表面工程技术手册 上PDF电子书下载

第1篇 概论 1

第1章 表面工程的内涵及功能 3

1表面工程 3

2表面工程的功能 3

第2章 表面工程技术的分类 5

1表面改性 5

2表面处理 5

3表面涂覆 5

4复合表面工程技术 6

5纳米表面工程技术 6

第3章 表面工程的发展 7

1表面工程概念的提出 7

2表面工程发展的三个阶段 7

第4章 发展表面工程的意义 8

1发展表面工程是提升机电产品服役性能、支持制造业技术创新的需要 8

2发展表面工程是贯彻可持续发展战略建设节能型社会和保护环境的需要 8

3发展表面工程是大力推进废旧机电产品再制造的需要 9

4发展表面工程是促进电子电器高新技术和生物医学材料发展的需要 10

5发展表面工程是提高人民生活水平的需要 10

参考文献 11

第2篇 材料服役中表面的失效行为及防治 13

第1章 腐蚀失效 15

1腐蚀破坏理论基础 15

1.1热力学概念 15

1.2动力学概念 18

1.3高温腐蚀 22

1.4非金属腐蚀 25

2腐蚀失效类型 28

2.1全面（均匀）腐蚀 28

2.2孔蚀 28

2.3缝隙腐蚀 29

2.4晶间腐蚀 29

2.5选择性腐蚀 30

2.6应力腐蚀破裂 31

2.7氢损伤：氢腐蚀、氢鼓泡、氢脆 32

3腐蚀失效的防治 32

3.1选材和设计 32

3.2改善环境 33

3.3加入缓蚀剂（无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、气相缓蚀剂） 33

3.4阴极保护 35

3.5阳极保护 36

3.6合金化 36

3.7表面处理 37

3.8金属镀层和包覆层 39

3.9涂层 40

3.10衬里 40

第2章 磨损失效 42

1磨损破坏的理论基础 42

1.1固体表面 42

1.2固体表面接触机制 44

1.3摩擦学模型 46

1.4磨损理论 49

2磨损失效的类型 52

2.1磨料磨损 52

2.2黏着磨损 55

2.3疲劳磨损 57

2.4冲蚀磨损 58

2.5腐蚀磨损 60

2.6微动磨损 61

3磨损失效的防治 62

3.1磨料磨损的控制 62

3.2黏着磨损的控制 64

3.3疲劳磨损的控制 64

3.4冲蚀磨损的控制 65

3.5腐蚀磨损的控制 66

3.6微动磨损的控制 66

3.7纳米涂层防磨技术简介 67

第3章 疲劳断裂失效 68

1疲劳断裂破坏的理论基础 68

1.1高循环与低循环疲劳现象 68

1.2循环变形机制和力学描述 69

1.3疲劳裂纹的萌生与扩展理论 72

1.4疲劳短裂纹扩展理论 74

1.5非金属材料的疲劳 77

2疲劳失效的类型 79

2.1接触疲劳失效：滑动、滚动、微动 79

2.2腐蚀疲劳失效 82

2.3高温疲劳失效 86

2.4低温疲劳失效 88

3疲劳失效的防治 90

3.1结构设计与材料 90

3.2冷加工 90

3.3塑性加工 91

3.4喷丸处理 93

3.5热处理 94

3.6其他表面处理技术 96

第4章 机械零件的失效分析 101

1失效分析的方法 101

1.1失效分析的基本方法与程序 101

1.2残骸分析法 102

1.3特征-因素图分析法 103

1.4故障树分析法 103

1.5失效模拟和加速失效模拟试验 105

2失效分析的常用方法与技术 105

2.1常用实验检测技术的种类和选用原则 105

2.2失效形态观测技术及其比较 106

2.3成分分析技术及其比较 107

2.4 X射线分析技术及比较 108

2.5无损检测技术及其比较 109

3失效的事后处理及预防 112

3.1失效补救 112

3.2状态监测和控制 112

3.3断裂失效评定 113

3.4剩余寿命预测 113

3.5维修、更换及有关的维修技术 114

4典型失效的判断原则 114

4.1韧性断裂失效的判断 114

4.2脆性断裂失效的判断 115

4.3应力腐蚀断裂的判断 116

4.4疲劳断裂的判断 116

4.5磨损失效的判断 118

参考文献 119

第3篇 表面覆层形成与结合机理 125

第1章 表面与覆层界面结合概述 127

1表面与界面概述 127

1.1固体的表面 127

1.2晶粒间界 129

2覆层界面结合的类型 131

2.1覆层的冶金结合 131

2.2化学溶液沉积镀层结合 131

2.3气相沉积膜层结合 131

2.4高分子涂层结合 132

3覆层界面的结合性能与影响因素 132

3.1覆层界面的结合力 132

3.2覆层界面结合性能的影响因素 133

第2章 堆焊层的形成与结合 134

1覆层与基体的冶金结合 134

1.1堆焊概述 134

1.2堆焊覆层的冶金结合 134

1.3堆焊覆层的外延结晶 134

2覆层成分的控制 135

2.1覆层杂质的控制 135

2.2合金元素的控制 137

3熔合区的特点 139

3.1熔合区的意义 139

