第2章 表面预处理

材料表面技术

第二章表面预处理2.1概述 2.2机械处理 2.3电解抛光 2.4化学抛光 2.5除油(脱脂) 2.6浸蚀 2.7水洗 2.8超声波清洗 2.9表面调整 2.10设计预处理工艺流程的几项原则17:10 2013-12-02 1/90X.Z.Lin

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2.1概述

2.1.1预处理的目的 2.1.2预处理的重要性

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预处理的目的表面要求预处理工艺单元处理方法的种类

平整光滑

整平：除去工件表面上的毛刺，结瘤，锈层，氧化皮，灰渣及固体颗粒等，使工件表面平整，光滑。机械法

除油：除去工件表面油污，包括油，脂，手汗及其他污物，使工件表面清洁。清洁

化学法

浸蚀：除去工件表面的锈层，氧化皮等金属腐蚀产物。

电化学法

活化

活化：除去工件表面的氧化膜，露出基体金属。3/90X.Z.Lin

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2.1概述

2.1.1预处理的目的 2.1.2预处理的重要性

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预处理的重要性两者之间结合靠金属键力 1、保证覆层与基体的结合力和/或分子力，它们都是短程力。为了使结合牢固，要求基体表面清洁、平滑。覆层基体

即使基体上附着极薄的、甚至肉眼看不见的油膜或氧化膜，也会使结合强度大为降低。

显然，不管是何种表面工程技术，覆层与基体的结合力都是极其重要的。因此，在实施前都必须对工件进行认真严格的预处理。17:10 2013-12-02 5/90X.Z.Lin

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预处理的重要性 2、保证电极反应顺利进行表面发生电极反应

电解液

对电镀、化学镀等表面工程技术，电解液与工件被镀表面必须良好接触，工件被镀液润湿的条件下，电极反应才能正常进行。即使局部残留有点状油污或氧化物，也会造成镀层不密实，多孔，甚至不连续；或者镀层受热时易出现小气泡，甚至“爆皮”。

所以，在电镀的预处理工序中，不仅要除油、除锈，还要安排“活化”,即在电镀前除去工件表面在预处理过程中生成的薄氧化膜，使表面处于活化状态，然后立即进入镀槽。17:10 2013-12-02 6/90X.Z.Lin

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预处理的重要性 3、保证覆层平整光滑覆层

基体

工件表面粗糙不平，覆层也是粗糙不平的。粗糙不平的覆层不仅外观差，耐蚀性也不如平整光洁的镀层。所以应对工件进行整平处理，除去毛刺、结瘤、凹凸不平。

不同的表面工程技术对基体光洁度的要求是不同的。有的技术要求工件表面光洁度很高，因此要进行抛光和精整；有的技术则要求工件表面有一定的粗糙度，以提高结合力。17:10 2013-12-02 7/90

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第二章表面预处理2.1概述 2.2机械处理 2.3电解抛光 2.4化学抛光 2.5除油(脱脂) 2.6浸蚀 2.7水洗 2.8超声波清洗 2.9表面调整 2.10设计预处理

工艺流程的几项原则17:10 2013-12-02 8/90X.Z.Lin

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机械处理

目的：主要是整平，使工件表面平整光滑，并达到要求的光洁度。振动磨光滚光粗糙化精加工喷砂

机械抛光

刷光

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机械磨光

获得高精度和高光洁度

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用于小零件

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机械磨光磨料

磨

轮

材料：皮革，毛毡，棉布，高强度纸硬度根据工件材质选择圆周速度：被加工材料粗形状不复杂的钢制品形状复杂的钢制品磨轮圆周速度 (m/s)磨 28~35 18~25 20~25精磨 20~30 15~25 20~25 13~18 10~15

工件

磨光轮

通过机械切削作用达到整平

铸铁，镍，铬铜及其合金，银，锌锡，铅，铝及其合金

磨

料

材料：人造金刚砂(碳化硅),天然金刚砂(杂刚玉),人造刚玉，硅藻土等粒度： (由粗到细)磨粒，磨粉，微粉，超微粉选择：根据工件材质，表面状况，加工后表面质量要求17:10 2013-12-02 10/90X.Z.Lin

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机械抛光抛光膏

抛光轮材料：细毛毡，弹性更好的棉布，硬度比磨光轮软圆周速度：比磨光高被加工材料抛光轮圆周速度(m/s) 30~35 22~30 18~25铸铁，钢、镍，铬银、铜及其合金锡，锌、铅，铝合金

工件

抛光轮

抛光作用： 摩擦高温使工件表面产生塑性变形 氧化物薄膜的反复生成和除去

抛光粉

(制作抛光膏和抛光液)

白膏：氧化钙细粉，用于软质金属及精抛红膏：氧化铁和长石细粉，用于钢铁制品绿膏：氧化铬微粉，用于硬质合金钢，不锈钢，铬镀层硬度

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吸尘抛光机

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材料表面技术

问题1.机械磨光和机械抛光作用有何不同? 2.比较磨光轮和抛光轮，磨料和抛光粉。 3.描述你在做金相实验中使用的抛光设备和抛光剂。

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滚光和振动磨光滚桶旋转容器振动

内装零件，磨料和处理药液。通过零件与磨料，零件与零件相互摩擦，达到整平、除油、除锈的目的磨料：圆钉屑头，石英砂，皮革角等酸性滚光液：盐酸或硫酸+除油剂碱性滚光液：氢氧化钠+除油剂 (一般先滚酸后滚碱)17:10 2013-12-02 14/90X.Z.Lin

振动与旋转相比有什么优点？

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常用的酸滚光液的组成及滚光时间酸液组成及滚光时间硫酸皂荚粉 H促进剂 OP乳化剂滚光时间 g/L g/L g/L g/L min 3~ 4黑色金属一般 15~ 25 3~ 10 2~ 4 2~ 4 1.5~ 2 3~ 3.5 2~ 4快速 20~ 40铜合金 5~ 10 2~ 3锌合金 0.5~ 1 2~ 5

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喷砂

用净化的压缩空气，将砂流(如石英砂、钢砂、氧化铝等)强烈地喷到金属工件表面，打掉工件表面的毛刺、氧化皮、锈蚀、积碳、焊渣、型砂、残盐、旧漆膜、污垢等表面缺陷

。压缩空气

干喷：使用干砂流。干喷效率空压机高，加工表面较粗糙，粉尘大，磨料破碎多

喷枪工件

湿喷：用水与砂混成砂浆。湿喷对环境污染小，对表面有一定的光饰和保护作用，常用于较精密的加工。水中需加缓蚀剂，以防工件生锈

砂流

喷砂适用范围：1铸件、焊缝清理 2需要表面粗糙化的预处理，如油漆涂装。砂罐17:10 2013-12-02 16/90

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