机械工业出版社实用表面工程手册

前言

第1篇表面工程技术概述

第1章表面工程的内涵、功能及分类2

1.1表面工程的内涵2

1.2表面工程的功能及应用3

1.2.1表面工程的功能3

1.2.2表面工程的作用4

1.3表面工程技术的分类10

1.3.1表面改性11

1.3.2表面处理11

1.3.3表面涂覆11

1.3.4复合表面工程技术11

1.3.5纳米表面工程技术12

1.4表面工程技术的发展趋势13

第2章表面工程技术方法和设计选用原则14

2.1常用表面工程技术方法14

2.2表面工程技术设计16

2.3表面工程技术的选用原则17

2.3.1适应性17

2.3.2耐久性18

2.3.3经济性19

2.4表面工程技术的设计与选择19

2.4.1转化膜、电镀和化学镀技术的

设计与选择19

2.4.2涂装技术的设计与选择22

2.4.3热喷涂技术的设计与选择23

2.4.4堆焊技术的设计与选择26

2.4.5化学热处理技术的设计与选择29

2.4.6气相沉积技术的设计与选择29

第2篇表面预处理技术

第3章表面预处理的分类及选择33

3.1表面预处理的目的33

3.2表面预处理的分类33

3.3表面预处理方法的选择33

第4章清洗35

4.1碱液清洗35

4.1.1碱液清洗的目的35

4.1.2碱液清洗溶液35

4.1.3碱液清洗工艺36

4.2溶剂清洗38

4.2.1溶剂清洗的目的38

4.2.2溶剂清洗材料39

4.2.3溶剂清洗工艺39

4.3水剂清洗41

4.3.1水剂清洗的特点41

4.3.2水剂清洗材料41

4.3.3水剂清洗工艺42

第5章化学除锈43

5.1化学除锈的目的43

5.2化学除锈工艺43

5.2.1普通钢铁化学除锈工艺43

5.2.2不锈钢和耐热钢化学除锈工艺43

5.2.3铜及铜合金化学除锈工艺45

5.2.4铝及铝合金化学除锈工艺45

5.2.5镁及镁合金化学除锈工艺46

5.2.6锌、镉及其合金化学除锈工艺46

5.3脱脂除锈二合一工艺47

第6章表面机械整平48

6.1机械整平的目的48

6.2机械整平工艺48

6.2.1喷砂48

6.2.2磨光50

6.2.3滚光51

6.2.4刷光52

6.2.5机械抛光52

6.2.6其他机械光饰53

第7章表面电解抛光和化学抛光55

7.1表面电解抛光55

7.1.1表面电解抛光的特点55

7.1.2表面电解抛光工艺55

7.2表面化学抛光59

7.2.1表面化学抛光的目的59

7.2.2表面化学抛光工艺59

第3篇化学转化膜技术

第8章化学转化膜概述63

8.1化学转化膜的定义63

8.2化学转化膜的分类63

8.3化学转化膜的处理方法及适用范围64

8.4化学转化膜的防护性能及用途65

第9章阳极氧化膜67

9.1阳极氧化膜概述67

9.2阳极氧化膜的表面要求68

9.3阳极氧化工艺68

9.4阳极氧化设备69

9.5氟化物阳极氧化71

9.5.1氟化物阳极氧化处理工艺71

9.5.2氟化物阳极氧化后处理72

9.5.3氟化物阳极氧化处理的常见问题与对策72

9.6瓷质阳极氧化73

9.7普通钢铁的阳极氧化73

9.7.1普通钢铁的阳极氧化概述73

9.7.2普通钢铁工件的阳极氧化工艺流程74

9.7.3普通钢铁工件的阳极氧化前处理74

9.7.4普通钢铁阳极氧化处理74

9.7.5普通钢铁在铜盐电解液中的阳极氧化74

9.8不锈钢的阳极氧化76

9.8.1不锈钢的阳极氧化概述76

9.8.2不锈钢阳极氧化工艺流程76

9.8.3不锈钢阳极氧化前处理76

9.8.4不锈钢阳极氧化处理78

9.8.5不锈钢阳极氧化后处理79

9.9铝及铝合金的阳极氧化80

9.9.1铝及铝合金阳极氧化机理80

9.9.2铝及铝合金阳极氧化膜的结构80

9.9.3铝及铝合金阳极氧化的分类82

9.9.4铝及铝合金常用的阳极氧化电解液82

9.9.5各种因素对氧化膜性能的影响82

9.9.6铝及铝合金阳极氧化的工艺流程82

9.9.7铝及铝合金阳极氧化前处理83

9.9.8铝及铝合金阳极氧化后处理83

9.9.9铝及铝合金硫酸阳极氧化86

9.9.10铝及铝合金草酸阳极氧化93

9.9.11铝及铝合金磷酸阳极氧化96

9.9.12铝及铝合金铬酸阳极氧化96

9.9.13铝及铝合金瓷质阳极氧化98