3.2熔合区的特征 140

4基材的受热变质 143

4.1焊接热循环 143

4.2基材变质问题 144

5焊接缺陷的控制 146

5.1焊接裂纹及控制 146

5.2气孔的形成及控制 149

第3章 热熔融涂层的形成与结合 150

1热喷涂涂层的形成 150

1.1热喷涂的基本过程 150

1.2涂层的形成 150

2热喷涂层与基材的结合形式 151

2.1冶金结合 151

2.2机械嵌合 152

2.3物理-化学结合 152

3影响结合强度的主要因素 152

3.1润湿性 152

3.2孔隙 152

3.3氧化作用 153

3.4基材表面状态 153

4提高涂层结合强度的措施 153

5熔结结合的特点 154

5.1涂层合金的润湿性及基材的适应性 154

5.2界面元素的互扩散 154

第4章 镀层的形成与结合 156

1金属电沉积的反应步骤 156

1.1液相传质 156

1.2表面转化 157

1.3电化学步骤 157

1.4相生成 157

2金属的电结晶过程 158

2.1电结晶过程的动力学 158

2.2沉积物形态 158

3镀层的结合及其影响因素 159

3.1镀层结合的特点 159

3.2镀层结合模式 159

3.3镀层结合的影响因素 160

4化学镀的特点 161

第5章 气相沉积层的形成与结合 163

1气体与固体的相互作用 163

1.1物理吸附 163

1.2化学吸附 163

2薄膜的生长 164

2.1核生长型 164

2.2单层生长型 164

2.3单层上的核生长 165

3不同晶态的形成 165

3.1多晶薄膜的形成 165

3.2单晶薄膜的形成 165

3.3非晶态薄膜的形成 165

4不同沉积方法的成膜及薄膜结构特点 166

4.1蒸发镀膜的薄膜结构特点 166

4.2溅射镀膜的薄膜结构特点 166

4.3离子镀的成膜及膜结构特点 166

4.4离子束辅助沉积的成膜特点 167

4.5化学气相沉积的成膜特点 168

5薄膜的附着力 169

5.1不同界面的附着 169

5.2影响薄膜附着力的因素 169

第6章 粘接层的形成与结合 171

1粘接的基本条件 171

1.1胶黏剂对被粘接表面的润湿性 171

1.2粘接力的形成 172

2粘接现象的各种理论解释 173

2.1吸附理论 173

2.2扩散理论 173

2.3静电理论 174

3粘涂层的成膜机理 174

4粘接强度的影响因素与控制 175

4.1胶黏剂的组成及性质 175

4.2被粘物表面状态 176

4.3粘接体系的内应力 177

4.4弱界面层 177

4.5工艺条件 177

参考文献 179

第4篇 涂装 181

第1章 概述 183

1涂覆材料的要求 183

2涂层组成 183

3涂覆设备 183

4涂层质量评价 183

第2章 涂装技术（材料）的选用原则 185

1涂料的配套选择原则 185

1.1涂料的选择 185

1.2涂料的配套原则 185

2涂装工艺和设备的选用原则 186

3涂装环境要求 187

第3章 通用涂装方法 188

1刷涂法 188

1.1基本原理 188

1.2刷涂工艺要求 188

1.3刷涂注意事项 188

1.4漆刷的维护 188

1.5刷涂漆膜常见缺陷及改进 189

2刮涂 189

2.1刮涂操作 189

2.2刮涂注意事项 190

2.3刮涂腻子层常见缺陷及改进方法 190

3滚刷 191

3.1滚刷的构造 191

3.2滚刷的种类 191

3.3滚刷涂操作 191

4浸涂 191

4.1浸涂工艺 191

4.2浸涂操作注意事项与设备维护 192

4.3浸涂漆膜常见缺陷及改进方法 192

5淋涂 192

5.1淋涂工艺与设备维护 193

5.2淋涂漆膜常见缺陷及改进方法 193

6转鼓涂 193

7压缩空气喷涂 193

7.1空气喷涂的原理与特点 194

7.2空气喷涂作业 194

7.3喷涂作业注意事项、常见缺陷及改进方法 195

7.4喷枪的选择 197

7.5喷枪的维护与故障处理 197

7.6加热喷涂 198

8高压无气喷涂 198

8.1无气喷涂的原理与特点 199

8.2喷涂效率与喷涂工艺 199

8.3新型无气喷涂设备 202

8.4富锌涂料无气喷涂设备 203

8.5无气喷涂设备的选用与维护 203

9辊涂法 204

9.1基本原理 204

9.2辊涂工艺 205

10帘幕涂装法 206

10.1帘幕涂装机 206

10.2帘幕涂装工艺 206

第4章 特殊涂装方法 208

1静电涂装 208

1.1静电涂装的基本原理和特点 208

1.2影响静电涂装的因素 208

1.3静电涂装设备的选择原则 210

1.4特种静电涂装 210

2电泳涂装 211

2.1概述 211

2.2电泳涂装的原理和特点 211

2.3电泳涂装工艺过程 212

2.4影响电泳涂装的因素 212

