金屬表面改性材料

這種反應(yīng)持續(xù)進行，逐漸在金屬表面形成了新的晶格結(jié)構(gòu)——陶瓷與金屬的合金層,即陶瓷合金層；隨著陶瓷合金層的不斷生成，原來“金屬與金屬”間的摩擦形式，變成了“陶瓷合金層與陶瓷合金層”的摩擦形式。研究發(fā)現(xiàn)，摩擦接觸區(qū)的熱力學過程促使磨損較大的部位形成較厚的陶瓷合金層，如同在金屬表面長出了“鐵繭”。陶瓷合金層是自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了“按需分配”，不起層、不剝落。當磨損發(fā)生時，摩擦能增高，“乾恒材料”和摩擦副表面發(fā)生的一系列復(fù)雜的反應(yīng)開始進行，陶瓷合金同時開始生長；而當磨損獲得修復(fù)，摩擦間隙逐步恢復(fù)至最佳配合時，金屬間釋放的摩擦能降低，一系列反應(yīng)就會停止，陶瓷合金層也就不再增厚。

“乾恒材料”（技術(shù)）與潤滑油添加劑有本質(zhì)上的區(qū)別。它是一門嶄新的表面工程學科，是目前國際最先進的金屬表面改性技術(shù)。雖然應(yīng)用方法與潤滑油添加劑有類似之處，但是它的作用原理、處理過程以及應(yīng)用效果與潤滑油添加劑有本性上的區(qū)別：

屬性不同

“乾恒材料”屬于表面工程、材料學、摩擦學領(lǐng)域，而其它潤滑油添加劑大多數(shù)沒有脫離石油化工領(lǐng)域，常見的有表面成膜技術(shù)、潤滑介質(zhì)技術(shù)、共晶滾球技術(shù)等；

摩擦系數(shù)不同

經(jīng)“乾恒技術(shù)”處理后，在金屬摩擦表面形成的陶瓷合金層的摩擦系數(shù)為0.003~0.007，而其它潤滑油添加技術(shù)的摩擦系數(shù)為0.01~0.05之間；

顯微硬度不同

陶瓷合金層的顯微硬度比基體硬度提高二至三倍，而其它添加劑不會提高表面硬度或略有提高；

與基體的線膨脹系數(shù)不同

陶瓷合金層與金屬基體線膨脹系數(shù)相同，實現(xiàn)了鐵基金屬晶鍵結(jié)合。因而，在高溫、高壓下，不起層、不斷裂、不脫落。而其它潤滑油添加劑與金屬基體線膨脹系數(shù)存在差異，有明顯的界面，在高溫、強摩擦條件下結(jié)合層會被破壞，殘存物無法排除，焦結(jié)在摩擦表面，形成新磨粒，造成二次磨損；

耐高溫（熔點）性不同

在干摩擦條件下，陶瓷合金層的熔點為1575 oC — 1600 oC，潤滑介質(zhì)技術(shù)在干摩擦條件下無法發(fā)揮作用，而表面成膜技術(shù)一般在300 oC以下就會失效；

耐磨層的厚度不同

陶瓷合金層的厚度為0．1－50μm沒有明顯界面，而其它潤滑油添加劑只有幾納米鍍層和油膜，有明顯界面；雖然與金屬基體有一定的附著力，但沒有結(jié)合力；

不改變潤滑油的性質(zhì)

“乾恒材料”的生產(chǎn)原料是普通的無機礦物質(zhì)，它的使用不會對環(huán)境造成污染。不與潤滑油、潤滑脂發(fā)生任何反應(yīng)，不改變潤滑油、潤滑脂的性質(zhì)；它只是以潤滑油、潤滑脂為載體，進入機械摩擦表面。而常見的減摩、抗磨添加劑，大多是有機化合物，許多此類產(chǎn)品大多采用硫化鉬、瀝青、硅、鉛、銅、石墨或精煉金屬鋅、塑料等固體，長期使用會有鈣、磷、鋇、樹脂類凝結(jié)物，這些成份會在高溫、強摩擦條件下形成積碳粘附在各個部位，易堵塞油路，影響機油的正常循環(huán)，改變潤滑油的性質(zhì)。

