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表面处理工艺以及涂层技术的要领

发表时间:2019-07-24 15:49

有许多不同的方法,其中金属涂层可以作为表面处理提高材料的机械、电化学和热性能。所使用的技术在很大程度上取决于材料的应用以及所需的材料涂层或表面处理的深度。虽然金属和非金属涂层技术是一门拥有许多先进技术方法的大学科,但有一些基本原理和技术可以被理解为是更广泛地理解表面涂层工艺的关键。

这两种最常见的表面涂层技术可分为电镀工艺或气相沉积工艺。然而,在这两个区别中,也有进一步的亚区别;下面提供了每个过程的常见示例。

热浸镀工艺

电镀工艺:

热浸镀:这个过程通常是一个连续的或批量浸没的过程,基体合金(通常是钢)被完全浸入锌熔池中。热浸镀锌层在较高的键合温度下,由于金属与锌之间的冶金键而形成一致的镀层。这一技术被广泛应用于需要高水平大气保护以防止基钢腐蚀的应用。虽然最常用的钢铁合金,不同的镀锌热浸镀工艺也是可行的涂层其他金属,如铝。

电镀这是一个电化学过程,金属离子通过阴极极化反应沉积在块体材料表面。铬是一种金属,它经常被电镀在材料上以增加耐磨性,甚至仅仅是装饰材料,就像在大量的“镀铬”汽车部件中常见的情况一样。较厚的电沉积铬涂层具有良好的耐磨性和耐磨性。

熔覆这一过程实际上是通过机械手段将两种不同的金属连接起来,例如在高温下将材料轧制或挤压在一起,从而形成由两种不同金属合金组成的压力焊接接头。这种方法是有利的,因为“复合材料”材料保留了所有的有利性质的两个必要的材料。

电镀钢线圈

气相沉积工艺:

物理气相沉积(PVD):这是通过蒸发合金涂层在材料表面的凝结而施加材料表面涂层的一种过程,这一过程涉及粒子跨越物理物质相边界(从气体到固体)的移动。简单地说,表面涂层合金首先被汽化,然后喷涂到贱金属表面(通常是在真空中)。PVD还有其他的变体和子集,但这是概念背后的基本操作原则。聚偏氟乙烯(PVD)被广泛应用于氮化钛(TiN)的薄涂层中,以使金属切削刀具硬化,大大提高刀具的耐磨性。

化学气相沉积(CVD):与PVD不同的是,在CVD中,气体混合物与材料的大块表面之间存在着实际的化学相互作用,从而导致某些特定气体组分的化学分解,在基材表面形成一层固体涂层。CVD广泛应用于工业领域,如在涡轮叶片上沉积耐火材料(能承受极高温的非金属材料),以大大提高叶片的耐磨性和抗热震性。

物理气相沉积-等离子喷涂

还有其他类型的表面处理工艺可用于改善材料的机械、热和/或电学特性,如扩散、离子执行或转换涂层技术,但这些工艺并不严格地说是一种不同的大块材料覆盖在另一种材料上的材料涂层工艺。尽管如此,对材料涂层技术的简要调查应能使设计工程师更好地了解表面涂料背后的工艺,使他们能够更好地为每一种要求的应用规定所需的涂层和涂层工艺。


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