金属的表面预处理技术

2022-03-15 15:56:21 作者：材易通来源：材易通分享至：

表面预处理，是指表面加工前对材料及其制品进行的机械、化学或电化学处理，使表面呈净化、粗化或钝化状，以便进行后续表面处理的过程，又称表面制备或表面调整。

金属表面预处理有下列几个方面：

①表面整平，包括机械整平和机械抛光等；

②浸蚀，包括化学浸蚀和电化学浸蚀；

③表面除油，包括有机溶剂除油、化学除油、电化学除油。

表面整平

表面整平主要包括：机械磨光、抛光（机械抛光、化学抛光、电解抛光）、滚光、刷光、喷砂处理等，根据零件表面状况及对零件的具体技术要求采用不同的表面处理工艺。

1 机械磨光

磨光的主要目的是使金属零件粗糙不平的表面平坦、光滑；其次，它还能除去金属零件表面的毛刺和氧化皮、锈以及砂眼、沟纹、气泡等。磨光是用装在磨光机（图1）上的弹性磨轮来完成的。磨轮的工作面上用胶粘覆磨料，磨料颗粒像很多小的切削刀刃，当磨轮高速旋转时，将被加工的零件表面轻轻地压向磨轮工作面，使金属零件表面的凸起处受到切削，而变得较平坦，光滑。

磨光适用于一切金属材料，其效果主要取决于磨料的特性、磨轮的刚性和磨轮的旋转速度。磨光所用的磨料通常为人造刚玉（见图2，含氧化铝90%~95%）和金刚砂。人造刚玉具有一定的韧性，脆性较小，粒子的棱角较多，所以应用较广。

图1 磨光机

图2 Al2O3磨料（400x）

根据磨料的粒度可将其分为若干等级。磨料粒度通常是按筛子的号码来划分的，筛子的号码则用单位面积（平方厘米）上的孔数来表示，筛子的号码越大，筛孔越小。人们以磨料能通过筛子的号码来表示该磨料的粒度。磨料的号数越大，颗粒越细，号数越小，则颗粒越粗。表1是常用磨料的特性及用途。磨光不同金属材料最适宜的磨轮转速见表2。

表1 常用磨料的特性及用途

表2 磨光不同金属材料最适宜的磨轮转速

2 抛光

2.1 机械抛光

抛光是一种打磨作用。抛光剂“撕”（磨）去工件表面层原子，下面一层在瞬间内保持它的流动性，并且在凝固之前，由于表面张力的作用而变得平滑。也有人认为抛光是一种表面张力效应，在抛光过程中，由于摩擦而产生的热，能使表面软化或熔融，所以不是简单的机械打磨。在抛光时金属表面层被熔融，但由于衬底金属有高的热导率，表面层又迅速地凝固成非晶态，在凝固之前，由于表面张力和抛光剂的摩擦力作用而变得平滑。

对光洁度要求高的工件，在精细磨光后进行抛光。机械抛光是在抛光机的抛光轮上采用抛光剂进行的，抛光剂有抛光膏和抛光液两类，前者为抛光用磨料与胶黏剂（硬脂酸、石蜡等）的混合物；后者为磨料与油或水乳剂的混合物。

抛光轮高速旋转，将与之接触的工件上的细微不平除去，使之具有镜面般光泽。抛光既用于镀前预处理，也用于镀后对镀层进行精加工，提高表面光洁度。

抛光过程与磨光不同。磨光时有明显的金属屑被切削下来，抛光时则没有，因此抛光并不造成显著的金属损耗。抛光的作用，一方面是高速旋转的抛光轮与工件摩擦时产生的高温使金属表面产生塑性变形，从而填平工件金属表面的细微不平；另一方面，金属表面在周围大气的氧化作用下瞬间形成的极薄氧化膜或其他化合物膜被反复除去，从而得到平整有光泽的表面。

2.2 化学抛光

化学抛光是一种可控条件下的化学腐蚀，在特定的抛光溶液中进行化学浸蚀，通过控制金属选择性地溶解而使其表面达到整平和光亮的金属加工过程。与其他抛光技术相比，具有设备简单、成本低、操作简单、效率高以及不受制件形状和结构的影响等优点。与电解抛光相比，化学抛光不需电源，可处理形状较复杂的工件，生产效率较高，但表面加工质量低于电解抛光。

