理论教育 表面工程技术的分类详解

表面工程技术的分类详解

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:典型的表面涂镀技术包括热喷涂、堆焊、电镀、化学镀、气相沉积和涂装等技术。表面改性技术 表面改性技术是利用热处理、机械处理、离子处理和化学处理等方法,改变材料表层的成分及性能的技术。常用的表面改性技术包括热扩渗、转化膜、表面合金化、离子注入和喷丸强化等技术。表面薄膜技术 表面薄膜技术是采用各种方法在工件(或衬底)表面上沉积厚度为100nm~1μm或数微米厚薄膜的技术。1)表面有镀覆层。

表面工程技术的分类详解

表面工程技术的种类很多,应用范围各异,从不同的角度观察和分析,可以把表面工程技术按照如下方法进行分类:

1.按学科特点进行分类

(1)表面涂镀技术 表面涂镀技术是指将液态涂料涂覆在材料表面,或者将镀料原子沉积在材料表面,从而形成涂层或镀层的技术。典型的表面涂镀技术包括热喷涂、堆焊、电镀化学镀、气相沉积和涂装等技术。

(2)表面改性技术 表面改性技术是利用热处理、机械处理、离子处理和化学处理等方法,改变材料表层的成分及性能的技术。常用的表面改性技术包括热扩渗、转化膜、表面合金化、离子注入和喷丸强化等技术。

(3)表面薄膜技术 表面薄膜技术是采用各种方法在工件(或衬底)表面上沉积厚度为100nm~1μm或数微米厚薄膜的技术。按技术特点可以将薄膜分为光学薄膜、微电子学薄膜、光电子学薄膜、集成光学薄膜、信息存储薄膜和保护功能薄膜六大类;按膜层组成则可将薄膜分为金属膜、合金膜、有机化合物膜、陶瓷膜等,其制备方法主要是气相沉积。

2.按表面化学成分是否改变进行分类

(1)表面化学成分改变 在改变表面化学成分的同时,也改变了表面的组织结构,从而使表面拥有了不同的性能。

1)表面有镀覆层。通过涂装、贴片、包箔、电镀、化学镀、气相沉积、熔覆、热喷涂、热浸镀、堆焊等表面覆层的方法,在基体表面形成一层或数层有一定厚度的且与基体不同的材料,获得化学成分、组织结构及性能有别于基体的表面镀覆层。

2)表面无附加覆层。利用阳极氧化、化学热处理、表面合金化、离子注入等表面改性的方法,使所需的原子(或离子)进入基体表面,达到改变基体表面化学成分、相结构以及性能的目的。

(2)表面化学成分不改变 保持原材料表面的化学成分不变,通过表面淬火、喷丸、滚压、重熔等方法改变表面的组织结构,进而改善或提高表面的使用性能。

3.按表面覆层的种类分类

(1)表面无覆层 通过化学预处理、精整、机械强化等,不改变基体表面的化学成分,只改变其表面形态、应力状态和组织结构等。

(2)表面金属覆层 利用电镀、化学镀、热喷涂、热浸镀、熔镀、气相沉积、表面合金化等,在基体表面形成金属、合金和金属基复合层。

(3)表面有机覆层 使用涂装等方法,在基体表面涂覆涂料、橡胶塑料和柏油涂层等。

(4)表面无机覆层 借助热喷涂、熔烧、烘烤等方法,在基体表面涂覆搪瓷、玻璃、陶瓷和水泥涂层等。

(5)表面化学转化层 通过电化学、化学处理,在钢铁或锌、铝、镁、钛金属或合金表面形成氧化物、磷酸盐、铬酸盐、草酸盐膜层等。

4.按作用机制分类(www.daowen.com)

(1)原子沉积 原子沉积是沉积物质以原子、离子、分子和粒子团等原子尺度粒子形态在材料表面构成外加镀覆层,包括电镀、化学镀、气相沉积等。

(2)颗粒沉积 颗粒沉积是沉积物质以宏观颗粒的形态在材料表面形成覆盖层,包括热喷涂、搪瓷涂覆等。

(3)整体覆盖 整体覆盖是将覆盖材料均匀涂覆于材料的工作表面,包括热浸镀、贴片、涂装、堆焊等。

(4)表面改性 表面改性是利用物理、化学、机械等方法改变材料表面的结构和性能,包括电化学转化、表面处理、化学热处理、离子注入、喷丸等。

5.按工艺方法特点分类

(1)电化学法 利用电极反应在材料基体表面形成镀覆层,如电镀、电刷镀、阳极氧化等。

(2)化学方法 利用化学物质的相互作用和转化,在基体表面形成镀覆层,如化学镀、化学转化等。

(3)热加工法 在高温下将材料熔融或热扩散,在基体表面形成涂渗层,如热喷涂、热浸镀、堆焊、熔覆、表面合金化等。

(4)高真空法 利用材料在高真空条件下汽化、受激离子化而形成表面镀覆层,如真空蒸镀、离子镀、溅射镀等。

6.按表面层功能特性分类

(1)装饰 表面具有不同的色泽、花纹等,美化材料的外观,增加视觉欣赏性。

(2)耐磨减摩 表面耐磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损等,抗擦伤咬死,减摩自润滑,可磨耗密封等。

(3)耐腐蚀 耐大气、海水、土壤、化学介质浸渍腐蚀等。

(4)耐热及热功能 耐热、抗高温氧化、抗热疲劳、热绝缘、热辐射等。

(5)光、电、磁等特种功能 光、电、磁、透光、反光、消光、导电、超导、绝缘、半导体、软磁、硬磁、磁光等。

(6)其他 吸波、红外反射、太阳能吸收、屏蔽、焊接性、热加工、修复、催化、生物功能等。

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