Efek perawatan permukaan:
1. Meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan aus permukaan, dan memperlambat, menghilangkan dan memperbaiki perubahan dan kerusakan permukaan material;
2. Membuat material biasa memperoleh permukaan dengan fungsi khusus;
3. Hemat energi, kurangi biaya dan perbaiki lingkungan.
Klasifikasi proses perawatan permukaan logam
Deskripsi klasifikasi proses perawatan permukaan
Teknologi modifikasi permukaan mengubah morfologi permukaan, komposisi fasa, struktur mikro, keadaan cacat dan keadaan tegangan bahan melalui metode fisik dan kimia untuk mendapatkan proses perawatan permukaan dengan kinerja yang diperlukan.Komposisi kimia dari permukaan material tetap tidak berubah.
Teknologi paduan permukaan memungkinkan bahan tambahan untuk memasuki matriks melalui metode fisik untuk membentuk lapisan paduan untuk mendapatkan proses perawatan permukaan dengan sifat yang diperlukan.
Teknologi film konversi permukaan adalah proses perawatan permukaan yang secara kimiawi mereaksikan bahan yang ditambahkan dengan matriks untuk membentuk film konversi untuk mendapatkan kinerja yang diperlukan.
Teknologi replika permukaan adalah proses perawatan permukaan yang memungkinkan bahan tambahan untuk membentuk pelapisan dan pelapisan pada permukaan substrat melalui metode fisik dan kimia untuk mendapatkan kinerja yang diperlukan.Matriks tidak berpartisipasi dalam pembentukan lapisan
Ini dapat dibagi menjadi empat kategori: teknologi modifikasi permukaan, teknologi paduan permukaan, teknologi film konversi permukaan dan teknologi pelapisan permukaan.
1、 Teknologi modifikasi permukaan
1. Pengerasan permukaan
Pendinginan permukaan mengacu pada metode perlakuan panas untuk memperkuat permukaan bagian setelah mengaustenisasi lapisan permukaan dengan pemanasan cepat tanpa mengubah komposisi kimia dan struktur pusat baja.
Metode utama pendinginan permukaan termasuk pendinginan api dan pemanasan induksi, dan sumber panas umum termasuk api seperti oxyacetylene atau oxypropane.
2. Penguatan permukaan laser
Penguatan permukaan laser adalah dengan menggunakan sinar laser terfokus untuk menembak permukaan benda kerja, memanaskan bahan yang sangat tipis pada permukaan benda kerja hingga suhu di atas suhu perubahan fase atau titik leleh dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian mendinginkannya dalam waktu yang sangat singkat. waktu singkat untuk mengeraskan permukaan benda kerja.
Penguatan permukaan laser dapat dibagi menjadi perawatan penguatan transformasi laser, perawatan paduan permukaan laser dan perawatan kelongsong laser.
Pengerasan permukaan laser memiliki zona kecil yang terkena panas, deformasi kecil, dan pengoperasian yang mudah.Ini terutama digunakan untuk suku cadang yang diperkuat secara lokal, seperti blanking die, crankshaft, cam, camshaft, poros spline, rel panduan instrumen presisi, pemotong baja berkecepatan tinggi, roda gigi dan liner silinder dari mesin pembakaran internal.
3. Shot peening
Shot peening adalah teknologi untuk menyemprotkan sejumlah besar proyektil bergerak berkecepatan tinggi ke permukaan bagian, seperti palu kecil yang tak terhitung jumlahnya mengenai permukaan logam, sehingga permukaan dan sub permukaan bagian akan memiliki deformasi plastik tertentu untuk mencapai penguatan.
Shot peening dapat meningkatkan kekuatan mekanik, ketahanan aus, ketahanan lelah dan ketahanan korosi suku cadang;Umumnya digunakan untuk anyaman permukaan dan kerak;Hilangkan tegangan sisa dari coran, tempa dan las.
4. Bergulir
Pengerolan adalah proses perawatan permukaan di mana rol keras atau rol digunakan untuk menekan permukaan benda kerja yang berputar pada suhu kamar dan bergerak sepanjang arah generatrix untuk merusak dan mengeraskan permukaan benda kerja secara plastis untuk mendapatkan permukaan yang akurat, halus dan diperkuat atau pola tertentu.
Hal ini sering digunakan untuk bagian sederhana seperti silinder, kerucut dan pesawat.
