Rawatan permukaan logam merujuk kepada proses yang menggunakan teknik moden dalam fizik, kimia, metalurgi, dan rawatan haba untuk mengubah keadaan permukaan dan sifat komponen. Proses ini bertujuan untuk mengoptimumkan gabungan bahan permukaan dan teras untuk memenuhi spesifikasi prestasi yang diperlukan.
Fungsi Rawatan Permukaan:
Meningkatkan rintangan kakisan permukaan dan rintangan haus, melambatkan, menghapuskan, dan membaiki perubahan dan kerosakan permukaan.
Sediakan bahan biasa dengan permukaan yang mempunyai fungsi khas.
Jimat tenaga, kurangkan kos dan tingkatkan kesan alam sekitar.
Klasifikasi Proses Rawatan Permukaan Logam:
Rawatan Permukaan: Kaedah ini melibatkan mengubah morfologi permukaan bahan, komposisi fasa, struktur mikro, keadaan kecacatan dan keadaan tegasan melalui proses fizikal atau kimia, mencapai sifat permukaan yang diperlukan. Komposisi kimia bahan kekal tidak berubah.
Teknologi Pengubahsuaian Permukaan: Kaedah ini menggunakan kaedah fizikal untuk memperkenalkan bahan tambahan ke dalam substrat, membentuk lapisan aloi untuk mencapai sifat permukaan yang dikehendaki.
Teknologi Aloi Permukaan: Proses ini melibatkan penggunaan kaedah kimia untuk menyebabkan bahan tambahan bertindak balas dengan substrat, membentuk lapisan transformasi untuk mencapai sifat permukaan yang dikehendaki.
Teknologi Salutan Penukaran Permukaan: Proses ini melibatkan penggunaan kaedah fizikal dan kimia untuk mencipta salutan, seperti penyaduran atau salutan, pada substrat untuk mencapai sifat permukaan yang diperlukan, tanpa melibatkan substrat dalam pembentukan salutan.
I. Teknologi Pengubahsuaian Permukaan
Pengerasan Permukaan Pengerasan permukaan ialah kaedah rawatan haba di mana permukaan keluli dipanaskan dengan cepat kepada suhu transformasi austenit dan kemudian dipadamkan, tanpa mengubah komposisi kimia keluli atau struktur teras. Kaedah utama pengerasan permukaan termasuk pengerasan nyalaan dan pemanasan aruhan, menggunakan sumber haba seperti nyalaan oksiasetilena atau oksipropana.
Pengerasan Permukaan Laser Pengerasan permukaan laser melibatkan pemfokusan pancaran laser pada permukaan bahan kerja. Dalam tempoh yang sangat singkat, lapisan permukaan dipanaskan hingga melebihi suhu perubahan atau takat leburnya, diikuti dengan penyejukan pantas. Proses ini mengeras dan menguatkan permukaan. Zon yang terjejas haba adalah kecil, ubah bentuk adalah minimum, dan prosesnya mudah dikendalikan. Ia digunakan terutamanya untuk pengukuhan komponen setempat seperti cetakan mati, aci engkol, sesondol, aci sesondol, aci spline, rel instrumen ketepatan, alatan keluli berkelajuan tinggi, gear dan pelapik silinder enjin.
Shot Peening Shot peening melibatkan penangkapan sejumlah besar pelet berkelajuan tinggi pada permukaan bahan kerja, sama seperti tukul kecil yang mengenai permukaan logam. Ini menyebabkan ubah bentuk plastik di permukaan dan lapisan bawah permukaan, dengan itu menguatkan komponen. Faedah: Meningkatkan kekuatan mekanikal, rintangan haus, rintangan keletihan dan rintangan kakisan. Ia digunakan untuk kemasan matt permukaan, mengeluarkan skala oksida, dan menghapuskan tegasan baki dalam tuangan, penempaan, dan kimpalan.
Pembakaran Penggelek Pembakaran penggelek melibatkan penggunaan tekanan dengan penggelek keras atau alat penggelek pada permukaan bahan kerja yang berputar pada suhu bilik, yang mengubah bentuk dan mengeraskan permukaan secara plastik untuk mencapai permukaan yang licin, digilap dan diperkukuh dengan corak tertentu. Aplikasi: Sesuai untuk komponen dengan bentuk mudah seperti permukaan silinder, kon dan rata.
Lukisan Wayar Lukisan wayar merujuk kepada memaksa logam melalui acuan di bawah daya luar, mengurangkan luas keratan rentas logam untuk mencapai bentuk dan dimensi yang diingini. Logam mengalami ubah bentuk semasa proses ini. Aplikasi: Proses ini boleh mencipta kemasan hiasan yang berbeza seperti garis lurus, corak rawak, ombak dan corak lingkaran.