化学抛光反应属于腐蚀微电池的电化学过程。因此，化学抛光的原理与电解抛光相似，在化学溶解过程中，金属表面产生一层氧化膜，这层薄膜控制着继续溶解过程中的扩散速度，在表面的凸起部分，由于黏膜厚度薄，因此溶解速度比凹陷部分快，钢铁零件表面不断形成钝化氧化膜和氧化膜不断溶解，且前者要强于后者。由于零件表面微观的不一致性，表面微观凸起部位优先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率，而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行，只是其速率有差异，结果使钢铁零件表面粗糙度得以整平，从而获得平滑光亮的表面。

化学抛光由于对表层有较大的溶解作用，因此也可有效地去除机械磨光时产生的表面损伤层。

2.3 电解抛光

电解抛光是将工件置于阳极，在特定的溶液中进行电解，工件表面微观凸出部分电流密度较高，溶解较快；而微观凹入处电流密度较低、溶解较慢，从而达到平整和光亮的目的。电解抛光常用于碳素钢、不锈钢、铝、铜等零件或铜、镍等镀层的装饰性精加工及某些工具的表面精加工，或用于制取高度反光的表面以及用来制造金相试样等。

钢铁材料广泛采用磷酸-铬酸酐型抛光溶液，主要成分由磷酸、硫酸和铬酸酐等组成，其中还加入缓蚀剂、光亮剂、增稠剂等添加剂；阴极均用铅材，电源电压均可为12V。近年来，随着不锈钢制品应用范围和产量的不断增大，其电解抛光液的需求量也在不断增加，为防止使用含磷酸和铬酸酐的电解抛光液造成环境污染，我国大力发展环保型不锈钢电解抛光液，已取得明显成效，表3所列就是几种新型不锈钢电解抛光液的溶液组成和工艺条件。表中配方1、配方2不用铬酸酐，解决了废水排放的问题，是一种全新的无污染的环保型电化学抛光剂。

表3 环保型不锈钢电解抛光液的溶液组成和工艺条件

电解抛光与机械抛光相比，由于是通过电化学溶解使被抛光表面得到整平的，所以表面没有变形层产生，也不会夹杂外来物质；同时因电解过程中有氧析出，会使被抛光表面形成一层氧化膜，有利于提高其耐蚀性。此外，对于形状复杂的零件、线材、薄板和细小的零件，机械抛光有困难，可采用电解抛光。电解抛光除有整平作用外，还能除去表面夹杂物，显示出零件表面的裂纹、砂眼、夹杂等缺陷。

3 滚光

滚光常用作大批量小零件镀前的表面准备或镀后的表面修饰。滚光就是将零件和磨料一起放在滚筒机或钟形机中进行滚磨，以除去零件表面的毛刺、粗糙和锈蚀产物，并使表面光洁的一种加工过程。滚光时除了加入磨料外，还经常加入一些化学试剂如酸或碱等，因此，滚光过程的实质是零件和磨料一起滚翻时发生碰撞和摩擦作用，以及化学试剂的作用，而将毛刺、粗糙和锈蚀除去。图3为滚光机示意图。

图3 滚光机示意图

滚光可以除去零件表面的油污和氧化皮，使零件表面有光泽，其可以全部或部分代替磨光、抛光，但只适用于大批量且表面粗糙度要求不高的零件。滚光有干法和湿法之分。干法使用沙子、金刚砂、碎玻璃及皮革等作磨料。湿法则使用钢球、碎石块、锯末、碱液、茶仔粉等作磨料。滚光时的转速视零件的特征、滚筒的结构而定，一般在15~50r/min。转速太高时由于离心力大，零件随滚筒转动而不能互相摩擦，起不到滚光作用；转速太低时则效率低。

滚光时如零件表面有大量的油污和锈蚀，应先进行脱脂和浸蚀。当油污较少时，可加入碳酸钠、肥皂、皂荚粉等少量碱性物质或乳化剂一起进行滚光；零件表面有锈时可加入稀硫酸或稀盐酸。当零件在酸性介质中滚光结束后，应立即将酸性液冲洗干净。

