常用金属材料表面处理工艺（金属材料表面处理技术及其应用）

　　为了适应耐磨耐高温、耐酸碱腐蚀等特殊要求，往往需要不断研究开发各种特殊合金以满足上述的需求，然而特殊合金材料往往成本较高，且多数情况下，难以同时满足多个性能要求。

　　产品在服役过程中金属表面不可避免的与大气/海水等接触，当金属表面发生破坏或失效时，将影响其保护效果和使用寿命，因此在1983年由英格兰大学教授首次提出表面工程的概念，利用少量金属/非金属材料对母材表面进行处理，使产品表面得到保护和强化。

　　01、金属表面处理的基本概念

　　金属表面处理是指在集体材料表面上人工形成一层与母材的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法使得满足产品所需求的耐磨性、耐腐蚀性、装饰或其他特殊功能的要求。

　　目前已有较多成熟的金属表面处理技术，按照加工方式，可分为机械方法、物理方法和化学方法三类。

　　按照是否对金属材料表面添加其他元素或物质，将金属表面处理分为两大类，即表面组织强化方法和表面涂层方法。

　　02、金属表面处理的常见方法

　　增加表面晶体缺陷(获得致密的表面或增加位错获得更好的附着力);

　　获得压应力状态表层(如抛丸、喷砂等);

　　表面形成硬化组织(如马氏体等);

　　表面晶粒细化或微晶化;

　　部分化学处理也可归为表面组织强化方法(如酸、碱处理，过氧化氢处理以及电化学晶界腐蚀等)。

　　03、部分金属表面处理方法解读

　　机械抛光：

　　利用柔性抛光工具和磨料颗粒对工件表面进行的修饰加工和去毛刺。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的。机械抛光是依靠非常细小的抛光粉的磨削、滚压作用，除去试样磨面上的极薄一层金属。

　　表面淬火：

　　利用快速加热使表层奥氏体化，立即淬火使表层组织转变为马氏体以强化表面，心部组织基本不变。

　　目的是提高产品表面的硬度、耐磨性和疲劳强度而心部仍具有较高的韧性。

　　感应加热：

　　利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的，从而使得金属表面形成氧化层。

　　等离子喷涂：

　　采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并加压高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的特殊防护用途的表面。

　　04、金属表面处理技术的应用

　　防护性：

　　对产品表面有防护和强化的作用，提高金属在大气、海水或其他腐蚀介质中的耐蚀性能，以及在服役期的抗疲劳性、耐磨性和润滑性等。如生活和工程应用中铝合金阳极氧化、镀锌钢丝、五金表面镀铬等。

　　装饰性：

　　由于产品本身会随着时间、环境的变化产生锈蚀等影响，失去金属本身的光泽等;表面处理可赋予金属材料表面一定的光亮度、色彩度和花纹图案，对金属表面起到美化效果。

　　功能性：

　　表面处理技术还可以赋予产品表面某种特殊用途，使金属材料的应用更加广泛，如绝缘、反射、隔热、亲/疏水、生物相容性等。