2.5电泳液参数测定 214

2.6电泳涂装废水处理 215

2.7电泳涂装漆膜常见疵病及防治方法 215

3粉末涂装 216

3.1粉末静电涂装法 217

3.2流化床涂装法 219

3.3静电流化床涂装法 221

3.4粉末电泳涂装法 222

3.5粉末涂料热熔射喷涂法 223

第5章 涂装中的安全与防护 224

1防毒 224

2防火 224

3防爆 225

4涂装安全生产措施 225

5“三废”治理 226

5.1废气的治理 226

5.2废水处理 227

参考文献 228

第5篇 热喷涂 229

第1章 概述 231

1热喷涂涂层形成原理 231

2热喷涂技术特点 231

3热喷涂方法分类 231

4涂层材料分类 232

第2章 热喷涂物理基础 234

1燃烧火焰特性 234

2等离子电弧 234

3焰流与喷涂粒子动量传输特性 235

3.1线材的雾化 235

3.2粒子的加速 235

4焰流与喷涂粒子传热特性 236

5金属合金熔滴飞行过程中的氧化行为 237

5.1金属氧化的基础 237

5.2热喷涂金属粒子的氧化 238

5.3减少热喷涂金属粒子氧化的措施 239

6喷涂粒子与基体的碰撞过程 239

6.1熔融粒子的扁平化 239

6.2扁平粒子的冷却凝固 240

7喷涂粒子在沉积涂层过程的时空独立性 240

8涂层内热应力的产生 240

9涂层与基体的结合 241

第3章 热喷涂方法与设备 242

1线材与棒材火焰喷涂 242

1.1线材火焰喷涂原理 242

1.2线材火焰喷涂设备 242

1.3线材火焰喷涂常用的喷涂材料 243

1.4线材火焰喷涂方法特点与应用 243

1.5棒材火焰喷涂方法特点与应用 243

2粉末火焰喷涂 243

2.1粉末火焰喷涂原理 243

2.2粉末火焰喷涂设备 243

2.3粉末火焰喷涂方法特点与应用 244

3高速（超音速）火焰喷涂 244

3.1高速（超音速）焰流产生条件 245

3.2高速火焰流的特征与系统构成 245

3.3燃气高速火焰喷涂 245

3.4燃油高速火焰喷涂 246

3.5典型高速火焰喷涂方法特征 246

3.6高速火焰喷涂材料的发展现状 246

3.7高速火焰喷涂涂层典型特征 247

3.8高速火焰喷涂方法的应用 248

4气体爆燃喷涂技术 248

4.1气体爆燃喷涂技术原理 248

4.2爆燃喷涂的若干气体动力学问题 249

4.3气体爆燃喷涂设备 250

4.4气体爆燃喷涂工艺参数选择 251

4.5气体爆燃喷涂材料及其应用 253

5电弧喷涂 254

5.1电弧喷涂原理 254

5.2电弧喷涂系统 254

5.3电弧喷涂技术特点 255

5.4高速电弧喷涂技术 255

5.5电弧喷涂材料 256

5.6高速电弧喷涂雾化特性 257

5.7高速电弧喷涂涂层特征 258

5.8高速电弧喷涂技术应用实例 261

6等离子喷涂 262

6.1等离子喷涂原理 262

6.2等离子喷涂系统的构成 262

6.3工作参数对等离子射流特性的影响 263

6.4等离子喷涂应用实例 265

7高能等离子喷涂 265

7.1超音速等离子喷涂 265

7.2高能水稳等离子喷涂 265

8可控气氛与低气压等离子喷涂 266

9冷喷涂 266

9.1冷喷涂技术的发展简介 266

9.2冷喷涂方法原理 266

9.3冷喷涂系统的构成 267

9.4冷喷涂技术的特点 267

9.5冷喷涂粒子沉积特性 267

9.6冷喷涂技术的应用 268

第4章 热喷涂材料与性能 269

1热喷涂材料分类 269

2线材材料种类与特征 269

2.1普通线材 269

2.2管状粉芯线材 270

3粉末材料制备方法 270

3.1雾化制粉法 271

3.2熔炼粉碎法 271

3.3烧结粉碎法 271

3.4聚合制粉法 271

3.5包覆制粉法 272

4自熔剂合金粉末与自粘结粉末 272

4.1自熔剂合金 272

4.2自粘结粉末 272

5高温合金粉末 272

6氧化物陶瓷粉末 272

6.1氧化铝系陶瓷粉末 273

6.2氧化锆系陶瓷粉末 273

6.3氧化钛 274

6.4氧化铬 274

7金属陶瓷粉末 274

第5章 涂层制备工艺 276

1喷涂基体表面基本设计要求 276

2基体表面预处理——脱脂处理 276

2.1溶剂清洗 276

2.2碱液清洗 276

2.3加热脱脂 276

2.4超声清洗 276

2.5喷砂净化 277

3基体表面粗化处理 277

3.1喷砂处理 277

3.2机械加工法 278

3.3电拉毛 278

3.4喷涂自黏结过渡层 279

4基体表面保护 279

4.1胶带保护 279

4.2化合物保护 279

4.3机械保护 279

5喷涂工艺选择原则 279

6涂层后热处理 279

6.1涂层的重熔处理 279

6.2扩散处理 280

7封孔处理 280