4 刷光

刷光是使用金属丝、动物毛、天然或人造纤维制成的刷光轮对工件表面进行加工的方法，主要应用于除去工件表面的氧化皮、锈蚀、焊渣、旧油漆及其他污物；也用于除去零件机械加工后留在表面棱边的毛刺。

常用刷光轮一般由钢丝和黄铜丝等材料制成。零件材质较硬者，应采用刚性大的钢丝刷轮，同时采用较大的转速；反之，采用黄铜丝的刷轮。刷光可分为机械刷光和手工刷光。两者均多采用湿法，一般都采用水作刷光液，对钢铁材料的刷光也有采用3%~5%（质量分数）碳酸钠或磷酸钠溶液。

5 喷砂处理

喷砂是指采用净化的压缩空气，将干砂（如石英砂、钢砂、氧化铝等）流强烈地喷到金属工件表面，磨削掉工件表面的毛刺、氧化皮、锈蚀、积炭、焊渣、型砂、残盐、旧漆膜、污垢等表面缺陷的方法。

喷砂常用作工件表面清理，如清除铸件表面的残砂及高含碳层，以及焊接件的焊缝，消除锈迹和氧化皮。除锈一般用喷砂法和酸洗法，后者易使氢渗入钢铁件内部，增加内应力，降低塑性，而喷砂除锈不产生氢脆。无论是高碳钢、高强度钢，还是弹性零件、黄铜件、不锈钢件和铝件经喷砂后进入下道工序，都可以提高镀层或氧化层的结合力。镀硬铬和涂料的工件常用喷砂清理表面，机床附件及工量具镀乳白铬前多用喷砂来消光。喷砂除锈是各种表面预处理方法中质量最好的一种。它不仅能彻底清除金属表面的氧化皮、锈蚀、旧漆膜、油污及其他杂质，使金属表面显露出均一的金属本色，而且还能使金属表面获得一定的粗糙度，以得到粗糙度均匀的表面，并将机械加工应力变成压应力，提高防腐层与基体金属之间的结合力以及金属自身的耐蚀能力，常用于涂装、热喷涂和塑料的粗糙化处理。除喷砂外，表面粗糙化处理方法还有车螺纹法、滚花法、电火花拉毛法等。

喷砂分为干喷和湿喷两类，湿喷用磨料与水混成砂浆，为防止金属生锈，水中需加入缓蚀剂。干喷效率高，但加工表面较粗糙、粉尘大、磨料破碎多；湿喷对环境污染小，对表面有一定的光饰和保护作用，常用于较精密的加工。

浸蚀

浸蚀的目的是除去工件表面的锈层，氧化皮（铸、锻、轧及热处理过程中形成）和其他腐蚀产物。通常采用酸溶液，这是因为它们有很强的溶解金属氧化物的能力，故浸蚀又称为酸洗，有些有色金属采用碱浸蚀。清除大量氧化物和不良表层组织的工序叫作强浸蚀，而在电镀前清除工件表面薄氧化膜以得到活化表面的工序叫作弱浸蚀。

钢铁酸洗用酸为无机酸和有机酸，无机酸如硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等；有机酸如醋酸、脂肪酸、柠檬酸等。有机酸作用缓和，残酸无严重后患，不易重新锈蚀，工件处理后表面干净；但有机酸费用高、除锈效率低，故多用于清理动力设备容器内部的锈垢以及其他特殊要求的构件。无机酸除锈效率高、速度快、原料来源广、价格低廉，但缺点是如浓度控制不当，会使金属“过蚀”而且残酸腐蚀性很强，酸液清洗不彻底，会影响涂镀效果。为了减缓对金属的腐蚀和氢脆，在除锈液中需加适量缓冲剂。如若丁、乌洛托品、硫脲等。

1 钢铁制品的酸洗

（1）酸洗原理

酸洗中酸的作用包括对工件表面氧化物的化学溶解和机械剥离两个方面。以硫酸为例，硫酸与铁的氧化物（FeO、Fe3O4）反应生成硫酸亚铁和硫酸铁。硫酸通过氧化皮的间隙与基体铁反应造成铁的溶解和析出氢气。

