表面处理工艺方法及其检测

表面处理工艺/方法及其检测:术语涂/镀层通过电镀、化学镀、渗金属和非金属、铝合金阳极氧化、金属热喷涂、钢铁件化学氧化、 喷涂有机或无机涂层等表面防腐处理工艺，在金属表面形成的保护层。外观质量外观质量检测应在天然散射光线或无反射光的白色透射线卜目视检查。光照度应不低于 3001X （即相当于零件放在40W 口光灯下距离500nmi处的光照度），必要时可以用3-5倍放 大镜观察。1、涂层应均匀光滑、不粘手，不得有流挂、气泡等缺陷：2、钢铁氧化件表面不允许有挂灰；不得有膜层损伤、氧化斑等缺陷；3、镀层结晶细致、均匀，不得有表面粗糙、硬刺、烧焦等缺陷；不得产生树枝状、海 绵状和条纹状结晶：4、涂镀层不允许出现裂纹、起皮、起泡、脱落等缺陷：5、允许由于热处理、焊接、表面加工状态不同，电镀层呈现不同颜色和光泽：允许有 轻微水渍；厚度测量：1、秤量法2、磁性法3、横截面显微镜法4、阴极溶解库伦法性质检测1、耐蚀性能1.1 .醋酸盐雾参照GB6459的规定进行。试验方法：要求:12二氧化硫腐蚀试验。参照GB9789的规定进行。试验方法：要求：2耐磨性能试验方法：要求：3、延伸率4、结合力适用于各种金属镀层的附着强度试验镉铭铜竦+铭银锡锡-竦合金锌金摩擦抛光VVVVVJ钢球磨光VVVVVVJ剥离（钎焊法）VVV剥离（粘结法）VVVVVJ健刀VV凿子VVV划痕VVVVJ弯曲和缠绕VVV磨与锯V拉力VVV热震VVVV深引（埃里克森）VVV深引（凸缘帽）VVVV喷钢丸V阴极处理注：7表示覆盖层所适用的试验方法4.1. 摩擦抛光4.2. 钢球摩擦抛光4.3. 喷丸4.4. 剥离4.5. 铿刀4.6. 磨、锯4.7. 凿子4.8. 划线、划格采用磨为30锐刃的硬质钢划刀，相距约2mm划两根平行线。在划两根平行线时，应 当以足够的压力一次刻线即穿过覆盖层切割到基体金属。如果在各线之间的任一部分的覆盖 层从基体金属上剥落，则认为覆盖层未通过此试验。另一种试验是划边长为1mm的方格，同时，观察在此区域内的覆盖层是否从基体上剥 落。4.9. 弯曲4.10. 缠绕在此试验中，把试样（一般是带或线）绕一心轴进行缠绕，此试验的每一部分都能能标 准化，即：带的长度和宽度、缠绕速度、缠绕动作的均匀性和试样所缠绕的棒（心轴）的直径。剥离、碎屑剥离和片状剥离的任何迹象都可作为附着强度差的象征。具有内覆盖层或外覆盖层的试样都可能发生变化。虽然在某些情况卜，检查弯曲的内边 可能看到更多的数据，但是，一般都是在试样的外边观察到覆盖层的性能。4.11. 拉力试验这只适用于某些类型的镀覆零件。对零件施加拉伸应力直至断裂。断I I附近的镀覆层一 般都会显现出一些开裂。不应有镀覆层从基体金属上明显脱落的现象。4.12. 热震4.13. 深引4.14. 阴极5、孔隙率以下方法适用于检验钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金上的阴极性镀层的孔隙率。1 .贴滤纸法1.1方法原理室温卜在受检零件的表面上贴置浸有一定检测溶液的滤纸，若镀层存在孔隙或裂缝, 则检测溶液通过空隙或裂缝与基体金属或底金属镀层发生化学反应，生成与镀层有明显色差的化合物，并渗到滤纸上，使之呈现出有色斑点，根据有色斑点数确定其孔隙率。