一(yī)、表面處理的概念

　　利用現代物(wù)理、化學、金屬學和熱處理等學科的邊緣性新技術來改變零件表面的狀況和性質，使之與心部材料作優化組合，以達到預定性能要求的工(gōng)藝方法，稱爲表面處理。

　　二、表面處理技術的分(fēn)類

　　1）表面改性技術(金屬、非金屬)

　　通過物(wù)理、化學等方法，改變材料表面的形貌、相組成、微觀結構、缺陷狀态、應力狀态。材料表面化學組成不變。

　　2）表面合金化技術(金屬)

　　通過物(wù)理方法，使添加材料進入基體(tǐ)，形成合金化層。

　　3）表面轉化膜技術(金屬)

　　通過化學方法，使添加材料與基體(tǐ)發生(shēng)化學反應，形成轉化膜。

　　4）表面塗(鍍)層技術(金屬、非金屬)

　　通過物(wù)理、化學方法，使添加材料在基體(tǐ)表面形成鍍、塗層。基材不參與塗層的形成。

　　三、常見的表面處理方法

　　3.1 表面改性技術

　　通過物(wù)理、化學等方法，改變材料表面的形貌、相組成、微觀結構、缺陷狀态、應力狀态。材料表面化學組成不變。

　　3.1.1 表面淬火(huǒ)

　　表面淬火(huǒ)是指在不改變鋼的化學成分(fēn)及心部組織情況下(xià)，利用快速加熱将表層奧氏體(tǐ)化後進行快速冷卻(淬火(huǒ))，使表面硬化的一(yī)種熱處理方法。

　　3.1.2 噴砂

　　噴砂處理是利用高速噴射出的砂粒或鐵粒，對工(gōng)件表面進行撞擊，以提高零件的部分(fēn)力學性能和改變表面狀态的工(gōng)藝方法。

　　噴砂與噴丸處理，工(gōng)藝相似，主要差别在沙粒直徑上。該工(gōng)藝主要應用于提高零件機械強度以及耐磨性、抗疲勞和耐蝕性等，還可用于表面消光、去(qù)氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘餘應力等。

        3.1.3 滾花

　　滾花是在常溫上用硬質滾柱或滾輪施壓于旋轉的工(gōng)件表面上，并沿母線方向移動，使工(gōng)件表面塑性變形、硬化，以獲得準确、光潔和強化的表面，或特定花紋的處理工(gōng)藝。

        3.1.4 拉絲

　　在外(wài)力作用下(xià)使金屬強行通過模具,金屬橫截面積被壓縮,并獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的技術加工(gōng)方法稱爲金屬拉絲工(gōng)藝。使其改變形狀、尺寸的工(gōng)具稱爲拉絲模。拉絲可根據裝飾需要，制成直紋、亂紋、波紋、螺紋等幾種。

　　1）直紋拉絲

　　是指在金屬表面用機械磨擦的方法加工(gōng)出直線紋路。

　　2）亂紋拉絲

　　是在高速運轉的銅絲刷下(xià)，使金屬闆前後左右移動磨擦所獲得的一(yī)種無規則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工(gōng)對金屬闆的表面要求較高。

　　3）波紋

　　一(yī)般在刷光機或擦紋機上制取。利用上組磨輥的軸向運動，在金屬闆表面磨刷，得出波浪式紋路。

　　4）螺紋

　　是用一(yī)台在軸上裝有圓形毛氈的小(xiǎo)電(diàn)機，将其固定在桌面上，與桌子邊沿成60度左右的角度，另外(wài)做一(yī)個裝有固定金屬闆的拖闆，在拖闆上貼一(yī)條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋進度。利用毛氈的旋轉與拖闆的直線移動，在金屬闆表面旋擦出寬度一(yī)緻的螺紋紋路。

        3.1.5 抛光

　　抛光是對零件表面進行修飾的一(yī)種光整加工(gōng)方法，一(yī)般隻能得到光滑表面，不能提高甚至不能保持原有的加工(gōng)精度，随預加工(gōng)狀況不同，抛光後的Ra值可達1.6～0.008 mm ，按照實現原理的不同，可分(fēn)爲機械抛光和化學抛光。

　　1）機械抛光

　　用高速旋轉的柔性抛光輪和極細的磨料對工(gōng)件表面進行滾壓和微量切削實現抛光。抛光輪用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，用于較大(dà)零件的抛光。