硫酸与基体铁反应的有利方面是新生原子态氢能将溶解度小的硫酸铁还原为溶解度大的硫酸亚铁，加快化学溶解速度；在氧化皮下面生成的氢气又能对氧化皮产生机械顶裂和剥离作用，这些都可以提高酸洗效率。不利方面是硫酸与基体铁的反应可能造成基体的过腐蚀，使工件尺寸改变；析氢也可能造成工件渗氢，从而引起氢脆问题。

盐酸的作用主要是对氧化物的化学溶解。盐酸与铁的氧化物反应生成氯化亚铁和氯化铁，它们的溶解度都很大，所以盐酸浸蚀时机械剥离作用比硫酸小。对疏松氧化皮，盐酸浸蚀速度快，基体腐蚀和渗氢少；但对比较紧密的氧化皮，单独使用盐酸酸洗时酸的消耗量大，最好使用盐酸与硫酸的混合酸洗液，发挥析出氢气的机械剥离作用。

硝酸主要用于高合金钢的处理，常与盐酸混合用于有色金属处理。硝酸溶解铁氧化物的能力极强，生成的硝酸亚铁和硝酸铁溶解度也很大，析氢反应较小。硝酸用于不锈钢，由于其钝化作用不会造成基体腐蚀，但用于碳素钢，必须解决对基体的腐蚀问题。

氢氟酸主要用于清除含Si的化合物，如某些不锈钢、合金钢中的合金元素，焊缝中的夹杂焊渣，以及铸件表面残留型砂。

氢氟酸和硝酸的混合液多用于处理不锈钢，但氢氟酸腐蚀性很强，硝酸会放出有毒的氮化物，也难以处理，所以在应用时要特别注意，防止对人体的侵害。

磷酸对铁氧化物有良好的溶解性能，而且对金属的腐蚀较小，因为它能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐层（磷化膜），可防止锈蚀，同时也是涂漆时良好的底层，一般用于精密零件除锈，但磷酸价格较高。采用磷酸除锈时，主要作用是把氧化皮和铁锈变成为易溶于水的Fe（H2PO4）3和难溶于水及不溶于水的FeHPO4,Fe3（PO4）2,氢的扩散现象微弱。磷酸酸洗时产生的氢为盐酸或硫酸酸洗时的1/10~1/5，氢扩散渗透速度为后者的1/2。

对于不锈钢和合金钢，氧化皮的成分很复杂，往往结构致密，在普通碳素钢的除锈液中难以除去，生产上都采用混酸。含钛的合金钢酸洗，还要加入氢氟酸。热处理产生的厚而致密的氧化皮，要先在含强氧化剂的热浓碱溶液中进行“松动”，然后在盐酸加硝酸，或硫酸加硝酸的混酸中浸蚀。

（2）酸洗添加剂

酸洗液中必须采用缓蚀剂，一般认为缓蚀剂在酸液中能在基体金属表面形成一层吸附膜或难溶的保护膜。膜的形成在于金属铁开始和酸接触时就产生电化学反应使金属表面带电，而缓蚀剂是极性分子，被吸引到金属的表面形成保护膜，从而阻止酸与铁继续作用而达到缓蚀的目的。从电化学的观点来看，所形成的保护膜能大大阻滞阳极极化过程，同时也促进阴极极化，抑制氢气的产生，使腐蚀过程显著减慢。氧化皮和铁锈不会吸附缓蚀剂极性分子而成膜，因为它们与酸作用是通过普通的化学作用使铁锈溶解，在其表面是不带电荷的。因此，在除锈液中加入一定量的缓蚀剂并不影响除锈效率。

评价各种缓蚀剂的作用，最重要的是确定缓蚀效率。可通过比较在同一介质中相同条件下，有、无缓蚀剂时试样的失重［g/（m2·h）]，求出缓蚀效率。不同的缓蚀剂在各种酸液中的加入量都有一规定数值。随着酸洗液温度的增加，缓蚀剂缓蚀效率也会降低，甚至会完全失效。因此，每一种缓蚀剂都有一定的允许使用温度。

酸洗液中所采用的润湿剂，大多是非离子型和阴离子型表面活性剂，通常不使用阳离子型表面活性剂。这是由于非离子表面活性剂在强酸介质中稳定，阴离子表面活性剂只能采用磺酸型一种。利用表面活性剂所具有的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和去污等作用，能大大改善酸洗过程缩短酸洗的时间。