1.2检验溶液不同基体金属及其镀层的检测液如卜表。镀层种类基体金属或下 层镀层金属溶液成分贴置时间，分钟斑点特征成分名称成分含量，克/升格镀层单 层或多层 (N1-C1 ,Cu-Ni-Cr)钢铁铁氯化钾10101. 蓝色点：孔隙 直至钢体：2. 红褐色点：孔 隙直至铜基体 或铜镀层；3. 黄色点：孔隙 直至镣镀层；氯化铉30氯化铉60格镀层单层或多层(Ni-Cr)铜及其合金铁氯化钾1010氯化铉30氯化铉60单层竦钢铁铁氯化钾1054.玫瑰红点：孔 隙直至铝基体。氯化钠20铜及其合金铁氯化钾1010氯化钠20多镀层(Cu-Ni,Ni-Cu-Ni)钢铁铁氯化钾1010氯化钠20铜钢铁铁氯化钾1020氯化钠20锡钢铁铁氯化钾105亚铁氤化钾10氯化钠60阴极性镀 层铝及其合金铝试剂3.510氯化钠150注：1.除铝试剂为分析纯级外，其余均为化学纯级；2.除铝试剂、氯化钠溶液，其余检测溶液均应用棕色玻璃瓶盛装存放在阴暗处，当发现变黑或有悬浮物时，便不能再用。1.3操作步骤1.3.1,检验前，镀层表面受检部位可用有机溶剂除油，若在镀覆后立即进行检验，可不必进行 除油；1.3.2将浸透检测溶液的滤纸，紧贴在受检镀层表面上，滤纸与零件表面间不应有气泡。同时, 可不断补加检验溶液，以使滤纸保持湿润，待滤纸贴置表规定的时间后，揭卜印有孔隙斑点 的滤纸，用蒸饲水清洗后，放在洁净的玻璃板上，干燥后计算孔隙数目。1.3.3达到各种底层的孔隙显示1.33.1, 为显示直达到钢基体和铜或黄铜底层的孔隙,将带有孔隙斑痕的检验滤纸放在洁 净的玻璃板上，然后均匀地滴加亚铁氤化钾溶液（40克/升），这样，黄色斑点即消退，滤 纸上留卜的蓝色和红褐色斑点，就是镀层分别到钢和铜层的孔隙斑痕。1.33.2, 为显示达到镣层的孔隙，将带有孔隙斑痕的检验滤纸放在洁净的玻璃板上，然后 均匀的滴加二甲基乙二醛防的氨水溶液（2克二甲基乙二醛府溶于500亳升的氨水中），这 时滤纸上裸的黄色斑点即变成玫瑰色斑点，用水洗净后干燥，到达钢或铜层的斑点会失去色 彩，但不妨碍计算到镣层的孔隙数目。1.33.3. 检验最外层的镀铭层的镀层孔隙时，要在镀完铭30分钟后进行。对镀铜的钢件, 铜及铜合金件上的松孔镀铭层在检验孔隙时，因直到铜及铜合金的孔隙痕迹不完全印在滤纸上，因此，应该计算在零件上呈现的红褐色斑点。1.4孔隙率的计算将划有方格的玻璃板（方格面积为2厘米放在印有孔隙斑点的滤纸上，分别数出 方格内包含各种颜色的斑点数，然后分别计算镀层到基体金属或I、层镀层金属的孔隙率（斑 点数/厘米勺。2. 溶液浇浸法2.1方法原理2.2检验溶液2.3操作步骤2.4孔隙率的计算浇浸法使用的检验溶液的配制方法3. 涂膏法3.1方法原理3.2检验溶液3.3操作步骤3.4孔隙率的计算试验方法：要求：6、化学氧化耐蚀性能试验方法：要求:7、耐冲击性试验方法：采用直径25mm的圆头重物（重1kg）,从Im高处自由落体落到试件上，目视观察。要求：冲击试验后涂/镀层不允许出现裂纹。8、耐水性试验方法：将试件在室温下浸于M10含量1%-2%的自来水中用量具及目视观察。