5. Gambar kawat
Gambar kawat mengacu pada metode perawatan permukaan yang membuat logam melewati cetakan secara paksa di bawah aksi gaya eksternal, area penampang logam dikompresi, dan diperoleh bentuk dan ukuran luas penampang yang diperlukan, yang disebut kawat logam proses menggambar.
Gambar dapat dibuat menjadi garis lurus, garis acak, riak dan garis spiral sesuai dengan kebutuhan dekoratif.
6. Pemolesan
Polishing adalah metode finishing untuk memodifikasi permukaan bagian.Umumnya, hanya permukaan halus yang dapat diperoleh, dan akurasi pemesinan asli tidak dapat ditingkatkan atau bahkan dipertahankan.Dengan kondisi pra-pemesinan yang berbeda, nilai Ra setelah pemolesan dapat mencapai 1,6~0,008 m。
Ini umumnya dibagi menjadi pemolesan mekanis dan pemolesan kimia.
2 Teknologi paduan permukaan
1. Perlakuan panas permukaan kimia
Proses khas dari teknologi surface alloying adalah chemical surface heat treatment, yaitu proses heat treatment yang menempatkan benda kerja pada media tertentu untuk pemanasan dan insulasi, sehingga atom-atom aktif dalam media tersebut menembus ke dalam permukaan benda kerja untuk mengubah komposisi kimianya. dan struktur permukaan benda kerja, dan kemudian mengubah kinerjanya.
Dibandingkan dengan pendinginan permukaan, perlakuan panas permukaan kimia tidak hanya mengubah struktur permukaan baja, tetapi juga mengubah komposisi kimianya.Menurut berbagai elemen yang disusupi, perlakuan panas kimia dapat dibagi menjadi karburisasi, amoniasi, penetrasi multi-elemen, penetrasi elemen lain, dll. Proses perlakuan panas kimia mencakup tiga proses dasar: dekomposisi, penyerapan, dan difusi.
Dua metode utama perlakuan panas permukaan kimia adalah karburasi dan nitridasi.
Kontras karburasi dan nitriding
Tujuan Untuk meningkatkan kekerasan permukaan, ketahanan aus dan kekuatan lelah benda kerja, sambil mempertahankan ketangguhan jantung yang baik.Meningkatkan kekerasan permukaan, ketahanan aus, kekuatan lelah dan ketahanan korosi benda kerja.
Bahannya mengandung baja karbon rendah 0,1-0,25% C.Semakin tinggi karbon, semakin rendah inti.Ini adalah baja karbon sedang yang mengandung Cr, Mo, Al, Ti dan V.
Metode umum: karburasi gas, karburasi padat, karburasi vakum, nitridasi gas dan nitridasi ion
Suhu 900~950 500~570
Ketebalan permukaan umumnya 0,5 ~ 2mm, tidak lebih dari 0,6 ~ 0,7mr
Ini banyak digunakan di bagian mekanis seperti roda gigi, poros, poros bubungan, dll. pada pesawat, mobil, dan traktor.Ini digunakan untuk suku cadang dengan ketahanan aus yang tinggi dan persyaratan presisi, serta suku cadang tahan panas, tahan aus, dan tahan korosi.Seperti poros kecil instrumen, gigi beban ringan dan poros engkol penting.
3 Teknologi film konversi permukaan
1. Menghitam dan fosfat
Menghitam: Proses memanaskan baja atau bagian baja ke suhu yang sesuai dalam uap air udara atau bahan kimia untuk membentuk film oksida biru atau hitam di permukaannya.Ini juga menjadi kebiruan.
Fosfat: proses benda kerja (bagian baja atau aluminium atau seng) direndam dalam larutan fosfat (beberapa larutan berbasis asam fosfat) untuk menyimpan lapisan film konversi fosfat kristalin yang tidak larut dalam air di permukaan, yang disebut fosfat.
2. Anodisasi
Ini terutama mengacu pada anodisasi aluminium dan paduan aluminium.Anodizing mengacu pada proses merendam bagian aluminium atau paduan aluminium dalam elektrolit asam, bertindak sebagai anoda di bawah aksi arus eksternal, dan membentuk film oksidasi anti-korosi yang digabungkan dengan kuat dengan substrat pada permukaan bagian.Film oksida ini memiliki karakteristik khusus seperti perlindungan, dekorasi, isolasi dan ketahanan aus.
