論機械工程材料的表面處理方法

摘要：我國的經濟社會不斷發展，機械制造行業也進入了快速發展階段。在機械制造行業中，機械工程材料占據著重要地位，只有保障機械工程材料的質量，才能提升機械制造的效率和水平，為了促進機械制造行業的發展，必須掌握科學的機械工程材料表面處理方法。文章探討了機械工程材料的表面處理方法，希望能為相關人士提供一些參考。

關鍵詞：機械工程材料；表面處理方法；材料表面強化處理；材料表面保護處理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ323 文章編號：1009-2374（2017）10-0083-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.041

進入新世紀以來，我國的市場經濟持續繁榮，機械制造行業迎來了前所未有的發展機遇和挑戰。在機械工程制造的過程中，材料非常重要，如果材料處理不當，就會阻礙機械工程制造的順利開展，對機械制造行業造成不利影響。材料的表面處理方法包括表面強化處理、表面保護處理、表面裝飾處理三種，為了提升機械工程制造水平，采用科學的機械工程材料表面處理方法勢在必行。

1 材料表面強化的處理方法

1.1 覆蓋強化的方法

在材料表面強化的過程中，可以采用覆蓋強化的處理方法。所謂的覆蓋強化處理方法，就是在材料的表面增加一個覆蓋層，如涂漆層、電鍍層等。覆蓋層可以對機械工程的材料形成表面覆蓋，增加機械工程材料的強度、持久度、硬度等。一般來說，機械工程行業常常應用氣相沉積方法和噴涂的方法進行覆蓋強化，這兩種方法的可靠性相對較好，可以提升機械工程材料的整體性能。在覆蓋強化處理方法中，熱噴涂的方法最為常見，這種方法是將噴涂的材料放在高溫區域進行加熱，當溫度上升到一定程度時，噴涂材料融化成小型顆粒，噴射器將小型顆粒噴射到機械工程材料的表面，可以形成一層覆蓋層，緊緊附著在機械工程材料的外部。不同質量的噴射材料覆蓋效果也不同，因此在采用熱噴涂方法的過程中，應該選擇耐腐蝕、抵抗性較好的噴涂材料。

1.2 變形強化的方法

在材料表面強化的過程中，可以采用變形強化的處理方法。所謂的變形強化處理方法，就是在機械工程材料表面增加金屬覆蓋層，使金屬外殼依附在材料之上，形成雙層覆蓋結構，提高機械工程材料的強度。在應用這一方法時，技術人員需要應用噴丸方法、滾壓方法等使金屬材料發生形變，值得注意的是，有很多金屬材料的變形性較差，技術人員應該選擇變形程度較大的金屬材料作為覆蓋層，在金屬材料發生冷塑性變形之后，可以將金屬材料焊接在機械工程材料的表面，形成有效的強化層。

2 材料表面保護的處理方法

2.1 鍍類的方法

在材料表面保護的過程中，可以采用鍍類的處理方法。第一，技術人員可以采用電鍍法，所謂的電鍍法，就是將金屬材料放在化學溶液中，并在化學溶液中導入電流，在電流作用下，化學溶液的電離子附著到金屬材料的表面，形成防護層。電鍍方法的表現形式很多，在進行電鍍操作時，可以根據機械工程材料的不同，選擇合適的電鍍方法。和其他表面保護處理方法相比，電鍍方法具有一定的特殊性。電鍍方法具有明顯的技術優勢，采用這一方法處理的機械工程材料質量比較好，而且保護層相對牢固。值得注意的是，應用這一方法進行處理的防護層制作效率比較低。由于電鍍法的生產效率受到限制，其應用范圍也相對有限，在機械工程材料防護、機械工程材料修復、機械工程材料裝飾這三個領域，電鍍法的應用比較多；第二，技術人員可以采用化學鍍法。所謂的化學鍍法就是應用化學藥劑將化學藥劑涂抹在金屬材料上，使離子轉化生成的一種方法。化學鍍法的應用范圍非常廣泛，無論是金屬材料還是非金屬材料，化學鍍法都能對這些材料進行化學保護，施加防護層；第三，技術人員可以采用熱浸鍍法。所謂的熱浸鍍法就是把金屬材料放在高溫加熱的金屬液體環境中，在一定時間范圍內取出金屬材料，然后在金屬上方粘合熱鍍層。熱浸鍍法的技術成本比較低，制作工藝比較簡單，因此受到了機械制造行業的廣泛歡迎。

