Princípios, características e cenários de aplicação de 19 métodos de tratamento de superfície para materiais comuns

1. Galvanoplastia

Princípio: Aplicar um campo elétrico a uma solução contendo sais metálicos a serem revestidos, com a parte revestida como cátodo e o metal revestido como ânodo. Depois que a energia é ligada, os íons metálicos na solução formam um revestimento no cátodo sob a ação da diferença de potencial, e o metal do ânodo entra na solução para manter a concentração de íons.

Características:

① Pode melhorar a aparência, tornando a superfície do produto brilhante, bonita e uniforme na cor metálica, além de possuir boas propriedades decorativas.

② Pode aumentar a resistência à corrosão e o revestimento pode isolar o substrato do contato com meios corrosivos externos e prolongar a vida útil.

③ Melhore a condutividade, e algumas camadas de galvanoplastia (como chapeamento de prata e folheamento de ouro) têm excelente condutividade para atender às necessidades de componentes eletrônicos.

④ A espessura do revestimento pode ser controlada com precisão para atender a diferentes requisitos.

Cenários de aplicação: Comumente utilizado em peças automotivas (como maçanetas, pára-choques), campos eletrônicos e elétricos (circuitos de placas de circuito impresso, conectores) e produtos de hardware diários (torneiras, maçanetas), etc., com estética e proteção.

II. Revestimento eletroforético

Princípio: Sob a ação do campo elétrico DC, os cátions se movem para o cátodo e se depositam, e os ânions se movem para o ânodo. Ao mesmo tempo, existem quatro efeitos: eletroforese, eletrodeposição, eletrólise e eletroosmose. Tinta solúvel em água é usada para revestimento.

Características:

① Boa proteção ambiental, utilizando água como meio, reduzindo o uso de solventes orgânicos, reduzindo a poluição e os riscos de incêndio.

② Alta eficiência de revestimento, a taxa de utilização do revestimento chega a 90% -95%, o que pode fazer com que todas as partes da peça obtenham uma película de tinta uniforme, adequada para peças de formato complexo.

③ Excelente desempenho de revestimento, com características de revestimento completo, uniforme, plano e liso, e excelente dureza, adesão, resistência à corrosão e outras propriedades.

Cenário de aplicação: Amplamente utilizado em operações de linha de montagem em larga escala nas indústrias automotiva, militar, de hardware e outras indústrias.

III. Oxidação anódica

Princípio: Coloque o material metálico como ânodo na solução eletrolítica e, após ligar a energia, os cátions formam um filme de óxido com microporos na superfície do ânodo, envolvendo dois processos: dissolução do metal e formação de filme de óxido.

Características:

① Melhora a dureza e a resistência ao desgaste, o filme de óxido tem alta dureza e aumenta a resistência ao desgaste do substrato.

② Possui boa resistência à corrosão, bloqueia efetivamente a corrosão externa e se adapta a ambientes agressivos.

③ Possui propriedades decorativas e funcionais e pode ser tingido em várias cores por meio de condições de processo, e o filme de óxido está firmemente ligado ao substrato.

Cenários de aplicação: É amplamente utilizado na indústria aeroespacial (peças de liga de alumínio), produtos de consumo eletrônicos (tablets, capas de laptop) e decoração arquitetônica (portas e janelas de liga de alumínio, paredes de cortina) e outros campos, que são bonitos e duráveis.

4. Revestimento químico

Princípio: Confie em reações químicas para depositar revestimentos metálicos na superfície do substrato, e os íons metálicos na solução de revestimento são reduzidos a átomos e depositados sob a ação de um agente redutor, sem a necessidade de fonte de alimentação externa.

Características:

① Nenhum equipamento de fonte de alimentação é necessário, a operação é simples e não é limitada pela forma e tamanho do substrato. Um revestimento uniforme pode ser obtido na superfície de peças complexas.

② O revestimento tem boa uniformidade e peças estruturais complexas com furos e ranhuras profundas também podem ser bem revestidas.

③ Pode ser revestido com uma variedade de metais e ligas para atender a diferentes requisitos de desempenho e também pode melhorar a dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão do substrato.