7.1封孔剂 280

7.2封孔剂的选择 280

8表面加工 281

8.1机械加工 281

8.2涂层磨削加工 281

8.3涂层砂带磨削和抛光 281

第6章 涂层组织结构与物理及力学性能 282

1涂层急冷组织结构特征 282

2涂层中的孔隙特征 282

3涂层的密度与孔隙率 283

4涂层与基体的结合强度 283

5涂层的硬度与显微硬度 284

6涂层的弹性模量、强度与断裂韧度 284

6.1涂层的弹性模量 284

6.2涂层的强度 285

6.3涂层的断裂韧度 285

6.4典型涂层的弹性模量、强度与断裂韧度 285

7涂层的摩擦与磨损特性 285

7.1涂层的摩擦与磨损 285

7.2涂层的冲蚀磨损与涂层结构的关系 286

7.3涂层的耐磨性测定 287

8涂层的热物理性能 287

8.1热导率、热胀系数和热扩散率 287

8.2比热容和辐射率 287

9涂层的介电特性 287

第7章 陶瓷与金属陶瓷涂层技术 289

1概述 289

2氧化铝涂层 291

3氧化钛涂层 291

4氧化锆涂层 292

5 WC-Co系金属陶瓷涂层 294

6 Cr3 C2-NiCr金属陶瓷涂层 296

第8章 塑料粉末热喷涂技术 297

1优质、高效、节能的环保型涂料 297

2塑料粉末涂料及其涂装技术应用及发展 297

3塑料粉末涂料涂装技术 298

3.1静电喷涂法 298

3.2流动浸塑法 299

3.3静电流浸法 299

3.4分散液喷涂法 299

3.5粉末火焰喷涂法 300

3.6高能、高速塑料热喷涂技术 300

3.7其他涂覆方法 301

3.8塑料涂覆层质量检验 301

第9章 涂层选用原则与应用 303

1涂层性能 303

1.1耐腐蚀涂层 303

1.2耐磨损涂层 304

1.3机械零件间隙控制涂层（可磨耗密封涂层） 304

1.4耐高温热障涂层 304

1.5绝缘或导电涂层 304

1.6修补涂层 306

2热喷涂层在航空航天领域的应用 306

3热喷涂层在冶金领域的应用 307

参考文献 309

第6篇 堆焊 311

第1章 概述 313

1堆焊的特点及发展概况 313

2堆焊的物理化学本质 313

2.1堆焊金属的合金化及母材对堆焊金属的稀释 313

2.2堆焊层与母材的界面结合特点 315

3堆焊冶金缺陷 315

3.1裂纹 315

3.2气孔 316

4堆焊金属的使用性能 316

4.1堆焊金属的耐磨性能 316

4.2堆焊金属的耐腐蚀性能 317

4.3堆焊金属的耐腐蚀磨损性能 318

4.4堆焊金属的耐气蚀性能 318

4.5堆焊金属的耐高温性能 318

第2章 堆焊工艺方法及其特点 319

1氧乙炔火焰堆焊 319

1.1特点及其应用范围 319

1.2堆焊工艺 319

1.3缺陷及其预防 319

2焊条电弧堆焊 319

2.1特点及应用范围 320

2.2堆焊工艺 320

3埋弧堆焊 320

3.1特点及应用范围 320

3.2堆焊工艺 321

4钨极氩弧堆焊 321

4.1特点及应用范围 322

4.2堆焊工艺 322

5等离子弧堆焊 322

5.1特点及应用范围 322

5.2堆焊工艺 322

6熔化极气体保护堆焊 323

6.1 MIG堆焊工艺及其应用 323

6.2 CO2气体保护堆焊工艺及其应用 324

6.3自保护电弧堆焊工艺及其应用 324

6.4振动堆焊工艺及其应用 324

7电渣堆焊 325

7.1特点 325

7.2堆焊工艺 326

8激光堆焊 326

9聚焦光束粉末堆焊 327

9.1聚焦光束粉末堆焊工艺 327

9.2聚焦光束粉末堆焊应用 328

10摩擦堆焊 328

11堆焊方法的选择 328

11.1堆焊材料的形状 328

11.2堆焊方法的特点 329

11.3堆焊层的性能要求 329

11.4堆焊件的结构特点、冶金特点 329

11.5经济性 329

第3章 堆焊合金及其应用 330

1铁基堆焊合金 330

1.1铁基堆焊合金分类 330

1.2铁基堆焊合金的堆焊工艺 344

1.3铁基堆焊合金的应用 350

2镍基堆焊合金 351

2.1镍基堆焊合金分类 351

2.2镍基堆焊合金的堆焊工艺 353

2.3镍基堆焊合金的应用 354

3钴基堆焊合金 354

3.1钴基堆焊合金分类 354

3.2钴基堆焊合金的堆焊工艺 356

3.3钴基堆焊合金的应用 357

4铜基堆焊合金 357

4.1铜基堆焊合金分类及其应用 357

4.2铜基堆焊合金的堆焊工艺 359

5复合堆焊合金 360

5.1复合堆焊合金的成分与牌号 360

5.2复合堆焊合金的应用 362

5.3复合堆焊合金的堆焊工艺 362

6自熔性合金粉末喷熔 362

6.1喷熔用自熔性合金粉末的成分与牌号 362

6.2喷熔用自熔性合金粉末的应用 363

6.3喷熔用自熔性合金粉末的喷熔工艺 363

7堆焊合金的选择 363

