特种电镀与化学镀论文范文

提起绝缘体金属相变低温，大家都知道，有人问金属材料与半导体，绝缘体材料的热容在极低温下有…，另外，还有人想问为什么有的导体在低温是可以超导,有的绝缘体在高温…，你知道这是怎么回事？其实关于固体物理的问题。谈谈金属绝缘体，半导体的物…，下面就一起来看看金属表面绝缘处理，希望能够帮助到大家！

金属表面绝缘处理的方法如下：

一、气相沉积层

气相沉积是近年来发展最快的一种新技术，它分物理气相沉积（PVD），和化学气相沉积

（CVD），最近又发展了复合的物理化学气相沉积（PCVD）。物理气相沉积是利用真空蒸发、离

子溅射、离子镀等方法沉积成膜；化学气相沉积则是利用镀层材料的挥发性气体分解

或化合的反应产物而沉积成膜；物理化学气相沉积即等离子体加化学气相沉积。采用这种方

以镀金属膜、合金膜、陶瓷膜或石膜等。

目前在、模具上用的最多的是沉积一层高硬度、高耐磨及抗腐蚀的TiC、TiN、Al↓2O↓3

或TiCN复合膜。这些镀层均很薄，实用厚度一般只有3～7μm。而在一般机器零件上可达10～

20μm。TiN的硬度为～，呈金；TiC的硬度为～，呈暗灰色；

Al↓2O↓3的硬度为，它们与基材之间均具有牢固的冶金结合。对于机械磨损（低速切削）

来说，抗磨顺序依次是TiC＞TiCN＞TiN＞Al↓2O↓3，但对于热磨损（如高速切削）其抗磨顺序正

好相反。气相沉积不仅可以提高、模具、机件的使用寿命，而且还使产品优美的外

观色彩。

二、激光和电子束表面合金化层

激光和电子束作为热源用于材料表面改性，是从70年始的。由于它们具有能量密度

高、加热冷却速度快、热影响区小、零件改性效果好等高能速表面处理技术的一切优点，而

且又不需要在真空室内进行，操作比较灵活，故发展速度很快。激光和电子束表面改性技术

主要包括三种类型：即相化处理，熔凝处理和表面合金化与涂敷，本书着重介绍表面合

金化处理及其覆盖层。

激光和电子束表面合金化过程，实质上是一个表面冶金过程，即通过高密度能束与基材

表面涂层合金相互作用，使其发生物理冶金和化学变化，从而达到表面强化的目的。

目前用于钢件表面合金化的元素和碳很多，归纳起来有W、Cr、Ni、Mo、Co、Ti、

Si、B及WC、Cr↓3C↓2、TiC等，可根据工件表面所要求的性能来选择和确定。

钢件表面经合金化后，其状态按受热条件不同分为合金化区，热影响区（过热）和基

材三部分。合金化区一般呈铸态技晶状，在马氏体和残留奥氏体基体上分布各种共

晶碳相，起到强化作用。热影响区（包括扩散层）一般晶粒比较，有的含Ni、Cr成分

比较高的扩散层，残留奥氏体量多，马氏体亦不易显示，常呈一条白带处于合金化层底部。总

之，采用激光表面强化技术可以在更宽的范围内改化层的结构与性能。

三、热喷涂和喷焊层

热喷涂和喷焊技术作为一种新的表面防护、维修和强化方法在近20年中得到了飞速的发

展。所谓热喷涂就是利用某种热源（氧火焰、电弧、等离子弧等）将欲喷涂的材料加热，借

助气流把熔化或半熔化的雾状微粒通过喷嘴高速到预先经过处理的工件表面上，形成附

着牢固的涂层。

热喷涂和喷焊技一系列优点：

（1）工艺简单，用氧火焰即可工作；

（2）选材范围广，喷涂材料可以任意配制，不受相图限制、可用钻基、镍基、铁基、铜

基自熔合金，也可用各种碳和氧陶瓷（WC、Cr↓3C↓2、TiC、Cr↓2O↓3、Al↓O↓3、TiO↓2等），或各种

高分子材料；

（3）实用性强，不仅可以用来维修、装饰产品，而且还可用来制造不同性能的产品零件

（如耐磨、耐蚀、耐热、抗振、隔热、密封、、绝缘、导电、辐射等），因而得到广泛的应用。

热喷涂和喷焊层的取决于选用材料的成分和喷涂工艺。以上述自熔合金为例，它们

均含有许多金属与非金属元素，如C、B、Si、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、W、Mo、Mn等，所以