Cenários de aplicação: Aplicado à indústria petroquímica (dutos, válvulas), campo de fabricação de moldes (melhorando a desmoldagem de moldes e a resistência ao desgaste) e a indústria eletrônica (componentes eletrônicos pequenos e complexos), etc., para melhorar o desempenho relevante dos componentes.

V. Pulverização térmica

Princípio: Use chamas de alta temperatura, arcos e outras fontes de calor para aquecer o material de pulverização até um estado fundido ou semifundido e, em seguida, pulverize-o sobre a peça de trabalho com um fluxo de ar de alta velocidade para formar um revestimento.

Características:

① Uma variedade de materiais de pulverização podem ser selecionados, como metais, cerâmicas, plásticos, etc., e podem ser selecionados conforme necessário para atingir diferentes funções (como metais para melhorar a resistência ao desgaste, cerâmica para resistir a altas temperaturas e isolamento térmico).

② A espessura do revestimento pode ser ajustada em uma ampla faixa, de dezenas de mícrons a vários milímetros.

③ É adequado para uma variedade de materiais de substrato e possui forte desempenho de reparo. Ele pode reparar peças danificadas a um custo menor do que substituir peças novas.

Cenários de aplicação: comumente usados ​​na indústria de energia (tubulações de caldeiras de usinas de energia), indústria metalúrgica (rolos) e campos de reparo mecânico (eixos desgastados, engrenagens), etc., para melhorar o desempenho dos componentes, prolongar a vida útil e economizar custos.

VI. Chapeamento a vácuo

Princípio: O argônio é injetado sob vácuo, o argônio atinge o material alvo e as moléculas do material alvo são adsorvidas por materiais condutores para formar uma camada superficial semelhante a metal.

Características:

① Podem ser obtidas boas propriedades decorativas, uma aparência de textura metálica uniforme e brilhante.

② Boa proteção ambiental, menos poluição ambiental.

③ Ampla gama de materiais aplicáveis, abrangendo metais, plásticos macios e duros, materiais compósitos, cerâmica e vidro, etc.

Cenários de aplicação: comumente usado em caixas de produtos eletrônicos, decorações plásticas, interiores automotivos, etc., para melhorar a qualidade e a qualidade da aparência.

VII. Polimento eletrolítico

Princípio: Os átomos da peça imersos no eletrólito são convertidos em íons e removidos sob a ação da corrente, removendo rebarbas finas e melhorando o brilho.

Características:

① Alto acabamento superficial, pode eliminar rebarbas e arranhões na superfície da peça e melhorar a qualidade da superfície.

② Alto grau de automação e baixos custos trabalhistas.

③ O uso de produtos químicos mais suaves pode prolongar a vida útil de materiais como aço inoxidável e retardar a corrosão.

Cenários de aplicação: Usado principalmente em produtos de aço inoxidável, peças mecânicas de precisão, equipamentos médicos e outras áreas com altos requisitos de acabamento e resistência à corrosão, como talheres de aço inoxidável e instrumentos cirúrgicos.

VIII. Tratamento de passivação

Princípio: Através de métodos químicos ou eletroquímicos, um filme de óxido denso e estável ou filme composto é formado na superfície do metal para evitar futuras reações do metal.

Características:

① Fácil operação, basta mergulhar a peça na solução de passivação para completar o tratamento.

② Melhora significativamente a resistência à corrosão, isola efetivamente meios corrosivos e aumenta a resistência à corrosão.

③ Basicamente não altera o tamanho e a aparência da peça de trabalho, adequada para peças com requisitos rígidos de tamanho.

Cenários de aplicação: Amplamente utilizado em produtos de aço inoxidável (louças, utensílios de cozinha, equipamentos médicos, componentes decorativos arquitetônicos), campos de processamento de hardware (peças pequenas de precisão) e produção de peças automotivas, etc., para garantir a durabilidade do produto.

IX. Tratamento de fosfatação

Princípio: Mergulhe a peça de metal em uma solução ácida contendo dihidrogenofosfato. Sob certas condições, a solução reage com a superfície do metal para formar uma película de cristal de fosfato, que fornece uma base para o revestimento subsequente.