      2）滾筒抛光和振動抛光

　　将工(gōng)件、磨料和抛光液裝入滾筒或振動箱内，滾筒緩慢(màn)滾動或振動箱振動，使工(gōng)件與工(gōng)件，工(gōng)件與磨料相互摩擦，加上抛光液的化學作用，除去(qù)工(gōng)件表面的油污、鏽層，磨去(qù)凸峰，從而獲得光滑的表面。用于細小(xiǎo)而量大(dà)零件的抛光，後者比前者生(shēng)産率高，抛光效果更好。

　　3）生(shēng)物(wù)抛光

　　生(shēng)物(wù)抛光是一(yī)種用纖維素酶改善纖維素纖維制品表面的整理工(gōng)藝,以達到持久的抗起毛起球并增加織物(wù)的光潔度和柔軟度。生(shēng)物(wù)抛光是去(qù)除從紗表面伸出來的細微纖維,這些微纖被去(qù)除了就不會起毛起球，色澤也更光亮，表面茸毛減少使得布面更光潔。

        3.1.6 激光表面強化

　　激光表面強化是用聚焦的激光束射向鋼件表面，在極短時間内将工(gōng)件表層極薄的材料加熱到相變溫度或熔點以上的溫度，又(yòu)在極短時間内冷卻使工(gōng)件表面淬硬強化。激光表面強化可分(fēn)爲激光相變強化處理、激光表面合金化處理和激光熔覆處理等。

　　激光表面強化的熱影響區小(xiǎo)，變形小(xiǎo)，操作方便，主要用于局部強化的零件，如沖裁模、曲軸、凸輪、凸輪軸、花鍵軸、精密儀器導軌、高速鋼刀具、齒輪及内燃機缸套等。

　　3.2 表面合金化技術

　　通過物(wù)理方法，使添加材料進入基體(tǐ)，形成合金化層。該技術的典型工(gōng)藝，就是金屬的滲碳、滲氮處理。通常是将金屬與滲劑同放(fàng)置于密閉的腔體(tǐ)内，采用加熱、真空等措施，活化金屬表面，經分(fēn)解、吸收、擴散過程等作用使碳、氮進入金屬基體(tǐ)。

　　煤油滴入滲碳爐後，經過高溫熱裂分(fēn)解一(yī)氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)，氧(O2)，氫(H2)和飽和碳氫化合物(wù)(CnH2n+2)及不飽和碳氫合化物(wù)(CnH2n)等多種混合氣體(tǐ)。

　　氣體(tǐ)滲碳主要利用其中(zhōng)一(yī)氧化碳，飽和的碳氫化合物(wù)和不飽和的碳氫化合物(wù)，靠這些氣體(tǐ)在滲碳溫度分(fēn)解得到原子狀态的碳而産生(shēng)滲碳作用。

　　一(yī)氧化碳在高溫滲碳時，其分(fēn)解速度較慢(màn)，分(fēn)解與吸收基本平衡，因此，一(yī)般沒有過剩碳沉積，而不飽和碳氫化合物(wù)，滲碳開(kāi)始時會猛烈地析出碳，形成一(yī)層碳黑，附于零件表面，阻止滲碳的進行。所以，滲碳氣體(tǐ)中(zhōng)不飽和碳氫化合物(wù)含量應控制低些。

　　3.3鋼鐵的發黑與磷化處理

　　發黑：是金屬熱處理的一(yī)種常用手段，原理是使金屬表面産生(shēng)一(yī)層氧化膜，以隔絕空氣，達到防鏽目的。外(wài)觀要求不高時可以采用發黑處理，鋼制件的表面發黑處理，也有被稱之爲發藍(lán)的。發藍(lán)處理是一(yī)種化學表面處理，其主要作用是在工(gōng)件表面形成一(yī)層緻密的氧化膜，防止工(gōng)件腐蝕上鏽，提高工(gōng)件的耐磨性，它隻是一(yī)種表面處理，不會對内部組織産生(shēng)任何的影響，它不是熱處理，和淬火(huǒ)有根本的區别。

　　磷化：是一(yī)種化學與電(diàn)化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之爲磷化膜。磷化的目的主要是：給基體(tǐ)金屬提供保護，在一(yī)定程度上防止金屬被腐蝕;用于塗漆前打底，提高漆膜層的附着力與防腐蝕能力;在金屬冷加工(gōng)工(gōng)藝中(zhōng)起減摩潤滑使用。磷化是常用的前處理技術，原理上應屬于化學轉換膜處理，主要應用于鋼鐵表面磷化，有色金屬(如鋁、鋅)件也可應用磷化。工(gōng)件(鋼鐵或鋁、鋅件)浸入磷化液(某些酸式磷酸鹽爲主的溶液)，在表面沉積形成一(yī)層不溶于水的結晶型磷酸鹽轉換膜的過程，稱之爲磷化。