要求：涂镀层厚度符合要求，不允许出现膨胀、松软等变化。9、10、常见涂镀层：镀铜0.025-0.04镀锌0.010-0.015镀锌裸合金0.02-0.025 或 0.025-0.030镀铭0.05-0.07化学沉积电泳漆0.015-0.0258发蓝/煮黑发黑工艺规程发黑是在碱性溶液中，使工件表面生成一薄层致密牢固的假装化膜，以达到提高抗蚀能力的目的，因为膜是黑色，通常称为发兰、发黑。发黑工艺流程如表：工序名称溶液工艺条件备注组成含量k/L温度。C时间（分）1水冲洗2化学除油N33PO430-40大于9010-15分钟NaOH30-503热水洗大于804冷水冲洗清洗用水管从上往下冲洗5酸洗盐酸15%5-10分钟表面氧化皮、锈迹不好时 间加长6流动水洗清洗7发黑NaOH600-700135-14530-40分钟20-25分钟后用回收槽冲 洗再发黑10-15分NaNOs150-2008回收9热水洗60-8010也化肥皂30-5080-10010-15分钟11流动水洗12热水洗13吹干14检验用3%CuSo4溶液试验15浸油10#机油100-1103-5分钟发黑工艺可分为三个步骤:一、氧化前的准备：需要发黑的工件，表面必须光洁，不得有锈迹、油污块、氧化物及其他脏物。（1）机械清理A：表面有严重氧化物及锈斑者，需经手工打磨，滚磨或喷砂、喷丸处理。B： 一般工件上的脏物，洗涮掉即可；（2）去油A：有严重油污者，先用汽油或煤油浸洗15分钟以上，然后用清水洗净；B：油迹较少者，在去油槽去油即可；a、去油槽的成分：除按表中成份配制外，也可用废发兰液配制：1升废发兰液加5-7升水即可。b、水温在90C以上，最好沸腾10-15分钟。c、去油槽应随时加水，以补充蒸发掉的水分，使溶液不至于过浓，每班可 加少量配制好的溶液，以补充耗损，去油槽溶液的油应随时用勺子撇去，以免粘 附在工件上。d、去油后，用流动水冲洗干净后，并检查去油的质量方法是：将工件置于水中数秒，然后取出观察，若表面全部被浸湿，则去油 质量良好，如工件表面水聚为不完整的水膜+水球状，则说明去油质量不良，应 继续去油。合格才可转下道工序（3）去锈：A、酸洗溶液的成分及使用温度；酸洗槽的溶液为：15%的盐酸溶液常温下使用，配制溶液时，应该将盐酸慢慢 的倒入水中，切不可以将水猛的加入酸中，以免酸液喷溅伤人。B、一般工件在酸液中，浸洗5-10分钟锈蚀轻者（如加工的工件），时间在1-2 分钟，局部有严重氧化，也可局部先强烈酸洗，然后在盐酸槽中酸洗；C、酸洗严防过蚀现象，当工件表面出现暗色油状物及腐蚀斑点，则表明己经 过蚀，应立即调整时间，过蚀是不可挽救的缺陷，应严格防止发生。D、酸洗时，要使装料筐在槽中上、下移动以使工件酸洗均匀。E、酸洗后应立即发黑，尽量避免在空气中的停留时间，以防止重新生锈二、氧化处理发黑液温度138-140C （沸腾温度）1升水中含NaOH 600克含NaNCh 150克按此比例配制配制发黑溶时应先将NaOH （火碱）分批加入一次不宜过多，等大部分溶解 后再加入NaNOso新配制的发黑液呈乳白色，但处理儿筐后，则可能变成粉红 色稍带蓝紫色，有的使用一段时间后变成豆黄色这都是正常的。