金属表面处理技术及应用

金属表面处理技术是指通过一些物理、化学、机械或复合方法使金属表面具有与基体不同的组织结构、化学成分和物理状态，从而使经过处理后的表面具有与基体不同的性能。经过表面处理后的金属材料，其基体的化学成分和力学性能并未发生变化，但其表面却拥有了一些特殊性能，如高的耐磨性、耐蚀性、耐热性及好的导电性、电磁特性、光学性能等。

所有的金属材料都不可避免与环境相接触，而与环境真正接触的是金属的表面，如各种机械零件和工程构件。它们在使用过程中会发生腐蚀、磨损、氧化等，所有这些都会使金属表面首先发生破坏或失效，进而导致整个设备或零（构）件被破坏或失效。随着现代工业的迅猛发展，对机械工业产品提出了更高的要求，要求产品能在高参数（如高温、高压、高速）和恶劣工况条件下长期稳定运转或服役，这就必然对材料表面的耐磨、耐蚀等性能以及表面装饰提出了更高的要求，使其成为防止产品失效的第一道防线。

为了满足上述要求，在某些情况下可以选用特种金属或合金来制造整个零件或设备，有时虽然也可满足表面性能要求，但这往往会造成产品的成本成倍甚至成百倍的增加，降低了产品的竞争力，更何况在许多情况下也很难找到一种能够同时满足整体和表面要求的材料。而表面处理技术则可以用极少量的材料就起到大量、昂贵的整体材料难以起到的作用，在不增加或不增加太多成本的情况下使产品表面受到保护和强化，从而提高产品的使用寿命和可靠性，改善机械设备的性能、质量，增强产品的竞争能力。所以，研究和发展金属材料的表面处理技术，对于推动高新技术的发展，对于节约材料、节约能源等都具有重要意义。

表面处理技术主要通过三种途径改善金属材料表面性能：一种是通过表面改性技术改变基体表面的组织和性能，如表面淬火、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗等）、喷丸、滚压、高能束表面改性等；第二种是通过表面涂（镀）层技术在基体表面制备各种镀、涂覆层，包括电镀、化学镀、热浸镀、热喷涂、油漆、气相沉积等；第三种是通过化学转化膜技术形成表面转换层，如发蓝处理、氧化处理、磷化处理和着色与封闭处理等。(www.xing528.com)

表面改性技术和表面涂层技术的最大区别是，其所形成的表面在材料和组织上均是基体直接参与形成的，而不像表面涂层技术那样，涂层的材料和组织与基体是完全不同的。

就表面涂层技术而言，是在材料表面形成一层与基体材料不同的涂层，只有这一涂层与基体之间有足够的结合强度，才能使涂层发挥应有的作用，只有表面本身足够平整、光洁，涂层或转化后的表面粗糙度数值才会小。因此，人们通过各种表面预处理（如表面整平、脱脂、除锈）来获得清洁、平整且有一定活性的表面，以期取得满意的涂层与基体的结合强度。