2.2 轉化膜的方法

在材料表面保護的過程中，可以采用轉化膜的處理方法。第一，技術人員可以采用化學氧化的方法。當機械工程材料為鋼鐵材料時，可以把機械工程材料放在高溫加熱的氧化溶液環境中，在溫度的作用下，機械工程材料的表面會覆蓋一層氧化膜，這層氧化膜可以隔絕機械工程材料和外部的空氣，對機械工程材料形成防護。機械工程材料為鋁制材料時，可以把機械工程材料放在弱堿或弱酸中。弱堿和弱酸與鋁制材料會發生化學反應，形成氧化膜，這層氧化膜也可以起到較好的防護作用；第二，技術人員可以采用磷化處理的方法。所謂的磷化處理方法就是把機械工程材料浸入到磷酸溶液中，機械工程材料和磷酸發生作用，會形成一層薄膜。磷化膜具有明顯的特點，在磷化膜中磷酸鐵等組成部分，磷酸鐵呈黑色，因此磷化膜也呈灰黑色。磷化膜相對較薄，但是磷化膜和機械工程材料的粘合效果非常好，當外部通過電流時，磷化膜可以隔絕機械工程材料，避免材料出現導電等問題，增加工作人員的安全風險。對磷化膜進行分析，可以發現磷化膜有極強的抗腐蝕能力，可以提高機械工程材料的防腐性能。磷化處理可以根據溫度的不同分為以下三種：第一種是低溫的磷化處理方法；第二種是中溫的磷化處理方法；第三種是高溫的磷化處理方法。低溫磷化處理方法的操作性較好，但是抵抗能力比較弱。中溫的磷化處理方法抵抗性較好，但是配制相對復雜。高溫的磷化處理方法抗腐蝕能力非常強，但是技術要求比較高。

2.3 涂料的方法

在材料表面保護的過程中，可以采用涂料的處理方法：第一，技術人員可以采用涂料的涂抹方法。在機械工程材料的外部，技術人員可以涂抹一層涂料，將機械工程材料與外部空氣隔絕開來。常用的涂料有紅丹漆等，這些漆料有很好的防腐效果。一些機械工程材料為鋼鐵材料，容易生銹，此時可以在紅丹漆等材料中加入鈍化劑；第二，技術人員可以采用塑料的涂抹方法。在機械工程材料的外部，技術人員可以涂抹一層塑料薄膜，隔絕機械工程材料和外部空氣，提高材料的防腐蝕性能；第三，技術人員可以采用防銹油的涂抹方法。在機械工程材料的表面，技術人員可以涂抹一層防銹油。當防護期比較短時，技術人員可以在防銹油中添入礦物材料。當防護期比較長時，技術人員可以在防銹油中添入凡士林等材料；第四，技術人員可以采用包覆方法。在機械工程材料表面，技術人員可以涂抹黃銅材料、鋁鎳材料等，形成金屬的防護層，對機械工程材料施加防護。

3 材料表面裝飾的處理方法

3.1 拋光的方法

在材料表面裝飾的過程中，可以采用拋光的處理方法。所謂的拋光處理方法就是在機械和化學的作用下使用拋光機，對機械工程材料的表面進行光整加工。在應用這一方法的過程中，需要在機械工程材料的表面涂抹一層拋光膏，然后把機械工程材料綁在拋光輪上，對材料施加巨大的摩擦力。在摩擦力的作用下，機械工程材料表面溫度升高，可以形成一層熔流層。熔流層對金屬表面形成了填補，可以把機械工程材料的表面打造成平滑的鏡面。拋光方法在機械工程材料裝飾中的應用非常廣泛，可以收獲良好的表面修飾效果。

3.2 裝飾鍍的方法

在材料表面裝飾的過程中，可以采用裝飾鍍的處理方法。所謂的裝飾鍍方法，就是以電鍍方法作為基礎，對機械工程材料進行光亮電鍍。在應用這一方法的過程中，需要在機械工程材料的表面添加光亮劑，形成光亮的表面。一般來說，光亮鍍鎳層的應用最為普遍，在形成光亮鎳鍍層時，技術人員需要在鍍層加入光亮離子，然后形成光亮鍍烙。

3.3 著色的方法

在材料表面裝飾的過程中，可以采用著色的處理方法。所謂的表面著色方法，就是在機械工程材料的表面進行操作，形成一層金屬化合物薄層。金屬化合物有一定的顏色，如黃銅呈金色、鋼鐵呈銀色等。通過金屬化合物薄層，機械工程材料可以附著一層顏色。在機械工程材料附著顏色之后，技術人員可以對機械工程材料進行拋光，使外部顏色更加自然。著色工藝不同，機械工程材料的光澤度也不同，因此在應用這一方法的過程中，要根據機械工程材料的不同，選擇合適的著色制件。

4 結語

綜上所述，我國的經濟社會不斷發展，機械制造行業也進入了快速發展階段。在機械制造行業中，機械工程材料非常重要，只有保障機械工程材料的質量，才能提升機械制造的效率和水平，為了促進機械制造行業的發展，技術人員應該在機械制造中應用機械工程材料表面強化的方法，如覆蓋強化方法、變形強化方法等；應用機械工程材料表面防護的方法，如鍍類防護方法、轉換膜防護方法、涂抹防護方法等；應用機械工程材料表面裝飾的方法，如拋光方法、裝飾鍍方法、著色方法等。

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作者簡介：董川東（1990-），男，山東菏澤人，供職于廣州航海學院，碩士，研究方向：機械工程、虛擬現實、仿真。

（責任編輯：蔣建華）