自動生成陶瓷合金層

“乾恒材料”的特性是利用摩擦修復(fù)磨損，使金屬表面自適應(yīng)改性，生成超滑、超硬、耐磨損、耐腐蝕性能優(yōu)異的陶瓷合金層；這是其它潤滑油添加劑無法比擬的；

自動優(yōu)化配合間隙

“乾恒技術(shù)”修復(fù)磨損在機械設(shè)備運行中自動完成的，將多余的摩擦能進行轉(zhuǎn)換，自動調(diào)節(jié)修復(fù)過程，實現(xiàn)了“按需分配”。因而，使得機械配合間隙比設(shè)計值更加優(yōu)化合理；

長期穩(wěn)定性

陶瓷合金層是與金屬基體熔為一體的，不會因潤滑油更換或油路清洗而失效或剝落，無需每次更換潤滑油時都要添加，添加量低于潤滑油量的3%以下，不影響潤滑油自身的檢測指標。常見有潤滑油添加劑每次更換潤滑時都要添加，因為這些添加劑是附著、游離在摩擦表面上的；

無任何毒副作用

“乾恒材料”是由多種天然的微、納米級礦物質(zhì)材料組成，無任何毒副作用。不會產(chǎn)生沉積物質(zhì)，更不會造成油路堵塞。該材料從生產(chǎn)環(huán)節(jié)、技術(shù)處理過程到應(yīng)用效果，都是純綠色的，對環(huán)境、機械設(shè)備、人體無害。而其它潤滑油添加劑，大多是采用化學合成方法，生產(chǎn)原料是有機化合物（如硫化物、聚四氟乙烯、碳氫化合物等），長期使用對環(huán)境、人體有害。

我們常常聽到“自修復(fù)”這個詞，所謂自修復(fù), 是指當物體發(fā)生缺損時，由新生組織自動補充使它恢復(fù)到原來的形態(tài)。一般自修復(fù)是針對頭發(fā)或者皮膚而設(shè)計的，金屬間因為摩擦而產(chǎn)生的磨損也能通過特殊材料獲得自動修復(fù)，這是一項什么神奇技術(shù)呢？

物質(zhì)生活的豐富有賴于人們不斷的創(chuàng)造，有賴于各種機械設(shè)備“任勞任怨”地運轉(zhuǎn)，也就是說，我們這個世界是一個人類與機械設(shè)備和諧共存的世界。機械運動就會產(chǎn)生摩擦，而摩擦就會導(dǎo)致磨損。磨損、腐蝕、疲勞是機械設(shè)備失效的三種主要形式，磨損實際上是一個慢性疾病的過程，像腐蝕一樣，腐蝕一點沒關(guān)系，腐蝕多了，它就成毛病。長期磨損得不到“醫(yī)治”,帶來的后果是失效、斷裂、爆炸等，所造成的經(jīng)濟損失十分巨大。如果能夠減少無用的摩擦消耗，將多余的摩擦能量進行轉(zhuǎn)換, 變“破壞”為“組成”，這將是對人類的一項重大貢獻。進入工業(yè)化社會以來，全世界一直在努力攻克現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計、制造和使用的難題——如何使機械設(shè)備在正常運轉(zhuǎn)中，運用高新技術(shù)來提高金屬表面耐磨性能,減少并修復(fù)磨損，降低能源消耗、避免環(huán)境污染，改變社會發(fā)展由主要依靠增加資源投入，向依靠提高資源利用效率轉(zhuǎn)變，以可持續(xù)、循環(huán)再利用的方式管理自然資源。