第4章 典型零件的堆焊 367

1轧辊堆焊 367

2阀门密封面堆焊 367

3发动机关键部件的堆焊 368

4高炉料钟堆焊 368

5挖掘机铲斗和斗齿堆焊 368

6刮板输送机中部槽中板堆焊 368

第5章 堆焊安全与防护 369

1堆焊过程中的有害因素 369

1.1电弧堆焊 369

1.2高能束堆焊 369

1.3火焰堆焊 369

2安全防护措施 370

2.1通风防护措施 370

2.2个人防护措施 370

2.3放射性防护措施 370

2.4高能束堆焊特殊防护措施 370

2.5火焰堆焊回火防护措施 370

参考文献 372

第7篇 电镀与电刷镀 373

第1章 电镀 375

1概述 375

1.1电镀的应用和分类 375

1.2电化学基本概念 376

1.3金属电沉积的基本理论 380

2表面预处理 380

2.1粗糙表面的整平 380

2.2脱脂 382

2.3浸蚀 385

2.4化学抛光和电化学抛光 387

2.5难镀金属的预处理 388

3电镀锌 391

3.1镀锌层的特性和用途 391

3.2氰化镀锌 391

3.3碱性锌酸盐镀锌 393

3.4氯化钾（钠）镀锌 394

3.5铵盐镀锌 396

3.6硫酸盐镀锌 397

3.7镀锌后除氢处理 398

3.8镀锌层钝化处理 398

4电镀镉 400

4.1镀镉层的性质和用途 400

4.2氰化物镀镉 400

4.3氨羧络合物镀镉 401

4.4酸性镀镉 401

4.5镀后处理 401

5电镀铜 401

5.1氰化物镀铜 401

5.2硫酸盐镀铜 403

5.3高分散能力光亮、半光亮硫酸盐镀铜 405

5.4焦磷酸盐镀铜 406

5.5其他无氰镀铜 406

6电镀镍 407

6.1电镀瓦特镍和高氯化物镍（无添加剂） 407

6.2镀镍添加剂 408

6.3电镀光亮镍 410

6.4电镀半光亮镍、高硫镍、镍封、高应力镍和多层镍 411

6.5电镀黑色镍和枪色镍 414

6.6电镀珍珠镍（缎面镍） 414

6.7电镀低应力镍 415

7电镀铬 415

7.1电镀普通铬 415

7.2稀土镀铬及电镀硬铬 418

7.3电镀黑铬 419

7.4三价铬镀铬 420

8电镀锡和铁 421

8.1电镀锡 421

8.2电镀铁 425

9电镀金、银及铂 427

9.1电镀金 427

9.2电镀银 430

9.3电镀铂 433

10合金电沉积概述 433

10.1金属共沉积的条件 433

10.2实现金属共沉积的措施 433

10.3金属共沉积的特点和影响因素 434

10.4金属共沉积的类型 434

10.5合金镀层的分类 435

11电镀锌基合金 435

11.1电镀锌镍合金 435

11.2电镀锌铁合金 437

11.3电镀锌钴合金 438

11.4电镀锡锌（锌锡）合金 439

11.5锌合金镀层的特性 440

12电镀铜合金 440

12.1电镀铜锡合金 440

12.2电镀铜锌合金 442

12.3电镀仿金层 444

13电镀镍基合金 445

13.1电镀镍铁合金 445

13.2电镀镍钴合金 446

13.3电镀镍磷合金 447

14电镀锡基合金 447

14.1电镀锡铅和铅锡合金 447

14.2电镀锡镍合金 448

14.3电镀锡钴合金 448

15 电镀金基合金和银锑合金 449

15.1电镀金基合金 449

15.2电镀银锑合金 449

16复合电镀 450

16.1复合电镀的工艺特点 451

16.2复合电镀的优缺点 451

16.3复合电镀机理 452

16.4复合镀层的类型和用途 452

16.5复合电镀工艺 453

16.6典型复合电镀工艺举例 455

16.7复合电镀的发展 456

17非晶态电镀 456

17.1非晶态合金镀层的类型和特点 456

17.2非晶态合金电镀工艺 456

17.3非晶态镀层的形成和沉积原理 457

17.4非晶态镀层的特性和应用 457

17.5非晶态合金镀层的发展 458

第2章 电刷镀 459

1电刷镀技术发展概况 459

2电刷镀原理及特点 462

2.1电刷镀原理 462

2.2电刷镀技术特点 462

3电刷镀设备 463

3.1电刷镀电源设备 463

3.2电刷镀镀笔 463

4电刷镀镀液 463

4.1电刷镀镀液的分类 463

4.2电刷镀镀液的特点 464

4.3温度对镀液的pH值特性及导电性的影响 464

4.4镀液选择原则 464

4.5常用预处理溶液 464

4.6常用电刷镀镀液 466

5电刷镀工艺 470

5.1电刷镀的一般工艺过程 470

5.2电刷镀主要工艺参数的选择 470

5.3在不同金属材料上电刷镀 472

5.4镀层工艺规范的选择 472

5.5工序间的水漂洗 473

6电刷镀层的结构、结合机理与强化机理 474

6.1电刷镀层的结构 474

6.2镀层与基体的结合机理 475

6.3镀层的强化机理 476