Sebelum anodizing, polishing, degreasing, pembersihan dan perlakuan awal lainnya harus dilakukan, diikuti dengan pencucian, pewarnaan dan penyegelan.
Aplikasi: Biasanya digunakan untuk perawatan pelindung beberapa bagian khusus mobil dan pesawat terbang, serta perawatan dekoratif kerajinan tangan dan produk perangkat keras sehari-hari.
4 Teknologi pelapisan permukaan
1. Penyemprotan termal
Penyemprotan termal adalah memanaskan dan melelehkan bahan logam atau non-logam, dan terus menerus meniup dan menyemprotkannya ke permukaan benda kerja dengan gas terkompresi untuk membentuk lapisan yang terikat kuat dengan substrat, sehingga memperoleh sifat fisik dan kimia yang diperlukan dari permukaan benda kerja.
Teknologi penyemprotan termal dapat meningkatkan ketahanan aus, ketahanan korosi, ketahanan panas dan isolasi bahan.Ini memiliki aplikasi di hampir semua bidang, termasuk dirgantara, energi atom, elektronik, dan teknologi mutakhir lainnya.
2. Pelapisan vakum
Pelapisan vakum adalah proses perawatan permukaan untuk menyimpan berbagai film logam dan non-logam pada permukaan logam dengan penguapan atau sputtering dalam kondisi vakum.
Dengan pelapisan vakum, lapisan permukaan yang sangat tipis dapat diperoleh, yang memiliki keunggulan kecepatan cepat, daya rekat yang baik, dan lebih sedikit polutan.
Prinsip Pelapisan Sputtering Vakum
Menurut proses yang berbeda, pelapisan vakum dapat dibagi menjadi pelapisan penguapan vakum, pelapisan sputtering vakum dan pelapisan ion vakum.
3. Elektroplating
Elektroplating adalah proses elektrokimia dan redoks.Ambil pelapisan nikel sebagai contoh: Celupkan bagian logam dalam larutan garam logam (NiSO4) sebagai katoda, dan gunakan pelat logam nikel sebagai anoda.Setelah daya DC dihidupkan, lapisan nikel logam akan diendapkan pada bagian-bagiannya.
Metode elektroplating dibagi menjadi elektroplating biasa dan elektroplating khusus.
4. Deposisi uap
Teknologi deposisi uap adalah jenis baru dari teknologi pelapisan, di mana zat fase uap yang mengandung elemen deposisi diendapkan pada permukaan material dengan metode fisik atau kimia untuk membentuk film tipis.
Menurut prinsip yang berbeda dari proses deposisi, teknologi deposisi uap dapat dibagi menjadi deposisi uap fisik (PVD) dan deposisi uap kimia (CVD).
Deposisi Uap Fisik (PVD)
Deposisi uap fisik (PVD) mengacu pada teknologi penguapan bahan menjadi atom, molekul atau ion dengan metode fisik dalam kondisi vakum, dan menyimpan film tipis pada permukaan bahan melalui proses uap.
Teknologi deposisi fisik terutama mencakup penguapan vakum, sputtering dan pelapisan ion.
Deposisi uap fisik memiliki berbagai bahan matriks dan bahan film yang sesuai;Proses sederhana, hemat bahan dan bebas polusi;Film yang diperoleh memiliki keunggulan adhesi yang kuat antara film dan substrat, ketebalan film yang seragam, kekompakan, lebih sedikit lubang kecil, dll.
Ini banyak digunakan di bidang permesinan, kedirgantaraan, elektronik, optik dan industri ringan untuk mempersiapkan tahan aus, tahan korosi, tahan panas, konduktif, isolasi, optik, magnetik, piezoelektrik, pelumas, superkonduktor dan film lainnya.
Deposisi Uap Kimia (CVD)
Chemical Vapor Deposition (CVD) adalah suatu metode pembentukan film logam atau senyawa pada permukaan substrat melalui interaksi antara campuran gas dan permukaan substrat pada temperatur tertentu.
Karena ketahanan aus yang baik, ketahanan korosi, ketahanan panas, sifat listrik dan optik, film CVD telah banyak digunakan dalam manufaktur mekanik, kedirgantaraan, transportasi, industri kimia batubara dan bidang industri lainnya.