喷焊后其覆盖层的很复杂，相很多，形态各异，很难一一鉴别，只有采用彩色金相、电

子探针、能谱、X射线衍射等分析手段，进行综合分析后才能分辨清楚。

四、电镀层

电镀是金属防腐的重要手段。近年来通过不断的革新和，出现了许多新工艺和新方

法，如：特种电镀（包括非晶态电镀、非金属电镀、复合电镀、合金电镀、电刷镀）；化学镀（镍－磷、

镍－硼）；热渗镀（包括离子、气体、液体、固体渗镀）等。这些镀层的出现，使钢件表面抗腐蚀能

力明显提高，同时，还赋予钢件表面某种特殊功能（如提高耐磨性、导电性、磁性、高温抗氧化

性等等）

电镀过程一般来说，是一个电化学的氧化还原过程，即利用电解的方法使金属的

还原为金属，沉积在金属或非金属制品表面，形成一层而致密的金属覆盖层。由于电镀

层通常都是在低温下通过电沉积的方式形成的（热渗镀除外），所以它与基体金属之间没有扩

散关系，因此也没有扩散层，只有一条明显而平直的分界线，故结合力不如其他工艺好。金属表面渗层和覆盖层特点

金属表面渗层和覆盖层的具有组分特殊、合金相多、结构复杂、超细、层次多、

层薄等特点。

（1）组分特殊。表面处理（如激光合金化、热喷涂、离子注入等）可使零件表面整体材

料和一般热处理方法很难、甚至无法得到的超浓度、超饱和固溶体，而且还可各种合金

成分、陶瓷以及高分子材料层。

（2）合金相多。例如化学热处理可以向金属材料表面渗入多种合金元素，这些元素渗入

钢件后，又与其中的碳或合金元素化合，形成各种各样的固溶体和相。再如激光表面

合金化层和热喷焊层，它们都是用多种元素组成的合金粉末经过快速熔化和冷凝而成的，其

中的相组成非常复杂，一般都有3～4种以上，有的多达7～8种相。

（3）结构复杂。覆盖层在特殊条件下可微晶或非晶态结构，其中的晶体结构

亦多种多样，晶体形貌各异，有等轴晶，树枝晶、包状晶、柱状晶等等。

（4）超细。

以上就是与金属表面绝缘处理相关内容，是关于金属材料与半导体，绝缘体材料的热容在极低温下有…的分享。看完绝缘体金属相变低温后，希望这对大家有所帮助！

电化学是产生电流的化学反应

特种加工技术发展及其应用

关键词:技术特点;技术种类;发展趋势

一、概述

传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。随着科学技术的迅速发展,新型工程材料不断涌现和被采用,工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高,对机械制造工艺技术提出了更高的要求。

二、特种加工技术的特点

(一)加工范围上不受材料强度、硬度等限制。特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属和非金属材料,完成工件的加工。故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。

(二)以柔克刚。特种加工不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力,所以加工时不受工件的强度和硬度的制约,在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元件时,工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

(三)加工方法日新月异,向精密加工方向发展。当前已出现了精密特种加工,许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法,如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工:精密电火花加工的加工精密度可达微米级～1u m,表面粗糙度可达镜面。

(四)容易获得良好的表面质量。由于在加工过程中不产生宏观切屑,工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形,故可以获得良好的表面粗糙度。残余应力、热应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小,尺寸稳定性好,不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。特种加工的主要应用范围有

1.加工各种难切削材料。如硬质合金、钛、合金、耐热钢、不锈钢、淬硬钢、金刚石、红宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高熔点的金属及非金属材料。

2.加工各种特殊复杂零件的三维型腔、型孔、群孔和窄缝等。如发动机机匣、整体锅轮、锻压模和注射模的立体成型表面,各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔,炮管内膛线,喷油嘴、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等。

3.加工各种超精、光整或具有特殊要求的零件。如对表面质量和精度要求很高的航天航空陀螺仪、阀,以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工,有些方法还可用于纳米级加工。

4.以高能量密度束流实现焊接、切割、制孔、喷涂、表面改性、刻蚀和精细。

三、特种加工技术的种类

特种加工技术所包含的范围非常广,随着科学技术的发展,特种加工技术的内容也不断丰富。

(一)电火花加工

电火花加工又称作电蚀加工或放电加工,是将工具电极和工件置于绝缘的工作液中,工件和工具分别接直流脉冲电源正极和负极,加上电压,利用工具电极和工件电极间脉冲放电时产生的电蚀现象对材料毛坯进行加工。

(二)电化学加工

电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。该方法主要包括电解、电镀、电铸、电化学抛光等工艺方法。

(三)高能束流加工

高能束流加工也称为三束流加工,是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称。其中电子束加工技术改变了原有的设计思想,可将原有的高精度复杂难加工型面或无法加工的大型整体零件分成若干个易加工的单元,精加工和热处理以后,用电子束将其焊接成整体零件。

(四)物料切蚀加工

物料切蚀加工包括超声波加工与水喷射加工、磨料喷射加工、磨料流动加工。是指利用流体、磨料,流体与磨料的混合液等动能,去冲击、抛磨、浸蚀工件被加工部位而实现去除工件材料的方法。

(五)复合加工

复合加工是指用多种能源组合进行材料去除的工艺方法,大多是在机械加工的同时应用流体力学、化学、光学、电磁学和声波等能源进行综合加工,这些加工方法能够提高加工效率或获得很高的尺寸精度、形状精度和完整的表面。

四、特种加工技术的发展趋势

(一)采用自动化技术充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化,建立综合参数自适应系统、数据库等,进而建立特种加工的cAD/cAM和FMS系统,这是当前特种加工技术的'主要发展趋势。

(二)向工程化和产业化方向发展不断改进、提高高能束源品质,对大功率、高可靠性、多功能、智能化加工设备的研发是今后的重点发展方向。

(三)着力开展精密化研究高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展,正向亚微米级和纳米级迈进,对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。

(四)污染问题是影Ⅱ自和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍,加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当,会造成环境污染,影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废渣、废液,向“绿色”加工的方向发展。

五、结束语

现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的额出现,以及制造精密细小、形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的,具有其他常规加工技术无法比拟的优点,已成为航空航天、汽车、仪器仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术。

随着科学技术和现代工业的发展,特种加工技术必将不断完善和迅速发展,反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展,并发挥越来越重要的作用。

参考文献:

[1]刘振辉,杨嘉楷.特种加工[M].重庆:重庆大学出版社,2000.

[2]刘晋春,赵家齐,赵万生.特种加工[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]孔庆华.特种加工[M].上海:同济大学出版社,2003.

[4]白基成,郭永丰,刘晋春.特种加工技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.

[5]张纹,蒋维波.特种加工技术的应用与发展趋势[J].农业装备技术,2006,(3).