6.4镀层的再强化机理 477

7镀层质量检验 477

7.1定性检验 477

7.2定量检验 477

8电刷镀技术应用实例 478

第3章 安全与防护 480

1有害物质浸入人体的途径 480

1.1经呼吸道浸入 480

1.2经皮肤浸入 480

1.3经消化道浸入 480

2有害物质的来源及危害性 480

2.1酸和碱 480

2.2氰化物 481

2.3镉及镉化合物 481

2.4六价铬及三价铬 481

2.5铅及铅化合物 481

2.6镍及镍化合物 481

2.7铜及铜化合物 481

2.8氟化物 481

2.9添加剂和表面活性剂等 481

3电镀“三废”的产生及控制 481

3.1电镀产生的废液 482

3.2电镀产生的废气 482

3.3电镀产生的废渣 482

4电镀无害化生产的途径 482

4.1全过程进行控制污染 482

4.2采用低毒或无毒工艺 482

4.3采用逆流清洗技术 483

4.4低浓度工艺 483

4.5优化工艺 483

4.6加强管理 483

5电镀工作人员操作注意事项 483

参考文献 485

第8篇 化学镀与转化膜技术 487

第1章 概述 489

1化学镀的特点 489

2化学镀镍机理 489

2.1化学镀镍的热力学 489

2.2化学镀镍的动力学 490

3化学成膜处理分类 491

3.1按转化膜分类 492

3.2按金属种类分类 492

3.3按用途分类 492

3.4按施工方法分类 492

4化学转化膜的防护性能 492

5化学转化膜的应用范围 492

第2章 化学镀镍 493

1化学镀镍溶液的组成及其影响 493

1.1主盐 493

1.2还原剂 493

1.3络合剂 494

1.4稳定剂 497

1.5加速剂 498

1.6缓冲剂及镀液的pH值 498

1.7其他组份 499

2化学镀镍溶液 499

第3章 化学镀镍层的性能 502

1外观 502

2组织结构 502

3物理性质 502

3.1密度 502

3.2热学性质 502

3.3电学性质 503

3.4磁学性质 503

4力学性质 503

5均镀能力 503

6结合力及内应力 504

6.1基材 504

6.2前处理 504

6.3施镀工艺 504

6.4热处理 504

7硬度与热处理 504

8钎焊性能 505

9腐蚀行为 505

9.1电偶腐蚀 506

9.2镀层中磷含量及热处理与耐蚀性的关系 506

9.3镀浴与耐蚀性 506

9.4孔隙率 506

9.5化学镀镍层的腐蚀率 507

10磨损行为 512

10.1黏着磨损 512

10.2磨料磨损 512

第4章 化学镀镍的质量控制及施镀工艺 514

1镀浴的监控 514

1.1 Ni2+浓度 514

1.2还原剂浓度 514

1.3 Na2 HPO3·5H2O 514

1.4其他化学成分的浓度 514

1.5化学镀镍浴稳定性的测定 515

1.6温度 515

1.7其他 515

2镀层质量的监控 516

2.1外观 516

2.2厚度 516

2.3结合强度 516

2.4孔隙率 516

2.5化学成分 517

2.6内应力及硬度 517

2.7耐磨性及耐蚀性 518

3化学镀镍故障及排除方法 518

3.1镀浴 518

3.2镀前处理 518

3.3机械设备 519

3.4镀浴污染 519

3.5排除故障的方法 519

4化学镀镍前处理 519

4.1基材 519

4.2镀前处理须知 521

4.3碳钢和低合金钢的前处理 522

4.4铸铁件的镀前处理 522

4.5不锈钢、高合金钢的镀前处理 523

4.6铜及铜合金的镀前处理 523

4.7铝及铝合金的镀前处理 523

4.8镁及镁合金的镀前处理 524

4.9钛及钛合金的镀前处理 524

4.10其他金属及非金属材料的镀前处理 525

5化学镀层后处理 526

5.1消除氢脆，提高结合力和硬度的镀后热处理 526

5.2提高镀层性能的后处理 526

6化学镀镍层的退除 527

6.1钢铁件上镀层的退除 527

6.2不锈钢基体上镀层的退除 528

6.3铜及铜合金上镀层的退除 528

6.4铝及铝合金上镀层的退除 528

6.5镁及镁合金上镀层的退除 528

第5章 化学镀镍的工业应用及其设备 529

1航空航天工业中的应用 529

2汽车工业中的应用 529

3化学工业中的应用 530

4石油和天然气工业中的应用 531

5食品加工业中的应用 531

6采矿工业中的应用 531

7军事工业中的应用 531

8电子和计算机工业中的应用 532

9其他工业中的应用 532

10化学镀镍设备 533

10.1镀槽 533

10.2加热器及搅拌装置 534

10.3供水和循环过滤 534

第6章 化学镀铜 535

1化学镀铜溶液 535

1.1化学镀铜溶液组成 535

1.2化学镀铜溶液 536