为了减小基体的腐蚀损失和渗氢的影响，减少酸雾改善操作环境，酸洗液中还应加入高效的缓蚀抑雾剂。但需注意，缓蚀剂可能在工件表面形成薄膜，需要认真清洗干净，而且缓蚀剂可降低析氢反应的机械剥离作用。

（3）酸洗用酸的种类、浓度及温度的选择

要根据工件材质、表面锈层和氧化皮的情况，以及对表面清理质量要求确定。对钢铁工件，常用硫酸、盐酸以及二者的混酸。为了溶解铸件表面的含硅化合物，需要在硫酸或盐酸中加入氢氟酸。硫酸浓度一般为20％左右，此浓度下对氧化皮的浸蚀速度快而基体损失小。盐酸浓度一般在15％以下，因为大于20％时会发烟。随着盐酸浓度的增大，酸洗速度加快，时间缩短。表4是相同锈蚀程度的钢铁工件在盐酸和硫酸中的酸洗时间与酸浓度的关系。

表4 钢铁工件在盐酸和硫酸中的酸洗时间与酸浓度的关系

随温度增大，酸洗速度也加快，时间缩短。表5是相同锈蚀程度的钢铁工件在盐酸和硫酸中的酸洗时间与温度的关系。

表5 酸洗时间与温度的关系

（4）钢铁工件酸洗工艺

酸洗除锈方法有浸渍酸洗、喷射酸洗以及酸膏除锈等。浸渍酸洗的金属经脱脂处理后，放在酸槽内，待氧化皮及铁锈浸蚀掉，用水洗净后，再用碱进行中和处理，得到适合于涂漆的表面。钢铁工件强浸蚀工艺参数见表6。

表6 钢铁工件的强浸蚀工艺参数

2 电化学浸蚀

电化学浸蚀是指在酸或碱溶液中以工件作阳极或阴极进行电解剥离，或由于阴极析氢而搅动溶液和不断更新工件表面浸蚀液而加速除去表面锈层的方法。

根据工件极性的不同，电化学除锈分为阳极浸蚀和阴极浸蚀两种。阳极浸蚀时，通过工件金属的化学溶解和电化学溶解，以及析出氧气的机械剥离作用来除去氧化皮。阴极浸蚀时，借助于大量析氢对氧化皮的机械剥离作用，以及初生原子态氢对氧化物的还原作用除去氧化皮。阳极浸蚀时析出的氧气泡大而数量少，机械剥离作用较小，时间长了则容易造成基体金属的过度腐蚀。阴极浸蚀时金属基体几乎不会腐蚀，工件尺寸不会改变，但可能带来渗氢和挂灰问题。

阳极浸蚀虽然不会使工件产生氢脆现象，但速度慢，对基体金属有腐蚀作用，只适用于薄氧化皮工件。阴极浸蚀不会使工件产生过腐蚀，速度快，也可适用于厚层氧化皮工件，但有使工件产生渗氢的缺点。国内目前采用的多是阳极浸蚀或阴极一阳极联合浸蚀法。电化学浸蚀，既用于强浸蚀也用于弱浸蚀。

与化学浸蚀方法相比，电化学浸蚀更容易迅速除去金属表面粘接牢固的氧化皮，即使酸液浓度有些变化也不会显著影响浸蚀效果，且对基体腐蚀小，操作管理容易，但此法需要专门设备，要增加挂具作业，且有氧化皮溶解不均的现象。电化学浸蚀的优点是浸蚀速度快，耗酸少，溶液中铁离子含量对浸蚀能力影响小。但需要电源设备和消耗电能。由于分散能力差，形状复杂的工件不容易除尽。当氧化皮厚而致密时，应先用硫酸化学强浸蚀，使氧化皮疏松后再进行电化学浸蚀。

表面除油

1 有机溶剂除油

有机溶剂除油是一种比较常用的金属材料脱脂方法，它是利用有机溶剂对两类油脂均有的物理溶解作用脱脂。常用的脱脂剂包括汽油、煤油、酒精、丙酮、二甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等，其中汽油、煤油价格便宜，溶解油污能力较强，毒性小，是两种用量大、应用普遍的有机溶剂。

