خلاصه ای از فرآیندهای تصفیه سطح فلز

با استفاده از فیزیک مدرن، شیمی، علوم فلزات و عملیات حرارتی و سایر رشته‌ها فناوری برای تغییر وضعیت و خواص سطح قطعات، به طوری که آن و ماده اصلی برای بهینه‌سازی ترکیب، به منظور دستیابی به الزامات عملکرد از پیش تعیین‌شده روش فرآیند، فرآیند تصفیه سطح نامیده می شود.

نقش عملیات سطحی:

1. بهبود مقاومت در برابر خوردگی سطح و مقاومت در برابر سایش، کاهش سرعت، حذف و تعمیر تغییرات و آسیب سطح مواد.

2. مواد معمولی را دارای سطح عملکردی ویژه ای کنید.

3. صرفه جویی در انرژی، کاهش هزینه ها و بهبود محیط زیست.

طبقه بندی فرآیندهای تصفیه سطح فلز

می توان آن را به چهار دسته تقسیم کرد: فناوری اصلاح سطح، فناوری آلیاژسازی سطح، فناوری فیلم تبدیل سطح و فناوری پوشش سطح.

اول، تکنولوژی اصلاح سطح

1. سخت شدن سطح

کوئنچ سطحی به روش عملیات حرارتی سخت شدن سطح قطعات از طریق کوئنچ کردن آستنیته شدن سطح با حرارت دادن سریع بدون تغییر ترکیب شیمیایی و ساختار هسته فولاد اشاره دارد.

روش های اصلی خاموش کردن سطح عبارتند از خاموش کردن شعله و گرمایش القایی، که معمولاً از منابع گرمایی مانند استیلن هوازی یا شعله اکسی پروپان استفاده می شود.

2. افزایش سطح لیزر

تقویت سطح لیزری استفاده از پرتو لیزر متمرکز به سطح قطعه کار، در مدت زمان بسیار کوتاه برای گرم کردن سطح ماده نازک قطعه کار تا دمای بالاتر از دمای تغییر فاز یا نقطه ذوب، و در مدت زمان بسیار کوتاه برای خنک شدن است. ، به طوری که سطح قطعه کار سخت و تقویت می شود.

تقویت سطح لیزر را می توان به درمان تقویت تبدیل فاز لیزری، درمان آلیاژی سطح لیزری و درمان روکش لیزری تقسیم کرد.

تقویت سطح لیزر دارای ناحیه متاثر از حرارت کوچک، تغییر شکل کوچک و عملیات آسان است.این عمدتا برای قطعات تقویت کننده موضعی، مانند قالب پانچ، میل لنگ، CAM، میل بادامک، شفت اسپلاین، ریل راهنمای ابزار دقیق، ابزار فولادی با سرعت بالا، دنده و آستر سیلندر موتور احتراق داخلی استفاده می شود.

3. گلوله پینینگ

شات پینینگ فناوری است که تعداد زیادی پرتابه پرسرعت را بر روی سطح قطعات پرتاب می کند، درست مانند برخورد چکش های کوچک بی شماری به سطح فلز، به طوری که سطح و سطح زیرسطحی قطعات دچار تغییر شکل پلاستیکی خاصی شده و تقویت می شود.

شات پینینگ می تواند استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر خوردگی قطعات را بهبود بخشد.اغلب برای انقراض سطح، اکسیداسیون پوست استفاده می شود.تنش پسماند قطعات ریخته گری، آهنگری و جوشکاری را از بین ببرید.

4. غلتک

نورد در دمای اتاق با فشار غلتک یا غلتک سخت بر روی سطح چرخان قطعه کار است و در امتداد جهت شین حرکت می کند، به طوری که سطح قطعه کار تغییر شکل پلاستیکی، سخت شدن، برای به دست آوردن دقیق، صاف و پیشرفته سطح یا الگوی خاص فرآیند درمان سطح است. .

اغلب در استوانه، مخروط، هواپیما و سایر قطعات شکل ساده استفاده می شود.

5. کشیدن سیم

کشش سیم به فلزی اطلاق می شود که تحت تأثیر نیروی خارجی از طریق قالب وارد می شود، سطح مقطع فلز فشرده می شود و شکل سطح مقطع و اندازه مورد نیاز را از روش تصفیه سطح به نام فرآیند کشش سیم فلزی به دست می آورد.

طراحی را می توان با توجه به نیازهای تزئینی، خطوط مستقیم، خطوط نامنظم، خطوط راه راه و مارپیچ و غیره انجام داد.

6. پرداخت

پولیش نوعی روش تکمیلی برای اصلاح سطح قطعات است.به طور کلی، فقط می تواند یک سطح صاف داشته باشد، اما نمی تواند دقت ماشینکاری اصلی را بهبود بخشد یا حتی حفظ کند.مقدار Ra پس از پرداخت بسته به شرایط قبل از ماشینکاری می تواند به 1.6 ~ 0.008μm برسد.

به طور کلی به پرداخت مکانیکی و پرداخت شیمیایی تقسیم می شود.