Características:

① Melhore a adesão do revestimento. A estrutura porosa do filme de fosfatização favorece a adesão do revestimento, tornando o revestimento e o substrato mais firmemente ligados.

② Melhore a resistência à corrosão. Possui uma certa capacidade de barreira contra corrosão e coopera com o revestimento para melhorar o desempenho geral.

③ Melhora o desempenho da lubrificação e pode desempenhar um papel de redução e lubrificação de atrito em algumas peças correspondentes ao atrito.

Cenários de aplicação: Comumente utilizado na indústria de fabricação de máquinas (pré-tratamento de peças mecânicas antes da pintura), na indústria automotiva (corpo, estrutura e outras peças) e na indústria de fabricação de ferragens e móveis (arquivos de metal, prateleiras), etc., para otimizar a qualidade da superfície e melhorar a durabilidade.

X. Tratamento de escurecimento (tratamento de azulamento)

Princípio: Coloque os produtos siderúrgicos em uma solução alcalina contendo um oxidante e hidróxido de sódio, e uma reação química gerará um filme de óxido cujo principal componente é o óxido ferroférrico, que tem uma aparência preta ou azul-preta.

Características:

① Baixo custo, composição simples da solução de tratamento, baixos requisitos de equipamento e boa economia.

② Possui certa capacidade antiferrugem, pode bloquear o ar e a umidade em um curto período de tempo e atender às necessidades de algumas ocasiões.

③ Confere um aspecto único, apresentando um efeito visual simples e tranquilo.

Cenários de aplicação: usado para peças mecânicas (peças pequenas, como parafusos e porcas comuns), fabricação de ferramentas (ferramentas de montagem) e fabricação de algumas armas (armas antigas, facas civis), etc., para alcançar fins de prevenção de ferrugem e decoração de aparência.

XI. Oxidação por microarco

Princípio: Sob alta intensidade de campo elétrico, o fenômeno de descarga de microarco de plasma é gerado na microárea da superfície do metal, de modo que os átomos na superfície do metal reagem com os íons no eletrólito e um filme de óxido cerâmico é cultivado in situ. A camada de filme está firmemente ligada ao substrato e possui uma estrutura porosa.

Características:

① Alta dureza e resistência ao desgaste, o filme de óxido cerâmico tem alta dureza, aumenta significativamente a resistência ao desgaste e se adapta a condições de alto desgaste.

② Forte resistência à corrosão, camada de filme densa, pode resistir a ambientes agressivos de corrosão, como ambiente marinho.

③Bom isolamento, adequado para peças com requisitos de isolamento elétrico.

④A personalização funcional pode ser alcançada e as propriedades do filme podem ser ajustadas ajustando os parâmetros para expandir o escopo de aplicação.

Cenários de aplicação: Possui aplicações importantes na área aeroespacial (peças estruturais de liga de alumínio de aeronaves, peças de motores), na indústria eletrônica (caixas de alumínio de equipamentos eletrônicos) e na área biomédica (juntas artificiais de liga de titânio), etc., para melhorar o desempenho dos componentes e atender a necessidades especiais.

XII. Deposição de vapor

Princípio: É dividido em deposição física de vapor (PVD) e deposição química de vapor (CVD). O PVD converte o material de origem em estado gasoso por métodos físicos e depois o deposita no substrato para formar um filme; CVD utiliza precursores gasosos para reagir quimicamente sob condições de ativação para gerar filmes depositados no estado sólido.

Características:

①O revestimento possui alta qualidade, alta pureza, boa densidade, espessura uniforme e boa ligação com o substrato, e os parâmetros podem ser controlados com precisão.

②Uma variedade de revestimentos funcionais podem ser preparados, cobrindo metais, ligas, cerâmicas, semicondutores, etc., para alcançar resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, óptica, eletricidade e outras funções.

③Tem pouco impacto no substrato e é adequado para peças de precisão e formatos complexos.

Cenários de aplicação: É amplamente utilizado no campo óptico (fabricação de lentes ópticas, filtros, refletores), indústria de informação eletrônica (fabricação de chips semicondutores, fabricação de displays eletrônicos) e campo de revestimento de ferramentas (ferramentas de corte de metal), etc., para melhorar o desempenho do produto.