9.9.14铝及铝合金硬质阳极氧化100

9.9.15铝及铝合金阳极氧化的其他方法106

9.9.16铝及铝合金阳极氧化的应用实例109

9.10镁及镁合金的阳极氧化114

9.10.1镁及镁合金的阳极氧化概述114

9.10.2镁合金阳极氧化膜的性质115

9.10.3镁合金阳极氧化的典型方法116

9.10.4镁合金阳极氧化工艺流程120

9.10.5镁及镁合金阳极氧化前处理120

9.10.6镁及镁合金阳极氧化处理典型工艺120

9.10.7镁合金阳极氧化工艺示例122

9.11铜及铜合金的阳极氧化124

9.11.1铜及铜合金阳极氧化前处理124

9.11.2铜及铜合金阳极氧化工艺125

9.11.3铜及铜合金的阴极还原转化膜126

9.12钛及钛合金的阳极氧化126

9.12.1钛及钛合金阳极氧化工艺126

9.12.2影响钛及钛合金阳极氧化膜的因素128

9.12.3钛及钛合金阳极氧化膜的常见问题与对策128

9.12.4不合格氧化膜的退除128

9.13锌及锌合金的阳极氧化128

9.13.1锌及锌合金阳极氧化工艺流程129

9.13.2锌及锌合金阳极氧化前处理 129

9.13.3锌及锌合金阳极氧化处理129

9.14其他金属的阳极氧化130

9.14.1锡的阳极氧化130

9.14.2镍的阳极氧化130

9.14.3铬的阳极氧化131

9.14.4锆的阳极氧化132

9.14.5钽的阳极氧化132

9.15钢铁与不锈钢阳极氧化应用实例132

9.15.1不锈钢食品设备阳极氧化处理132

9.15.2日用工业品的阳极氧化处理133

9.16有色金属阳极氧化应用实例134

9.16.1纯钛TA2植入材料的阳极氧化134

9.16.2锌镀层的阳极氧化135

第10章化学氧化膜137

10.1钢铁的化学氧化137

10.1.1钢铁的碱性氧化137

10.1.2钢铁的酸性氧化141

10.1.3钢铁的常温无硒氧化145

10.1.4钢铁氧化应用实例148

10.2不锈钢的化学氧化151

10.2.1不锈钢的化学氧化概述151

10.2.2不锈钢化学氧化膜工艺流程152

10.2.3不锈钢铬酸化学氧化膜处理152

10.2.4不锈钢酸性氧化膜处理152

10.2.5不锈钢碱性氧化膜处理153

10.2.6不锈钢硫化物氧化膜处理153

10.2.7不锈钢草酸盐化学氧化膜处理153

10.2.8不锈钢氧化成膜后的处理154

10.2.9影响不锈钢化学氧化膜质量的因素154

10.2.10不锈钢氧化膜的常见问题与对策155

10.2.11不锈钢氧化膜的应用实例155

10.3铝及铝合金化学氧化157

10.3.1铝及铝合金化学氧化概述157

10.3.2铝及铝合金化学氧化工艺流程158

10.3.3铝及铝合金水氧化膜处理158

10.3.4铝及铝合金铬酸盐氧化膜处理158

10.3.5铝及铝合金磷酸盐-铬酸盐氧化膜处理159

10.3.6铝及铝合金碱性铬酸盐氧化膜处理160

10.3.7铝合金压铸件表面氧化膜处理161

10.3.8铝及铝合金化学氧化膜的常见问题与对策162

10.3.9铝及铝合金化学氧化膜应用实例163

10.4镁合金的化学氧化164

10.4.1镁合金的化学氧化概述164

10.4.2镁合金化学氧化工艺流程169

10.4.3镁合金化学氧化膜处理应用实例175

10.5铜及铜合金的化学氧化176

10.5.1铜及铜合金的化学氧化概述176

10.5.2铜及铜合金化学氧化工艺流程180

10.5.3铜及铜合金化学氧化处理180

10.5.4铜及铜合金氧化膜处理中的常见问题与对策183

10.5.5铜及铜合金氧化膜处理应用实例183

10.6其他金属的化学氧化185

10.6.1锌、镉及其合金化学氧化膜处理185

10.6.2银的化学氧化膜处理186

10.6.3镍与铍的化学氧化膜处理187

10.6.4锡的化学氧化膜处理188

10.7无铬氧化膜处理189

10.7.1铝合金的无铬氧化处理189

10.7.2镁合金无铬转化处理191

10.7.3锌、镉及其合金的无铬氧化膜处理191

第11章微弧氧化膜193

11.1微弧氧化膜概述193

11.1.1微弧氧化膜生长过程193

11.1.2微弧氧化陶瓷膜层的特点193

11.1.3微弧氧化工艺及应用194

11.1.4微弧氧化设备195

11.1.5微弧氧化技术的特点195