金屬表面處理是一個非常復(fù)雜的過程，如何在高溫、高速、高壓下提高其耐磨性和修復(fù)磨損表面,是一個極其復(fù)雜的問題?！扒恪苯饘俦砻娓男圆牧希ê喎Q“乾恒材料”或“乾恒技術(shù)”）正是為解決這個問題創(chuàng)造了條件。這項技術(shù)不僅能預(yù)防機件磨損，還能修復(fù)已經(jīng)磨損的金屬表面，其中，修復(fù)是在機器正常服役條件下，“不解體”地原位進行，具有獨特的作用機理和材料表面改性的功效。

全書共收集近1000篇參考文獻，內(nèi)容豐富、新穎、簡明易懂，是一本較全面、深入的天然高分子及高分子物理書。

本書基于天然高分子和高分子物理基本概念、方法、原理和理論，簡要介紹天然高分子材料的改性及其結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用。并且包括如何表征天然高分子及其改性材料的分子量及其分布、鏈構(gòu)象、化學結(jié)構(gòu)及其組成、結(jié)晶度及取向、熔點、玻璃化溫度、分子運動及力學松弛、熱性能、力學性能及生物降解性等方面的先進方法以及光譜、波譜、色譜和電子顯微技術(shù)。本書收集了大量具有創(chuàng)新思想和科學價值的實例，以指導(dǎo)讀者更有效地從事天然高分子材料科學與技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)。