Treze, implantação iônica

Princípio: Use uma fonte de íons para gerar íons, que são acelerados e focados para bombardear a superfície de materiais sólidos e injetados na rede para alterar a composição química, microestrutura e propriedades físicas da superfície.

Características:

① Ele pode controlar com precisão a composição e profundidade e pode selecionar com precisão o tipo de íons, energia e dosagem para personalizar as propriedades da superfície.

② Pode melhorar várias propriedades de superfície ao mesmo tempo sem afetar o desempenho geral e a forma do substrato, o que é adequado para peças de precisão.

③ Está firmemente ligado ao substrato, não há risco de derramamento do revestimento e a estabilidade a longo prazo é garantida.

Cenários de aplicação: É utilizado em peças aeroespaciais (pás de motores, rolamentos), campos de equipamentos médicos (juntas artificiais, implantes dentários) e fabricação de semicondutores (regulando as propriedades elétricas de dispositivos semicondutores), etc., para otimizar o desempenho dos componentes e garantir o efeito de uso.

Quatorze, Shot Peening

Princípio: Use projéteis de alta velocidade para atingir a superfície das peças metálicas, causando deformação plástica do material da superfície, gerando tensão de compressão residual, refinando grãos, aumentando a densidade de deslocamento, etc.

Características:

① Melhore a resistência à fadiga. A tensão de compressão residual pode compensar a tensão de tração gerada pela alternância de cargas e prolongar a vida útil da peça de trabalho.

② Melhore a dureza superficial e a resistência ao desgaste, aumente a dureza superficial, melhore a resistência ao desgaste e prolongue a vida útil de peças facilmente desgastadas.

③ O processo é simples e o custo é moderado. O equipamento é fácil de operar. O custo incide principalmente no material do projétil e no equipamento de pulverização.

Cenários de aplicação: No campo aeroespacial (trem de pouso de aeronaves, vigas de asas), indústria automobilística (virabrequins de motores, bielas, engrenagens de transmissão) e campos de fabricação mecânica e indústria pesada (eixos de transmissão, rolos de laminação), etc., aumentam a durabilidade dos componentes e reduzem a frequência de manutenção.

Quinze, tratamento de polimento de rolo

Princípio: Coloque a peça de trabalho, o abrasivo, os aditivos químicos e a água no tambor e gire o tambor para fazer a peça de trabalho e o abrasivo colidirem e esfregarem um contra o outro, remover rebarbas de superfície, incrustações, ferrugem, etc.

Características:

① Bom efeito na remoção de defeitos superficiais, pode lidar efetivamente com impurezas na superfície de peças de formato complexo, tornar a superfície lisa e plana e ter alta eficiência.

② Baixo custo e fácil operação, equipamento simples, baixo custo de material, operação fácil de dominar.

③ O processamento em lote pode ser alcançado, adequado para pré-tratamento de peças de pequeno e médio porte na produção em lote.

Cenários de aplicação: Na indústria de processamento de hardware (pequenos acessórios de metal), fabricação de peças mecânicas (peças pequenas irregulares) e campo de processamento de joias (peças em branco de joias de ouro e prata), etc., melhoram a aparência e o desempenho da peça de trabalho e preparam-se para processos subsequentes.

Dezesseis, tratamento de superfície a laser

Princípio: Use um feixe de laser de alta densidade de energia para irradiar a superfície do material e gerar interações fototérmicas, fotoquímicas e outras de acordo com diferentes finalidades, como revestimento a laser, têmpera a laser, etc.

Características:

① Controle com precisão a área de processamento, pode modificar com precisão peças de trabalho complexas e pequenas localmente e tem grande flexibilidade.

② Velocidade de processamento rápida e pequena zona afetada pelo calor, curto tempo de ação do laser, energia concentrada, não afeta a forma geral e a maior parte do desempenho da peça de trabalho, adequada para peças de precisão.

③ Pode realizar uma variedade de modificações funcionais, incluindo fortalecimento, liga de superfície, limpeza e outras funções.