11.2金属的微弧氧化196

11.2.1铝及铝合金微弧氧化膜处理196

11.2.2镁及镁合金微弧氧化膜处理196

11.2.3钛及钛合金微弧氧化膜处理196

第12章磷化膜198

12.1磷化膜概述198

12.1.1磷化的分类198

12.1.2磷化膜的主要组成199

12.1.3磷化膜的性质199

12.1.4磷化膜的用途199

12.1.5磷化膜的质量检验200

12.2常用磷化液的基本组成200

12.2.1磷化主成膜剂201

12.2.2磷化促进剂201

12.3主要磷化参数201

12.4钢铁的磷化处理202

12.4.1钢铁磷化基本工艺原则202

12.4.2钢铁磷化工艺方法202

12.4.3高温磷化203

12.4.4中温磷化203

12.4.5低温磷化203

12.4.6常温磷化204

12.4.7常温轻铁系磷化205

12.4.8二合一磷化205

12.4.9三合一磷化205

12.4.10四合一磷化205

12.4.11黑色磷化206

12.4.12浸渍磷化206

12.4.13淋涂磷化207

12.4.14浸喷组合磷化207

12.4.15刷涂磷化207

12.4.16钢铁磷化后处理207

12.5有色金属的磷化处理207

12.5.1铝及铝合金磷化207

12.5.2镁及镁合金磷化208

12.5.3锌及锌合金磷化208

12.5.4钛及钛合金磷化209

12.5.5镉磷化209

第13章钝化膜210

13.1钝化膜概述210

13.1.1钝化的定义210

13.1.2金属钝化的分类211

13.1.3影响金属钝化的因素213

13.1.4金属钝化的应用215

13.2钢铁的钝化217

13.2.1钢铁的铬酸盐钝化217

13.2.2钢铁的草酸盐钝化223

13.2.3钢铁的硝酸钝化225

13.2.4钢铁钝化的应用实例226

13.3不锈钢的钝化228

13.3.1不锈钢钝化方法分类228

13.3.2不锈钢钝化工艺流程228

13.3.3不锈钢钝化后处理228

13.3.4不锈钢钝化膜的质量检测229

13.4锌及锌合金的钝化230

13.4.1锌及锌合金铬酸盐钝化230

13.4.2锌及锌合金无铬钝化235

13.4.3锌及锌合金钝化应用实例235

13.5镀锌层钝化238

13.5.1镀锌层铬酸盐法钝化238

13.5.2镀锌层无铬钝化242

13.6其他金属的钝化243

13.6.1镉的钝化243

13.6.2铜及铜合金钝化244

13.6.3铝及铝合金钝化246

13.6.4银及银合金钝化247

13.6.5锡及锡合金钝化249

第14章着色膜和染色膜250

14.1着色膜和染色膜概述250

14.2普通钢铁的着色252

14.3不锈钢的着色256

14.3.1着色工艺256

14.3.2化学氧化着色258

14.3.3低温着色259

14.3.4高温着色259

14.3.5有机物涂覆着色260

14.3.6电化学着色260

14.3.7固膜处理和封闭处理260

14.3.8不锈钢化学着色设备262

14.3.9不锈钢化学着黑色的常见问题与对策262

14.4铝及铝合金的着色和染色262

14.4.1有机染料染色262

14.4.2无机染料染色264

14.4.3消色法着色264

14.4.4套色染色265

14.4.5色浆印色265

14.4.6自然发色法266

14.4.7交流电解着色267

14.4.8铝直接化学着色268

14.4.9铝合金直接化学着色269

14.4.10铝合金木纹着色270

14.4.11国外铝及铝合金一步电解着色270

14.4.12国内铝及铝合金一步电解着色271

14.4.13封孔处理272

14.5铜及铜合金的着色274

14.5.1铜单质的着色274

14.5.2铜合金的着色275

14.5.3铜及铜合金的电解着色276

14.6镍及镍合金的着色和染色277

14.6.1镍及镍合金的着色277

14.6.2电泳法镍层的染色277

14.6.3光亮镍的染色277

14.7锌及锌合金的着色和染色278

14.7.1锌的着色278

14.7.2锌合金的着色279

14.7.3镀锌层的着色280

14.7.4镀锌层的染色281

14.8其他金属的着色和染色281

14.8.1铬的着色281

14.8.2银及银合金的着色282