تکنولوژی آلیاژسازی سطحی

1. عملیات حرارتی سطح شیمیایی

فرآیند معمولی فناوری آلیاژسازی سطحی، عملیات حرارتی سطح شیمیایی است.این یک فرآیند عملیات حرارتی است که در آن قطعه کار گرم می شود و در یک محیط خاص گرم نگه داشته می شود، به طوری که اتم های فعال در محیط به سطح قطعه نفوذ می کنند تا ترکیب شیمیایی و سازماندهی سطح قطعه کار را تغییر دهند. سپس عملکرد آن را تغییر دهید.

در مقایسه با کوئنچ سطح، عملیات حرارتی سطح شیمیایی نه تنها ساختار سطح فولاد را تغییر می دهد، بلکه ترکیب شیمیایی آن را نیز تغییر می دهد.با توجه به نفوذ عناصر مختلف، عملیات حرارتی شیمیایی را می توان به کربورسازی تقسیم کرد.

آمونیاک، نفوذ چندگانه، نفوذ عناصر دیگر.فرآیند عملیات حرارتی شیمیایی شامل سه فرآیند اساسی است: تجزیه، جذب و انتشار.

دو روش اصلی عملیات حرارتی سطح شیمیایی، کربوریزاسیون و نیتریدینگ می باشد.

سه، تکنولوژی غشاء تبدیل سطح

1. سیاه کننده و فسفاته

سیاه شدن: فرآیندی که در آن قطعات فولادی یا فولادی تا دمای مناسب در هوا، بخار آب یا مواد شیمیایی گرم می‌شوند تا یک لایه اکسید آبی یا سیاه روی سطح آن‌ها تشکیل شود و آبی شود.

فسفاته کردن: قطعه کار (فولاد یا آلومینیوم، قطعات روی) غوطه ور در محلول فسفاته (برخی محلول مبتنی بر اسید فسفات)، بر روی سطح رسوب می کند تا لایه ای از فرآیند فیلم تبدیل فسفات کریستالی نامحلول را تشکیل دهد که فسفاته نامیده می شود.

2. آنودایز کردن

این عمدتا به اکسیداسیون آندی آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم اشاره دارد.اکسیداسیون آندی، قطعات آلومینیوم یا آلیاژ آلومینیوم است که در الکترولیت اسیدی، تحت اثر جریان خارجی به عنوان آند، بر روی سطح قطعات غوطه ور شده و یک لایه فیلم اکسید ضد خوردگی را تشکیل می دهد که به طور محکم با ماتریس ترکیب شده است.این فیلم اکسید دارای ویژگی های ویژه حفاظت، تزئین، عایق و مقاومت در برابر سایش است.

قبل از آنودایز کردن، باید با پولیش، حذف روغن و تمیز کردن، و سپس شستشو، رنگ آمیزی و آب بندی پیش تصفیه شود.

کاربرد: اغلب در درمان حفاظتی برخی از قطعات خاص خودروها و هواپیماها و همچنین درمان تزئینی صنایع دستی و محصولات سخت افزاری روزانه استفاده می شود.

چهار، تکنولوژی پوشش سطح

1. پاشش حرارتی

پاشش حرارتی عبارت است از حرارت دادن و ذوب مواد فلزی یا غیرفلزی با دمیدن مداوم گاز فشرده به سطح قطعه کار و تشکیل پوششی محکم با ماتریس و به دست آوردن خواص فیزیکی و شیمیایی مورد نیاز از سطح قطعه کار. .

مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و عایق بندی مواد را می توان با فناوری پاشش حرارتی بهبود بخشید.تقریباً در همه زمینه ها از جمله فناوری های پیشرفته مانند هوافضا، انرژی اتمی و الکترونیک استفاده می شود.

2. آبکاری خلاء

آبکاری خلاء یک فرآیند تصفیه سطحی است که در آن لایه‌های مختلف فلزی و غیرفلزی بر روی سطح فلز با استفاده از تبخیر یا کندوپاش در شرایط خلاء رسوب می‌کند.

اصل آبکاری کندوپاش در خلاء

با توجه به فرآیندهای مختلف، آبکاری خلاء را می توان به تبخیر خلاء، کندوپاش خلاء و آبکاری یون خلاء تقسیم کرد.

3. آبکاری

آبکاری یک فرآیند الکتروشیمیایی و REDOX است.به عنوان مثال آبکاری نیکل را در نظر بگیرید: قطعات فلزی غوطه ور در محلول نمک فلز (NiSO4) به عنوان کاتد، ورق فلزی نیکل به عنوان آند، پس از روشن کردن منبع تغذیه DC روی لایه آبکاری نیکل فلزی رسوب می کنند.

روش آبکاری به دو دسته آبکاری معمولی و آبکاری ویژه تقسیم می شود.

4. رسوب بخار

فناوری رسوب بخار به یک فناوری پوشش جدید اطلاق می‌شود که در آن مواد بخار حاوی عناصر رسوب‌شده با روش‌های فیزیکی یا شیمیایی روی سطح ماده رسوب می‌کنند تا یک لایه نازک تشکیل دهند.