金属表面处理工艺

如何让钢铁抵御风雨的侵蚀？如何让铝件焕发多彩的质感？又如何让发动机部件经受住严苛的摩擦？这一切问题的答案，都指向了金属表面处理工艺。它如同为金属披上一件“隐形战甲”，不仅能显著提升材料的耐腐蚀性、耐磨性和美观度，更能赋予其特殊的功能特性。本文将带您深入探索几种核心的金属表面处理工艺，解读它们如何从内而外地提升金属产品的性能和价值。

利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质，使之与心部材料作优化组合，以达到预定性能要求的工艺方法，称为表面处理工艺。 

表面处理的作用：提高表面耐腐蚀性、耐磨性、抗疲劳性等关键性能，同时改善美观度、摩擦系数、导电性或绝缘性、焊接性以及表面粗糙度等多种功能属性。此外，还能消除金属零件的残余应力，保障尺寸稳定性。

表面处理工艺总共可以分为4大类：表面改性技术、表面合金化技术、表面转化膜技术和表面覆膜技术。

表面改性技术是指通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微观结构、缺陷状态、应力状态，以获得需求性能的表面处理工艺。材料表面化学组成不变。典型工艺包括表面淬火、激光表面强化、喷丸、滚压、拉丝、抛光等。

表面合金化技术指通过物理方法，使添加材料进入基体，形成合金化层，以获取需求性能的表面处理工艺。例如渗碳、氮化等。

表面转化膜技术指通过化学方法，使添加材料与基体发生化学反应，形成转化膜，以获取需求性能的表面处理工艺。例如发黑、磷化、阳极氧化等。

表面覆膜技术指通过物理、化学方法，使添加材料在基体表面形成镀、涂层，以获取需求性能的表面处理工艺。基体不参与涂层的形成。例如热喷涂、真空镀、电镀、气相沉积（PVD、CVD）等。

如何为金属零件选择合适的表面处理工艺？这取决于三大核心要素：材料类型、工作环境、性能需求。以下，我们将为您详解几种常用金属材料的推荐表面处理工艺。

碳素钢(S45C、SS400)：这类材料硬度较低，且易受到氧化和腐蚀的影响。因此通常进行镀锌、镀铬、氮化、磷化、发黑、喷砂处理。

下图为SS400材质经过镀白锌处理的零件。镀白锌处理，在提供防腐蚀作用的同时，赋予零件简约现代的视觉美感。               

图为S45C材质，表面经过氮化加喷砂处理的零件。通过氮化处理，使工件表面获得高硬度、优异的耐磨性、疲劳强度、良好的耐蚀性。氮化后进行喷砂处理，可以清洁表面并获得哑光外观。

图为S45C材质，表面经过镀铬处理的零件。镀铬不仅增加金属零件的硬度与耐磨性，更赋予零件出色的金属质感和美观度。

钢件在空气—水蒸气或化学药物中加热到适当温度使其表面形成一层蓝色或黑色氧化膜的工艺。也称为发蓝。该处理不仅能提升工件的防腐蚀能力，其形成的发黑膜光滑，可以做到光亮效果。图示为S45C材质零件，经过发黑处理的表面状态。

工件浸入磷化液，在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。磷化后将孔隙封闭起防锈作用。图示为S45C材质，零件经过磷化处理的表面状态。

工具钢(SKD11、SK3、SKH51)：这类材料硬度适中，为了进一步提升其表面性能，如耐磨性、润滑性、抗粘附性等，常常采用镀钛（TiC、TiN）、镀铬、镀镍、发黑、抛光等表面处理方式。

图示为SKD11材质，零件经过镀镍处理的表面状态。

图示为SKD11材质，零件经过镀铬处理的表面状态。

抛光是对零件表面进行修饰的一种光整加工方法。图示为SKD11材质，零件经过镜面抛光处理的表面状态。

图示为SKD11材质，零件经过低温TiC处理的表面状态。

图示为SK3材质，零件经过发黑处理的表面状态。

镀钛主要用于提高工件表面耐磨性。图示为SKH51材质，零件经过镀钛处理的表面状态。

塑料模具钢（NAK80）：这类材料表面易受腐蚀，因此一般进行镀硬铬、镀镍、氮化、喷砂、抛光等处理。图示为NAK80材质，零件经过镀铬和抛光处理的表面状态。

镀镍层在空气中的稳定性很高，可以抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。同时其硬度比较高，可以提升易磨损产品的耐用性。图示为NAK80材质，零件经过镀镍和抛光处理的表面状态。

喷砂主要用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀；用于表面消光、去氧化皮；消除铸、锻、焊件的残余应力。图示为NAK80材质，零件经过喷砂处理的表面处理。

阳极氧化主要用于提高工件的耐磨性和耐腐蚀性。图示为A2017材质，零件经过硬质氧化灰处理的表面状态。

图示为A6061材质，零件经过硬质氧化白处理的表面状态。

图示为铝件，经过氧化黑处理的表面状态。

凭借成熟的工艺体系与专业设备，我司掌握多种表面处理技术。无论是提升美观度、增强耐腐蚀性，还是改善机械性能，我们都能通过电镀、化学处理、机械处理等多元化技术路径，满足您对产品的多样化需求。 目前，我们成熟的表面处理工艺涵盖以下类别： 电镀类：镀锌、镀镍、镀铬、镀钛
化学处理类：阳极氧化、发黑、磷化、渗碳、氮化
机械处理类：喷砂、滚压、抛光
高性能涂层类：TiALN、TiALCN、AlCrN、AlCrTiN、TiN、CrN、TiCN、DLC、PVD涂层