上述的温度是指新配制的溶液，使用久了，温度会上升，就不能死板执行上 述温度，应从实际情况掌握。经酸洗的工件，放入发黑槽中，20-25分钟，取出放入回收槽清洗后再放入 发黑槽10-15分钟。发黑到清洗再发黑这样重复也可多作儿次，3-5次都行，视经验定。一般情况下，不要在处理过程中加水，必要时再加，随着材料的的消耗应不 断添加补充新配制溶液，按以下成份事先配制好：NaOH 240 克； NaNOs 80 克； 水 1 升；按经验发黑2-3次，加补溶液2升。发黑液要保持清洁，浮渣用漏勺撇去，每星期停炉前将槽壁和槽底的渣除去。三、氧化处理后的补充处理：（1）发黑工件先放入回收槽回收从发黑槽带出的发黑液，回收槽中的水应保持 干净，回收槽中的水亦可作为发黑槽的添加水，也可加入去油槽中。（2）发黑的工件，经回收槽，流水清洗干净后进行自检，凡有擦不掉的红锈或 白斑条纹则取出返工。（3）自检合格的工件才能进行皂化处理。皂化液成分为5-10%的家用肥皂，其余为水，温度在80-110CT件在皂化液中浸10-15分钟。皂化液应经常换新。（4）皂化后的工件用热水洗去皂化液，晾干或吹干后才可浸油，浸入热油中3-5 分钟，温度在100-110C机油，变压器油均可。皂化时，皂沫应盖住液面。四、常见的缺陷及补充防止办法：A、工件表面挂有红色附着物：温度过高或NaOH含量过高，可用加水降低温度或降低NaOH含量，己处理的工2、抗腐蚀检验件应统一酸洗再发黑处理。B、氧化铁（FeOH）过多，降低溶液温度可使FeOH溶解，己处理的工件不必酸 洗，可继续发黑即可。C、件表面挂有墨绿色附着物，清洗浸油后变为红色。溶液温度过高，加水附着物洗去，则继续发黑，否则酸洗重新发黑。 NaNO3过高，这时可以看到氧化膜很薄，只要调整NaNO3的含量即可。D、工件色浅或发灰 温度较低，时间不足，只要继续发黑即可。 NaNO3含量高，调整后继续发黑即可。E、工件不上色温度浓度过低，可按比例加入材料或加热让水分蒸发。温度和浓度过高，加水即可。 NaNO3含量过高，调整其含量。 酸洗后在空气中停留时间过长，可重新酸洗一次再发黑。F、工件表面有白色斑或条纹：去油去锈不良，可加强去油去锈工作。工件互相挤靠，接触处氧化不足，注意翻动工件。G、血红色的锈蚀斑点酸洗或发黑时工件互相挤靠，可注意翻动工件。五、发黑的质量检验1、外观检查浸油前后均应进行外观检查，用肉眼查氧化膜的外表，钢材成分不同氧化膜 的色泽会有所不同，但都应均匀一致，不允许有花斑，未氧化的斑点及锈迹 存在。同一零件，同一材料，因工艺方法不同而引起的氧化膜色泽不同。a、将氧化工件浸泡在3%的中性CuS04水溶液中，在室温条件下保持30秒 时间，用水洗净，表面不出现红色斑点。b、用酒精擦净表面,滴上儿滴3%的中性CuSO4溶液，30秒后,不出现有 红色斑点。六、发黑时应注意的安全事项：1、在配料时一定注意加料顺序，只许强酸或强碱往水中加，切不可将水向强 酸、强碱中加，加料时采取少量分批加入的办法。2、应有良好的通风设备，通风条件应良好。3、操作时，工作人员应带口罩、防护眼镜、塑料或橡皮围裙、手套、胶鞋。4、当强酸和强碱弄到皮肤上时，应立即用清水冲洗。总之，在操作中应随时注意安全，严防酸碱烧伤。喷涂涮漆/蘸漆