Efekt obróbki powierzchni:
1. Poprawić odporność na korozję i odporność na zużycie powierzchni oraz spowolnić, wyeliminować i naprawić zmianę i uszkodzenie powierzchni materiału;
2. Spraw, aby zwykłe materiały uzyskały powierzchnie o specjalnych funkcjach;
3. Oszczędzaj energię, zmniejszaj koszty i poprawiaj środowisko.
Klasyfikacja procesów obróbki powierzchni metali
Opis klasyfikacyjny procesu obróbki powierzchni
Technologia modyfikacji powierzchni zmienia morfologię powierzchni, skład fazowy, mikrostrukturę, stan defektów i stan naprężeń materiałów metodami fizycznymi i chemicznymi w celu uzyskania procesu obróbki powierzchni o wymaganej wydajności.Skład chemiczny powierzchni materiału pozostaje niezmieniony.
Technologia stopowania powierzchni umożliwia dodanym materiałom wejście do matrycy metodami fizycznymi w celu utworzenia warstwy stopu w celu uzyskania procesu obróbki powierzchni o wymaganych właściwościach.
Technologia folii do konwersji powierzchni to proces obróbki powierzchni, w którym dodane materiały reagują chemicznie z matrycą, tworząc folię do konwersji w celu uzyskania wymaganej wydajności.
Technologia replikacji powierzchni to proces obróbki powierzchni, który umożliwia dodanym materiałom formowanie poszycia i powłoki na powierzchni podłoża metodami fizycznymi i chemicznymi w celu uzyskania wymaganej wydajności.Matryca nie uczestniczy w tworzeniu powłoki
Można go podzielić na cztery kategorie: technologia modyfikacji powierzchni, technologia stopowania powierzchni, technologia folii do konwersji powierzchni i technologia powlekania powierzchni.
1、Technologia modyfikacji powierzchni
1. Utwardzanie powierzchni
Hartowanie powierzchni odnosi się do metody obróbki cieplnej polegającej na wzmocnieniu powierzchni części po austenityzacji warstwy wierzchniej z szybkim nagrzewaniem bez zmiany składu chemicznego i centralnej struktury stali.
Główne metody hartowania powierzchni obejmują hartowanie płomieniowe i nagrzewanie indukcyjne, a typowe źródła ciepła obejmują płomień, taki jak oksyacetylen lub oksypropan.
2. Laserowe wzmocnienie powierzchni
Laserowe wzmacnianie powierzchni polega na wykorzystaniu skupionej wiązki laserowej do wystrzelenia w powierzchnię przedmiotu obrabianego, podgrzaniu niezwykle cienkiego materiału na powierzchni przedmiotu do temperatury powyżej temperatury przemiany fazowej lub temperatury topnienia w bardzo krótkim czasie, a następnie schłodzeniu go w bardzo krótkim czasie. krótki czas na utwardzenie powierzchni przedmiotu obrabianego.
Laserowe wzmacnianie powierzchni można podzielić na obróbkę wzmacniającą transformacją laserową, obróbkę laserową stopowania powierzchni i obróbkę laserową.
Laserowe hartowanie powierzchni ma małą strefę wpływu ciepła, niewielkie odkształcenie i wygodną obsługę.Stosuje się go głównie do lokalnie wzmocnionych części, takich jak wykrojnik, wał korbowy, krzywka, wałek rozrządu, wał wielowypustowy, precyzyjna prowadnica instrumentu, szybkotnąca stalowa przecinarka, przekładnia i tuleja cylindrowa silnika spalinowego.
3. Śrutowanie
Kulkowanie to technologia natryskiwania dużej liczby szybko poruszających się pocisków na powierzchnię części, podobnie jak niezliczone małe młotki uderzające w metalową powierzchnię, dzięki czemu powierzchnia i podpowierzchnia części będą miały pewne odkształcenia plastyczne w celu uzyskania wzmocnienia.
Kulowanie może poprawić wytrzymałość mechaniczną, odporność na zużycie, odporność na zmęczenie i odporność na korozję części;Powszechnie stosowany do matowania powierzchni i usuwania kamienia;Wyeliminuj naprężenia szczątkowe odlewów, odkuwek i elementów spawanych.
4. Toczenie
Walcowanie to proces obróbki powierzchni, w którym twarde rolki lub rolki są używane do dociskania powierzchni obracającego się przedmiotu obrabianego w temperaturze pokojowej i poruszania się wzdłuż kierunku tworzącego w celu plastycznego odkształcenia i utwardzenia powierzchni przedmiotu obrabianego w celu uzyskania dokładnej, gładkiej i wzmocnionej powierzchni lub konkretny wzór.
