表面技术涉及的内容如此广泛,因而对表面技术可以从不同的角度进行分类。根据工艺原理和技术手段的不同可以分为物理处理方法、化学处理方法、电化学处理方法、热处理方法以及机械处理方法。物理处理方法是指通过粘贴、润湿、和扩散或物理气相沉积等物理过程使覆盖材料在制件表面上形成一层厚度均匀的涂层或薄膜。该涂层或薄膜既有良好的化学稳定性,又兼有其他的性能(耐磨、耐热、导电性、绝缘性等)。粘涂、热喷涂、热浸镀、真空镀膜等表面处理方法均属此类。该类处理方法的共同点是制件表面和覆层材料基本上是物理性质的结合,结合的过程是物理过程。化学处理方法是在特定化学成分的液态介质中进行的,制件表面所获得的保护层是通过化学反应生成的。钢铁制件表面的发蓝、磷化和化学镀(化学沉积)等即属此类。电化学处理包括各种电镀、铝及铝合金的阳极氧化等,是指通过在电解质液中进行的电化学过程对制件表面进行处理的方法。钢和铸铁件的表面淬火和化学热处理都属于用热处理改善制件表面性能的方法。但表面淬火和化学热处理又不同,表面淬火是通过表层预定深度的特定相变来改善制件表面的性能,而经化学热处理的制件表层由于特定化学元素的渗入,除了有金相组织的变化外还有化学成分的变化。机械处理方法的共同点是都有力通过不同的介质或媒体作用于制件表面。喷丸和表面滚压等都是广泛使用的机械表面处理方法。
表面技术按作用原理可分为:原子沉积、颗粒沉积、整体覆盖以及表面改性。原子沉积是指沉积物以原子、离子、分子和粒子集团等原子尺度的粒子形态在材料表面上形成覆盖层,如电镀、化学镀、物理气相沉积、化学气相沉积等;颗粒沉积是指沉积物以宏观尺度的颗粒形态在材料表面上形成覆盖层,如热喷涂、搪瓷涂覆等;整体覆盖是将涂覆材料于同一时间施加于材料表面,如包箔、贴片、热浸镀、涂刷、堆焊等;表面改性通过各种物理、化学等方法处理表面,使之组成、结构发生变化,从而改变性能,如表面处理、化学热处理、电子束表面处理、离子注入等。
此外,表面技术按表面强化层材料可分为:金属材料层、陶瓷材料层以及高分子材料层。按工艺特点可分为:电镀、化学镀、热渗镀、热喷涂、堆焊、化学转化膜、涂装、气相沉积、“三束”改性、表面热处理以及形变强化等,每一类又可分为一些更细的工艺项目。按表面改质的目的或性质又可分为:表面耐磨和减磨技术、表面耐蚀抗氧化技术、表面强化(提高疲劳强度)技术、表面装饰技术、功能表面技术以及表面修复技术等。
对工业制件的表面处理大多数是采用上述某一种或某几种表面处理技术结合在一起的复合技术进行的。图1-7所示为不同类型的表面层与相应表面处理技术之间的关系。(www.xing528.com)
图1-7 不同类型的表面层与相应制备技术之间的关系
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