2化学镀铜的操作和维护 536

3化学镀铜层的性质及应用 536

第7章 化学镀贵金属 538

1镀银 538

1.1化学镀银浴组成及其反应机理 538

1.2化学镀银浴配方及工艺 538

1.3化学镀银的注意事项 539

2镀金 539

2.1化学镀金浴的组成及其反应机理 539

2.2化学镀金浴配方及工艺 540

3镀钯 542

3.1肼浴 542

3.2次磷酸盐浴 542

4镀铂 543

4.1肼浴 543

4.2硼氢化物浴 544

第8章 化学镀钴及其合金 545

1化学镀钴 545

2化学镀钴基多元合金膜 547

2.1 Co-Ni-P合金 547

2.2 Co-Fe-P合金配方 547

2.3 Co-W-P及Co-Ni-W-P合金 547

2.4 Co-Zn-P合金 548

2.5其他Co-Me（Cu、Mo、Re）-P合金 548

2.6 Co-Fe-B合金 548

第9章 化学镀镍基多元合金 549

1 Ni-Me-P系三元合金 549

1.1 Ni-Co-P 549

1.2 Ni-Fe-P 549

1.3 Ni-Cu-P 550

1.4 Ni-W-P 550

1.5 Ni-Mo-P 551

1.6 Ni-Sn-P 552

1.7 Ni-Re-P 552

1.8 Ni-Cr-P 552

1.9 Ni-Zn-P 552

2 Ni-Me-B系三元合金 552

2.1 Ni-Co-B 553

2.2 Ni-Fe-B 553

2.3 Ni-Sn-B 553

2.4 Ni-Me（Mo、W、Zn、Re）-B 553

2.5 Ni-P-B 554

第10章 化学复合镀 555

1耐磨镀层 555

1.1 Ni-P／SiC 555

1.2 Ni-P（B）／金刚石 556

1.3其他化学复合镀耐磨镀层 556

2自润滑镀层 557

第11章 电化学转化膜 559

1铝和铝合金的阳极氧化 559

1.1阳极氧化膜的生成机理及其性质 559

1.2铝合金阳极氧化方法 560

2其他金属的阳极氧化 567

2.1镁合金的阳极氧化 567

2.2铜和铜合金的阳极氧化 568

2.3硅、锗、钽、锆、钛、锌和镉的阳极氧化 569

2.4钢的阳极氧化 569

第12章 化学转化膜 570

1化学氧化法 570

1.1钢铁的化学氧化（钢铁发蓝） 570

1.2钢铁化学发黑新工艺 571

1.3铝和铝合金的化学氧化 572

1.4铜和铜合金的化学氧化 574

2磷酸盐处理 574

2.1磷化膜形成的基本原理 574

2.2磷化膜的性质 574

2.3各种金属的磷酸盐处理 575

3钢铁的草酸盐处理 579

4锌、镉、铜及其他有色金属的铬酸盐处理 579

4.1基本原理 580

4.2膜的基本性质 580

第13章 金属着色技术 582

1铝和铝合金阳极氧化着色处理 582

1.1自然发色法 582

1.2电解着色法 583

1.3吸附染色法（化学染色法） 584

2铜和黄铜层的着色 588

2.1着色前处理 588

2.2铜和黄铜着色工艺 588

3镍层的着色和染色 589

3.1镍层的着色 589

3.2镍层的染色 589

4锌层的着色和染色 589

4.1锌层着色 589

4.2锌层染色 590

5不锈钢着色 590

5.1不锈钢氧化着色法原理 590

5.2不锈钢着色举例 591

第14章 转化膜工艺质量控制 592

1转化膜的检验 592

1.1铝和铝合金的阳极氧化膜的检验 592

1.2磷酸盐膜的检验 593

1.3铬酸盐膜的检验 594

2转化膜处理液的检测 594

2.1铝和铝合金阳极氧化电解液的分析 594

2.2磷酸盐处理液的检验及试验方法 596

2.3草酸盐处理液的分析 598

2.4铬酸盐处理液的分析 598

3转化膜标准规范 599

3.1铝氧化膜标准 599

3.2磷酸盐膜标准 599

3.3铬酸盐膜标准 599

参考文献 600

第9篇 化学热处理 601

第1章 概述 603

第2章 化学热处理原理 605

1渗剂中的物理化学过程 605

1.1渗剂中的化学反应 605

1.2催化剂的作用 605

2化学热处理中的相界面反应 605

3吸收原子在金属中的扩散 605

3.1扩散过程的宏观规律 605

3.2反应扩散和渗层的显微组织 606

4提高化学热处理速度的方法 606

4.1适当提高工艺温度 607

4.2优化工艺 607

4.3采用催渗办法 607

第3章 钢的渗碳 608

1渗碳的基本工艺参数 608

1.1渗碳温度 608

1.2渗碳时间 608

1.3碳势及其控制 608

2气体渗碳 608

2.1气体渗碳气氛 608

2.2气体渗碳过程中的化学反应 610

2.3炉气碳势的测量与控制 610

2.4气体渗碳工艺 612

3其他渗碳方法 612

3.1固体渗碳工艺 613

3.2液体渗碳 613

3.3流化床渗碳 613