第一章　概述

第一節(jié)　金屬材料表面的污垢

一、金屬表面的污垢

二、金屬表面殘留的各種膜層

三、金屬表面殘留的各種有機涂層

四、金屬表面沉積的無機垢跡

第二節(jié)　金屬表面清洗技術(shù)在材料加工領(lǐng)域中的作用

一、電鍍、化學鍍鍍前的處理

二、金屬材料表面涂裝前的處理

三、金屬表面清潔度對陽極氧化過程的影響

四、金屬材料其他加工領(lǐng)域的預(yù)處理

第三節(jié)　金屬表面清洗技術(shù)的類型

一、按清洗的原理分類

二、按清洗的方法及設(shè)備分類

三、按清除金屬表面的污垢分類

四、按清洗物料的狀況分類

五、金屬表面清洗方法的選擇與影響清洗質(zhì)量的因素

第四節(jié)　金屬表面清洗技術(shù)應(yīng)用狀況與發(fā)展趨勢

一、清洗技術(shù)的應(yīng)用狀況

二、清洗技術(shù)的發(fā)展及趨勢

第二章　金屬表面除油

第一節(jié)　概述

一、金屬表面除油的定義

二、油污的來源、性質(zhì)和成分

三、金屬表面除油的作用及意義

四、金屬表面除油技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

第二節(jié)　有機溶劑除油

一、有機溶劑除油的基本原理

二、有機溶劑除油的方法及設(shè)備

三、常用有機溶劑的種類及特點

四、影響有機溶劑除油效果的因素

五、溶劑除油的應(yīng)用

第三節(jié)　化學和電化學除油

一、堿液除油

二、堿液除油的應(yīng)用

三、酸液除油

四、酸性除油的應(yīng)用

五、電化學除油

六、電化學除油的應(yīng)用

七、表面活性劑與低溫除油

八、表面活性劑除油的應(yīng)用

第四節(jié)　物理"para" label-module="para">

一、超聲波強化除油

二、超聲波強化除油方法的應(yīng)用

三、二氧化碳除油清洗技術(shù)及其應(yīng)用

第五節(jié)　機械和手工除油

一、滾筒除油

二、火焰燃燒法除油

第三章　金屬表面除銹

第一節(jié)　概述

一、金屬表面的銹

二、金屬表面除銹的作用

三、金屬表面除銹的常用方法

四、除銹常用的溶液及添加劑

五、金屬表面除銹后防止再生銹

第二節(jié)　金屬表面化學和電化學除銹

一、鋼鐵工件表面化學除銹

二、鋼鐵除油除銹的化學聯(lián)合處理

三、其他金屬的化學除銹

四、金屬表面化學浸蝕和超聲波聯(lián)合除銹

五、金屬表面的電化學除銹

第三節(jié)　金屬表面的噴射式除銹

一、干法噴砂（丸）除銹

二、濕法噴砂除銹

三、拋丸除銹

四、高壓水及其磨料射流除銹

五、自動噴射酸洗除銹

六、遙控自行式除銹

第四節(jié)　金屬表面機械手工除銹

一、小型機械工具除銹的特點

二、小型機械工具除銹的設(shè)備

三、小型機械工具除銹的工藝及技巧

第四章　金屬表面鍍層膜層的退除及清洗

第一節(jié)　金屬表面鍍層的退除

一、金屬表面鍍層退除的意義及作用

二、鍍層退除的方法及原理

三、鍍層退鍍液的配制及使用

第二節(jié)　金屬表面單體金屬鍍層的退除

一、銅鍍層的退除

二、鎳鍍層的退除

三、鉻鍍層的退除

四、鋅鍍層的退除

五、鍍錫層的退除

六、金銀鍍層的退除

第三節(jié)　金屬表面合金鍍層的退除

一、銅錫合金鍍層的退除

二、錫鉛合金電鍍層的退除

三、鎳鉻鍍層的退除

四、鉛錫銅鍍層的退除

五、金屬表面化學鍍層的退除

第四節(jié)　金屬表面氧化膜的退除

一、鋁及鋁合金氧化膜的退除

二、鎂、銅合金表面氧化膜的退除

三、普通不銹鋼表面氧化膜的清除

四、耐熱合金鋼，熱處理不銹鋼氧化皮的退除

第五章　金屬表面非金屬黏附物的清除

第一節(jié)　金屬表面有機涂層的清除

一、有機涂料的成分和涂層

二、有機脫漆劑清除金屬表面的漆膜

三、有機脫漆劑的選擇與配方

四、有機脫漆劑清除漆膜的應(yīng)用實例

五、化學溶液清除漆膜

六、國內(nèi)脫漆劑產(chǎn)品及產(chǎn)品檢測和標準

七、物理和機械除漆法

第二節(jié)　金屬表面結(jié)垢的清除

一、概述

二、清除水垢的意義及方法

三、機械清洗除垢

四、化學除垢清洗

五、水垢的化學清洗實例

第三節(jié)　金屬表面積炭的清除

一、表面積炭的來源

二、積炭的清除原理及方法

三、清除積炭的配方及工藝

四、積炭混合垢層的清除實例

第六章　金屬表面清洗的質(zhì)量控制及環(huán)保要求

第一節(jié)　金屬表面除油效果的評定及檢驗標準

一、金屬表面除油效果的評定

二、除油標準及檢驗方法

第二節(jié)　金屬表面除銹的標準及檢驗方法

一、涂裝前鋼材表面的銹蝕等級和除銹等級

二、涂裝前鋼材表面準備（酸洗）

第三節(jié)　金屬表面清洗中對環(huán)保的要求及措施

一、清洗過程中的主要環(huán)保問題

二、廢氣的處理

三、廢水的處理

附錄一　GB/T 13312—91鋼鐵件涂裝前除油程度檢驗方法（驗油試紙法）

附錄二　GB 8923—88涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級

附錄三　GB 7692—1999涂裝作業(yè)安全規(guī)程涂漆前處理工藝安全及其通風凈化

參考文獻

《金屬表面藝術(shù)裝飾處理》是《金屬表面處理技術(shù)叢書》之一?！督饘俦砻嫠囆g(shù)裝飾處理》從實際的角度出發(fā)，理論聯(lián)系實際地闡述了金屬表面藝術(shù)裝飾的前處理、金屬表面化學著色、金屬的電解著色、特種裝飾電鍍、金屬蝕刻與表面裝飾、各種金屬制品的表面裝飾等。

《金屬表面藝術(shù)裝飾處理》可供從事電鍍、精飾、涂飾、表面處理技術(shù)及工程領(lǐng)域，以及涉及金屬表面裝飾工程各種技術(shù)應(yīng)用的各部門、各級工程技術(shù)人員閱讀參考。