Menggilap Menggilap ialah proses kemasan permukaan yang mengubah suai permukaan untuk mencapai kemasan yang licin. Walaupun ia tidak meningkatkan atau mengekalkan ketepatan dimensi, bergantung pada keadaan pra-pemprosesan, permukaan yang digilap boleh mencapai nilai Ra dari 1.6 μm hingga 0.008 μm.
II. Teknologi Aloi Permukaan
Rawatan Haba Permukaan Kimia Proses biasa teknologi pengaloian permukaan ialah rawatan haba permukaan kimia. Dalam proses ini, bahan kerja diletakkan dalam medium tertentu dan dipanaskan untuk membolehkan atom aktif daripada medium menembusi permukaan, mengubah komposisi kimia dan struktur bahan kerja untuk meningkatkan sifatnya.
Berbanding dengan pengerasan permukaan, rawatan haba permukaan kimia bukan sahaja mengubah struktur mikro permukaan tetapi juga mengubah komposisi kimia. Jenis rawatan haba kimia yang biasa termasuk pengkarburan, nitriding, resapan bersama berbilang unsur dan jenis rawatan resapan unsur lain. Proses rawatan haba kimia melibatkan tiga peringkat utama: penguraian, penyerapan, dan resapan.
Penghitaman: Ini adalah proses di mana bahagian keluli atau keluli dipanaskan dalam wap udara atau larutan kimia untuk membentuk filem oksida hitam atau biru di permukaan. Proses ini juga dikenali sebagai "kebiruan."
Phosphating: Phosphating melibatkan merendam bahan kerja (diperbuat daripada keluli, aluminium, atau zink) ke dalam larutan fosfat, di mana salutan penukaran fosfat kristal terbentuk di permukaan, yang tidak larut dalam air.
Anodizing: Anodizing terutamanya merujuk kepada proses anodizing untuk aluminium dan aloinya. Dalam proses ini, bahagian aluminium direndam dalam mandian elektrolit berasid dan tertakluk kepada arus elektrik. Permukaan membentuk salutan oksida yang tahan lama, yang memberikan rintangan kakisan, kemasan estetik, penebat elektrik, dan rintangan haus. Aplikasi: Biasa digunakan untuk rawatan perlindungan komponen automotif dan aeroangkasa, serta rawatan hiasan untuk barangan isi rumah dan perkakasan.
III. Teknologi Salutan Permukaan
Penyemburan Terma Penyemburan terma melibatkan pemanasan logam atau bukan logam kepada keadaan cairnya dan menggunakan udara termampat untuk menyemburkannya pada substrat. Ini membentuk salutan yang terikat kuat pada bahan asas dan memberikan sifat fizikal dan kimia yang diingini, seperti haus, kakisan, dan rintangan haba, serta penebat elektrik. Aplikasi: Digunakan merentas pelbagai industri termasuk aeroangkasa, tenaga nuklear, elektronik dan banyak lagi.
Salutan Vakum Salutan vakum ialah proses rawatan permukaan yang melibatkan pemendapan filem nipis logam dan bukan logam pada substrat di bawah keadaan vakum melalui teknik seperti penyejatan atau sputtering. Kelebihan: Salutan vakum membolehkan lapisan nipis dengan lekatan yang sangat baik, kelajuan pantas dan pencemaran yang minimum.
Electroplating Electroplating ialah proses elektrokimia di mana logam dimendapkan ke substrat daripada larutan yang mengandungi ion logam. Sebagai contoh, dalam penyaduran nikel, bahan kerja logam direndam dalam larutan garam nikel (NiSO4) dan tertakluk kepada arus terus, menyebabkan nikel memendap pada bahan kerja. Aplikasi: Biasa digunakan untuk kedua-dua salutan hiasan dan berfungsi, seperti rintangan kakisan dan memperbaik sifat haus.
Pemendapan Wap Kimia (CVD) Pemendapan wap kimia (CVD) ialah kaedah yang digunakan untuk memendapkan filem nipis pada bahan dengan memasukkan sebatian kimia gas yang terurai pada permukaan substrat. Filem yang terhasil boleh menjadi lapisan logam atau kompaun, bergantung pada jenis pemendapan. Aplikasi: CVD digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa, automotif, elektronik dan tenaga untuk menghasilkan salutan tahan haus, tahan kakisan, tahan haba dan konduktif elektrik.
Pemendapan Wap Fizikal (PVD) PVD ialah teknik salutan vakum di mana bahan diwap ke dalam bentuk atom atau molekul dan kemudian didepositkan ke substrat. Ia termasuk kaedah seperti penyejatan vakum, sputtering, dan penyaduran ion. Salutan PVD terkenal dengan lekatan yang kuat, ketebalan seragam dan ketahanannya.
Aplikasi: Salutan PVD digunakan dalam industri seperti jentera, aeroangkasa, elektronik, optik, dan industri ringan untuk mencipta filem nipis dengan haus, kakisan, rintangan haba dan sifat istimewa lain seperti kekonduksian elektrik, penebat dan kemagnetan.