3.4离子渗碳 613

3.5真空渗碳 613

4渗碳用钢及渗碳后热处理 613

4.1渗碳用钢 613

4.2渗碳后热处理 613

5渗碳层的组织和性能 614

5.1渗碳层的组织特点 614

5.2渗碳后钢的性能 614

6渗碳件质量检测及常见缺陷的防止措施 614

6.1渗碳件质量检验 614

6.2渗碳件常见缺陷及防止措施 615

7渗碳技术的发展与展望 615

7.1高温渗碳 615

7.2乙炔低压渗碳 615

第4章 钢的碳氮共渗 617

1气体碳氮共渗 617

1.1气体碳氮共渗原理 617

1.2碳氮共渗介质及其控制 618

1.3共渗温度与时间 618

2液体碳氮共渗及其他方法 618

3碳氮共渗用钢及共渗后的热处理 618

4共渗层的组织和性能 619

5碳氮共渗层常见缺陷与预防方法 619

5.1黑色组织 619

5.2不正常碳氮化合物 619

6碳氮共渗应用实例 619

7碳氮共渗技术的发展 620

第5章 钢的渗氮 621

1渗氮原理 621

1.1 Fe-N系中的相组成 621

1.2渗氮层的形成 621

1.3渗氮强化机制 621

1.4常用渗氮钢 622

1.5渗氮用钢的预先处理 623

2气体渗氮 623

2.1渗氮反应及气氛控制 623

2.2渗氮工艺参数及控制 624

2.3影响渗氮层硬度的主要因素 624

3其他渗氮方法 624

3.1盐浴渗氮 624

3.2固体渗氮 624

4渗氮零件的检验和缺陷 625

4.1质量检验 625

4.2渗氮缺陷及预防 625

5渗氮与渗碳的比较 625

5.1工艺 625

5.2性能 626

5.3成本 626

6渗氮技术的发展与展望 626

6.1可控渗氮 626

6.2离子渗氮 627

第6章 氮碳共渗 628

1铁素体氮碳共渗 628

1.1盐浴氮碳共渗 628

1.2气体氮碳共渗 629

1.3铁素体氮碳共渗层的组织与性能 631

1.4其他氮碳共渗技术 631

1.5应用实例-替代气体渗氮 631

2奥氏体氮碳共渗 631

2.1原理及工艺 631

2.2组织与性能 631

2.3工艺发展 632

2.4工业应用实例 632

3氮碳共渗后氧化处理 632

3.1液态处理 633

3.2气态处理 633

3.3其他处理方法 633

第7章 渗硼和渗硫 634

1钢的渗硼 634

1.1渗硼的特点与应用 634

1.2渗硼层组织特征 634

1.3渗硼工艺方法 634

1.4渗硼后的处理 635

1.5合金元素的影响 635

1.6适合渗硼的金属材料 636

1.7渗硼层的性能 636

2含硼共渗与复合渗 636

2.1硼-碳复合渗 636

2.2硼-金属共渗与复合渗 636

3渗硫及含硫共渗 637

3.1钢的渗硫 637

3.2含硫共渗 637

第8章 渗金属 639

1渗金属原理与工艺分类 639

1.1镀-渗法 639

1.2扩散型渗金属 639

1.3热反应沉积渗金属 639

2钢的渗铝 639

2.1渗铝工艺方法 639

2.2渗铝层组织与性能特点 640

2.3渗铝的应用 640

3钢铁渗铬 641

3.1渗铬工艺 641

3.2渗铬层组织 641

3.3渗铬层性能与应用 642

4碳化物覆层工艺 642

4.1硼砂碳化物覆层法原理 642

4.2硼砂碳化物覆层工艺 642

4.3渗层性能与应用 643

5镀渗锡及铜锡合金 643

5.1镀-渗锡 643

5.2镀-渗锡青铜 643

6渗金属技术的发展——离子渗金属 644

6.1气相辉光离子渗金属 644

6.2双层辉光离子渗金属 644

6.3多弧离子渗金属 644

6.4离子渗金属应用 644

第9章 等离子化学热处理 645

1等离子体及其产生 645

2离子渗氮 645

2.1离子渗氮的原理 645

2.2离子渗氮钢的组织 646

2.3离子渗氮的工艺参数 646

2.4离子渗氮的特点 647

2.5离子渗氮技术新进展 647

3离子氮碳共渗 649

3.1离子氮碳共渗的特点 649

3.2气体成分对化合物层组织结构的影响 649

3.3冷却速度对化合物层组织结构的影响 650

4离子渗碳 650

4.1离子渗碳的原理及设备 650

4.2离子渗碳层的组织和性能 650

4.3离子渗碳的特点 651

第10章 有色金属和不锈钢的化学热处理 652

1钛合金化学热处理 652

1.1渗氮处理 652

1.2渗氧处理 653

1.3渗碳和渗硼 654

1.4渗硅和渗铝 654

1.5渗镍和渗铜 655

2铝合金的化学热处理 655

2.1镀-渗工艺 655

2.2等离子渗氮 656

3奥氏体不锈钢的等离子低温表面合金化 656

3.1 S相的形成条件 657

3.2 S相的组织 657

3.3 S相的性能 657

3.4 S相的热稳定性 658

3.5应用 658

参考文献 659