Jest często używany do prostych części, takich jak walec, stożek i płaszczyzna.
5. Ciągnienie drutu
Ciągnienie drutu odnosi się do metody obróbki powierzchni, która powoduje, że metal przechodzi przez matrycę siłą pod działaniem siły zewnętrznej, powierzchnia przekroju metalu jest ściskana i uzyskuje się wymagany kształt i rozmiar pola przekroju, który nazywa się drutem metalowym proces rysowania.
Rysunek można wykonać w linie proste, losowe, zmarszczki i linie spiralne zgodnie z potrzebami dekoracyjnymi.
6. Polerowanie
Polerowanie to wykańczająca metoda modyfikacji powierzchni części.Generalnie można uzyskać tylko gładkie powierzchnie, a pierwotnej dokładności obróbki nie można poprawić ani nawet utrzymać.Przy różnych warunkach obróbki wstępnej wartość Ra po polerowaniu może osiągnąć 1,6 ~ 0,008 μm。
Generalnie dzieli się na polerowanie mechaniczne i polerowanie chemiczne.
2、 Technologia stopowania powierzchni
1. Chemiczna obróbka cieplna powierzchni
Typowym procesem technologii stopowania powierzchni jest chemiczna obróbka cieplna powierzchni, która jest procesem obróbki cieplnej, który umieszcza obrabiany przedmiot w określonym medium do ogrzewania i izolacji, tak aby aktywne atomy w medium wnikały w powierzchnię przedmiotu obrabianego, aby zmienić skład chemiczny i strukturę powierzchni przedmiotu obrabianego, a następnie zmienić jego wydajność.
W porównaniu z hartowaniem powierzchniowym, chemiczna obróbka cieplna powierzchni nie tylko zmienia strukturę powierzchni stali, ale także zmienia jej skład chemiczny.W zależności od różnych infiltrowanych pierwiastków, chemiczną obróbkę cieplną można podzielić na nawęglanie, amoniakowanie, penetrację wieloelementową, penetrację innych pierwiastków itp. Proces chemicznej obróbki cieplnej obejmuje trzy podstawowe procesy: rozkład, absorpcję i dyfuzję.
Dwie główne metody chemicznej obróbki cieplnej powierzchni to nawęglanie i azotowanie.
Nawęglanie kontrastowe i azotowanie
Cel Poprawa twardości powierzchni, odporności na zużycie i wytrzymałości zmęczeniowej przedmiotu obrabianego przy zachowaniu dobrej twardości serca.Popraw twardość powierzchni, odporność na zużycie, wytrzymałość zmęczeniową i odporność na korozję przedmiotu obrabianego.
Materiał zawiera stal niskowęglową 0,1-0,25% C.Im wyższy węgiel, tym niższy rdzeń.Jest to stal średniowęglowa zawierająca Cr, Mo, Al, Ti i V.
Popularne metody: nawęglanie gazowe, nawęglanie stałe, nawęglanie próżniowe, azotowanie gazowe i azotowanie jonowe
Temperatura 900~950 ℃ 500~570 ℃
Grubość powierzchni wynosi na ogół 0,5 ~ 2 mm, nie więcej niż 0,6 ~ 0,7 mr
Jest szeroko stosowany w częściach mechanicznych, takich jak koła zębate, wały, wałki rozrządu itp. samolotów, samochodów i ciągników.Stosowany jest do części o wysokich wymaganiach dotyczących odporności na zużycie i precyzji, a także do części odpornych na ciepło, zużycie i korozję.Takich jak mały wałek instrumentu, przekładnia o małym obciążeniu i ważny wał korbowy.
3、Technologia folii do konwersji powierzchni
1. Czernienie i fosforanowanie
Czernienie: Proces podgrzewania części stalowych lub stalowych do odpowiedniej temperatury w powietrzu, parze wodnej lub chemikaliach w celu utworzenia na ich powierzchni niebieskiej lub czarnej warstwy tlenku.Staje się również niebieskawy.
Fosforanowanie: proces zanurzania przedmiotu obrabianego (części stalowych, aluminiowych lub cynkowych) w roztworze fosforanującym (niektóre roztwory na bazie kwaśnych fosforanów) w celu osadzenia na powierzchni warstwy nierozpuszczalnej w wodzie krystalicznej warstwy konwersyjnej fosforanu, zwanej fosforanowaniem.