Cenários de aplicação: Desempenha um papel importante na indústria de fabricação de moldes (têmpera e reparo de superfície de molde), campo de processamento mecânico (eixo de alta precisão, reforço de peças de engrenagem) e campo de restauração e limpeza de relíquias culturais (remoção de sujeira na superfície de relíquias culturais, etc.), e melhora o desempenho e o status de peças ou relíquias culturais.

Dezessete, tratamento de superfície ultrassônico

Princípio: Colocar a peça em um campo ultrassônico contendo abrasivos e soluções químicas, remover impurezas da superfície da peça e alterar a rugosidade da superfície por meio do impacto, fricção e cavitação gerada pela vibração de alta frequência.

Características:

① A limpeza eficiente e a ativação da superfície podem remover completamente as impurezas da superfície, aumentar a adesão de revestimentos e revestimentos subsequentes e melhorar a qualidade do processamento.

② Boa adaptabilidade a formas complexas, pode penetrar em partes complexas de peças de trabalho para garantir um efeito de tratamento uniforme.

③ Ecologicamente correta e segura para operar, a solução química é suave e não há perigo de alta temperatura e alta pressão durante o processo de tratamento.

Cenários de aplicação: Na indústria eletrônica e elétrica (placas de circuito impresso), campos de usinagem de precisão (engrenagens de precisão, pequenos rolamentos) e campos de produção de dispositivos médicos (instrumentos cirúrgicos, dispositivos médicos implantáveis), etc., otimizam o estado da superfície da peça de trabalho e garantem o bom andamento dos processos subsequentes.

XVIII. Tratamento de cementação

Princípio: Coloque peças de aço com baixo teor de carbono ou aço com baixo teor de carbono em um meio rico em carbono e permita que os átomos de carbono ativo penetrem na superfície da peça em alta temperatura. Após têmpera e revenimento a baixa temperatura e outros processos de tratamento térmico, a superfície obtém uma estrutura martensítica de alta dureza e alta resistência ao desgaste, e o núcleo mantém uma certa tenacidade e resistência.

Características:

① Melhora significativamente a dureza da superfície e a resistência ao desgaste, e a estrutura martensítica aumenta muito a resistência ao desgaste da superfície da peça.

② O núcleo mantém um bom desempenho, o que pode evitar fraturas frágeis em geral, garantindo resistência ao desgaste da superfície e o desempenho é equilibrado.

③O processo está maduro e possui uma ampla gama de aplicações. Ele pode ser usado para peças relacionadas de vários formatos e tamanhos.

Cenários de aplicação: É amplamente utilizado na fabricação de peças automotivas (engrenagens de transmissão, semi-eixos do eixo traseiro), campos de transmissão mecânica (engrenagens de transmissão, rodas dentadas, peças de eixo) e campos industriais pesados, como máquinas de mineração e máquinas de engenharia (engrenagens de britagem, engrenagens de viagem), etc., para melhorar a resistência ao desgaste e à fadiga das peças e prolongar sua vida útil.

XIX. Tratamento de nitretação

Princípio: Coloque a peça de trabalho em um meio contendo nitrogênio e permita que os átomos de nitrogênio penetrem na superfície da peça de trabalho a uma certa temperatura para formar uma camada endurecida rica em nitrogênio, que contém uma fase de nitreto e tem uma variedade de propriedades excelentes.

Características:

① Alta dureza e boa resistência ao desgaste. A camada de nitreto ainda pode manter boa dureza em altas temperaturas e se adaptar a condições de alta temperatura, alta velocidade e alto atrito.

② Excelente resistência à corrosão, bloqueando efetivamente meios corrosivos e boa proteção em ambientes agressivos.

③ Pequena deformação, para peças de precisão ou peças com altos requisitos de precisão dimensional, pode atender aos requisitos de projeto após o tratamento.

Cenários de aplicação: É usado na indústria aeroespacial (pás de turbinas de motores de aeronaves, componentes de câmaras de combustão), fabricação de moldes (moldes de fundição sob pressão, moldes de injeção de plástico) e componentes de precisão na fabricação mecânica (parafusos de precisão, peças de eixo de alta precisão) para melhorar o desempenho dos componentes e garantir os requisitos de trabalho.