增加使用寿命，从而提高生产效率，降低单位生产成本。
1.3 WC/C涂层
WC/C作为一种渗碳化物含氢的DLC涂层，具有高弹性、低化学活性、高滑动性、超低摩擦因数及良好的耐磨性等优点，已经成功地应用于轴承、泵、压缩机、齿轮和各种工模具中。在切削领域，WC/C涂层已经成为新一代刀具润滑涂层的代表，其优越的切削性能已得到认可。
WC/C涂层处理温度160 ℃～250 ℃，显微硬度1 000 HV0.05～1 500 HV0.05，涂层结构为片层结构。
1.4 化学镀Ni-P合金
镍磷化学镀技术是近年发展起来的先进的金属表面防护技术，镍磷化学镀技术是利用化学镀工艺在金属或非金属表面形成一层均匀的非晶化镍磷金属镀层，将基体材料与腐蚀介质隔离开，因镍磷金属镀层具有良好的耐蚀性能，从而达到防腐效果。镍磷化学镀镀层硬度很高，可达50 HRC～55 HRC，如果经300 ℃～400 ℃热处理后硬度可提高到65 HRC～70 HRC，镍磷化学镀因有较高的硬度而有较好的耐磨性。
1.5 润滑耐磨梯度材料(LGM)
润滑梯度材料是金属零件上冶金结合的、以硫化物为主、从表面到内部浓度逐渐降低的梯度润滑表面，是油润滑、固体润滑剂外的第3种润滑材料，是跨越物理学、化学、摩擦学和材料学4个科技领域的源头创新。梯度材料的特点有：① 辉光放电等离子体，电荷密度为1012/cm3；② 精密离子均匀轰击，保证零件尺寸精度与梯度材料均匀性；③ 超低的工作温度：90 ℃～200 ℃；④ 独有离子溅射功能，降低零件表面粗糙度Ra值；⑤ 真空环境，低至1 Pa；⑥ 无污染对环境友好，属绿色专利。
有资料报道，梯度材料辊环的使用寿命提高了约50%，已在纺织钢领、工业缝纫机部件中得到了很好的应用。
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