2. Anodowanie
Dotyczy to głównie anodowania aluminium i stopów aluminium.Anodowanie odnosi się do procesu zanurzania części z aluminium lub stopu aluminium w kwaśnym elektrolicie, działającego jako anoda pod działaniem prądu zewnętrznego i tworzącego antykorozyjną warstwę oksydacyjną mocno połączoną z podłożem na powierzchni części.Ta folia tlenkowa ma specjalne właściwości, takie jak ochrona, dekoracja, izolacja i odporność na zużycie.
Przed anodowaniem, polerowaniem, odtłuszczaniem, czyszczeniem i innymi czynnościami wstępnymi należy przeprowadzić mycie, barwienie i uszczelnianie.
Zastosowanie: Jest powszechnie stosowany do obróbki ochronnej niektórych specjalnych części samochodów i samolotów, a także do dekoracyjnej obróbki wyrobów rękodzielniczych i codziennego użytku.
4、Technologia powlekania powierzchni
1. Natryskiwanie termiczne
Natryskiwanie termiczne polega na podgrzewaniu i topieniu materiałów metalowych lub niemetalicznych, a następnie ciągłym dmuchaniu i natryskiwaniu ich na powierzchnię przedmiotu obrabianego za pomocą sprężonego gazu w celu utworzenia powłoki trwale związanej z podłożem, tak aby uzyskać wymagane właściwości fizyczne i chemiczne z powierzchnia przedmiotu obrabianego.
Technologia natryskiwania cieplnego może poprawić odporność na zużycie, odporność na korozję, odporność na ciepło i izolację materiałów.Ma zastosowanie w prawie wszystkich dziedzinach, w tym w lotnictwie, energii atomowej, elektronice i innych najnowocześniejszych technologiach.
2. Poszycie próżniowe
Powlekanie próżniowe to proces obróbki powierzchni służący do osadzania różnych metalowych i niemetalicznych filmów na powierzchniach metalowych poprzez odparowanie lub rozpylanie w warunkach próżni.
Poprzez powlekanie próżniowe można uzyskać bardzo cienką powłokę powierzchni, która ma zalety w postaci dużej szybkości, dobrej przyczepności i mniejszej ilości zanieczyszczeń.
Zasada napylania próżniowego
Zgodnie z różnymi procesami powlekanie próżniowe można podzielić na powlekanie próżniowe, napylanie próżniowe i próżniowe powlekanie jonowe.
3. Galwanizacja
Galwanizacja to proces elektrochemiczny i redoks.Weźmy jako przykład niklowanie: Zanurz metalowe części w roztworze soli metalu (NiSO4) jako katodę i użyj metalowej płyty niklowej jako anody.Po włączeniu zasilania prądem stałym metalowa powłoka niklowa zostanie osadzona na częściach.
Metody galwanizacji dzielą się na galwanizację zwykłą i galwanizację specjalną.
4. Osadzanie par
Technologia osadzania z fazy gazowej to nowy rodzaj technologii powlekania, w której substancja w fazie gazowej zawierająca pierwiastki do osadzania jest osadzana na powierzchni materiału metodami fizycznymi lub chemicznymi w celu utworzenia cienkiej warstwy.
Zgodnie z różnymi zasadami procesu osadzania, technologię osadzania z fazy gazowej można podzielić na fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) i chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD).
Fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD)
Fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) odnosi się do technologii waporyzacji materiałów na atomy, cząsteczki lub jony metodami fizycznymi w warunkach próżni oraz osadzania cienkiej warstwy na powierzchni materiałów w procesie parowania.
Technologia osadzania fizycznego obejmuje głównie odparowywanie próżniowe, napylanie i powlekanie jonowe.
Fizyczne osadzanie z fazy gazowej obejmuje szeroką gamę odpowiednich materiałów matrycowych i materiałów foliowych;Prosty proces, oszczędność materiału i brak zanieczyszczeń;Otrzymana folia ma zalety silnej przyczepności między folią a podłożem, jednolitą grubość folii, zwartość, mniej porów itp.
Jest szeroko stosowany w przemyśle maszynowym, lotniczym, elektronicznym, optycznym i lekkim do przygotowania folii odpornych na zużycie, korozję, żaroodpornych, przewodzących, izolacyjnych, optycznych, magnetycznych, piezoelektrycznych, smarujących, nadprzewodzących i innych.
Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD)
Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) to metoda tworzenia warstw metalu lub związków na powierzchni podłoża poprzez oddziaływanie mieszanych gazów i powierzchni podłoża w określonej temperaturze.
Ze względu na dobrą odporność na zużycie, odporność na korozję, odporność na ciepło, właściwości elektryczne i optyczne, folie CVD są szeroko stosowane w produkcji mechanicznej, lotnictwie, transporcie, przemyśle chemicznym węgla i innych dziedzinach przemysłu.