14.8.3铍合金的着色283

14.8.4镉的着色284

14.8.5锡的着色284

14.8.6钛及钛合金的着色285

14.8.7金的着色286

14.8.8钴的着色287

14.8.9镁合金的着色288

第15章现代化学转化膜新技术289

15.1绿色磷化技术289

15.1.1绿色磷化的成膜机理289

15.1.2绿色磷化工艺的优缺点289

15.1.3绿色磷化的工业现状和发展方向289

15.2硅烷化技术290

15.2.1硅烷化的成膜机理290

15.2.2硅烷化工艺的优缺点290

15.2.3硅烷化的工业现状和发展方向291

15.3锆盐陶化技术291

15.3.1锆盐陶化的成膜机理291

15.3.2锆盐陶化工艺的优缺点292

15.3.3锆盐陶化的工业现状和发展方向292

15.4锡酸盐转化膜技术292

15.5钛锆盐转化膜技术293

15.6钼酸盐转化膜技术293

15.7锂酸盐转化膜技术294

15.8钒酸盐转化膜技术294

15.9氟锆酸盐转化膜技术295

15.10钴酸盐转化膜技术296

15.11硅酸盐-钨酸盐转化膜技术296

15.12植酸转化膜技术296

15.13单宁酸转化膜技术297

15.14生化膜技术297

15.15双色阳极氧化297

第4篇电 镀 技 术

第16章电镀基础知识300

16.1电镀基本知识300

16.1.1金属镀层的种类300

16.1.2阳极镀层301

16.1.3阴极镀层301

16.1.4电镀溶液301

16.1.5阳极钝化302

16.1.6仿形阳极303

16.1.7辅助阴极303

16.2常用电镀相关数据304

16.3电镀预处理307

16.3.1钢铁工件的电镀预处理307

16.3.2不锈钢工件的电镀预处理307

16.3.3铝及铝合金的电镀预处理307

16.3.4镁合金的电镀预处理308

16.3.5铜及铜合金的电镀预处理309

16.3.6锌压铸件的电镀预处理309

16.3.7钛及钛合金的电镀预处理310

16.3.8镍及镍合金的电镀预处理311

16.3.9钨及钨合金的电镀预处理311

16.3.10钼及钼合金的电镀预处理312

16.3.11铅及铅合金的电镀预处理312

第17章电镀单金属313

17.1电镀锌313

17.1.1镀锌工艺的选择313

17.1.2碱性锌酸盐镀锌313

17.1.3酸性氯化物镀锌315

17.1.4铵盐镀锌316

17.1.5无铵氯化物镀锌316

17.1.6硫酸盐镀锌318

17.1.7氰化物镀锌318

17.2电镀铬319

17.2.1镀铬层的分类及特点319

17.2.2普通镀铬320

17.2.3电镀硬铬321

17.2.4松孔镀铬323

17.2.5镀黑铬324

17.2.6三价铬电镀325

17.2.7防护装饰性镀铬325

17.2.8镀微裂纹铬326

17.2.9镀铬层的退镀327

17.3电镀镍327

17.3.1电镀镍的特点和用途327

17.3.2镀无光镍328

17.3.3光亮镀镍329

17.3.4半光亮镀镍332

17.3.5镀黑镍332

17.3.6多层镀镍333

17.3.7镍封334

17.3.8影响镍层结合强度的原因及预防措施334

17.4电镀铜335

17.4.1氰化物镀铜335

17.4.2硫酸盐镀铜337

17.4.3焦磷酸盐镀铜340

17.4.4柠檬酸盐镀铜343

17.4.5羟基亚乙基二膦酸（HEDP）镀铜344

17.4.6有机铵镀铜344

17.4.7氟硼酸盐镀铜344

17.4.8镀铜层的后处理345

17.4.9不合格镀铜层的退除345

17.5电镀镉346

17.5.1光亮镀镉346

17.5.2松孔镀镉、低氢脆镀镉-钛347

17.5.3无氰镀镉347

17.5.4氨羧络合剂镀镉348

17.5.5硫酸盐镀镉348

17.5.6镉镀层的后处理349

17.6电镀锡350

17.6.1硫酸盐镀锡350

17.6.2氟硼酸盐镀锡352

17.6.3锡酸盐镀锡353

17.6.4碱性镀锡354

17.6.5线材连续电镀锡354

17.6.6多层印制电路板生产中的电镀锡355

17.6.7晶纹镀锡355

17.7电镀铅355

17.7.1普通镀铅355

17.7.2氟硼酸盐镀铅356

17.7.3酒石酸盐镀铅356