有机溶剂除油的特点是不需要加温，脱脂速度快，对金属表面无腐蚀，特别适合那些用碱液难以除净的高黏度、高熔点的矿物油，因此适合几乎所有表面处理技术的预处理，尤其是油污染严重的零件或易被碱性脱脂液腐蚀的金属零件的初步脱脂。但这种脱脂不彻底，需要用化学法和电化学法再补充脱脂；而且大部分有机溶剂易燃、有毒，成本较高，故操作时要注意安全、加强防护、保持良好的通风换气。

2 碱性溶液化学除油

目前生产上大量使用的除油是在碱性溶液中化学除油。虽然这种方法的除油时间要比有机溶液除油长一些，但是介质无毒、不会燃烧、所需设备简单、操作简便、价格便宜，所以采用这种除油方法是合理的。

这种方法除油的实质是靠皂化和乳化作用，前者可以除去动植物油，后者可以除去矿物油。只要工艺选择适当，两类油脂的除去是不困难的。但是，对镀层的结合力要求较高时，被镀零件仅采用碱性溶液化学除油是不够的，特别当油污主要是矿物油时，不仅除油时间长，而且不易彻底清除，这是由于碱性除油液的乳化作用有限，故必须采用乳化作用更强的电化学（电解）除油，方能获得满意的结果。

3 电化学除油

把欲除油的金属零件置于除油液中，将零件作为阳极或阴极，且通以直流电的除油方法，称为电化学除油或电解除油。

电化学除油溶液的组成和化学除油溶液大致相同。通常用镍板或镀镍铁板作对电极，它只起导电作用。生产实践证明，电化学除油的速度比化学除油速度高几倍，而且油污清除较干净，这是和电化学除油的机理分不开的。

表面预处理新技术

1 超声波强化

由超声波电源发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡，并利用超声波可在气体、液体、固体、固溶体等介质中有效传播的能力且可传递很强的能量的原理，通过清洗槽壁向槽子中的清洗液辐射超声波，槽内液体中的微气泡在声波的作用下振动，即通过超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象与超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。

超声波清洗效果取决于清洗液的类型、清洗方式、清洗温度与时间、超声波频率、功率密度、清洗件的数量与复杂程度等条件。超声波清洗用的液体有有机溶剂、碱液、水剂清洗液等。最常用的超声波清洗脱脂装置主要由超声波换能器、清洗槽及发生器三部分构成，此外还有清洗液循环、过滤、加热及运输装置等。超声波清洗是一种新的清洗方法，操作简单，清洗速度快，质量好，所以被广泛应用。

2 低温高效清洗剂除油

用低温高效清洗剂除去金属表面的油污，不仅除油效率高，而且除油温度低，以节省能源。

3 真空脱脂清洗

真空脱脂清洗是少无污染的新型清洗技术，采用的清洗剂是碳化氢系清洗剂，它对人体影响小，刺激性低，无臭。清洗效果达到三乙醇胺同等的清洗度，比碱液好，清洗剂又能回收与再生。真空脱脂清洗装置无公害，是封闭系统，而且安全系数高，生产率高，材料能自动装卸，操作方便。真空脱脂技术，不管是无清洗还是有液体清洗，其今后的应用必将更加广阔。

4 喷塑料丸退漆（涂料层）

飞机等重要大型构件涂（镀）层，在进行表面无损检测，寻找疲劳裂纹和硬性损伤时，首先要进行表面退掉涂料涂层处理（退漆）。传统的方法是用化学剂剥离或用砂轮手工打磨，但这两种方法都有缺点，如化学剥离法对金属基体存在腐蚀与损伤；用砂轮打磨易损伤基体，且退涂料涂层的效率很低。最近发展了喷塑料丸退漆新工艺，效果较好。

喷塑料丸退漆是将颗粒状塑料，在压缩空气的作用下，通过喷枪高速喷射到工件表面，在塑料丸较锋利的棱角切割和冲撞击打双重作用下，使漆层表面发生割裂和剥离，从而达到高效退漆的目的。

喷塑料丸退漆的主要优点是：由于塑料丸的硬度比漆层高，比基体或镀层与阳极化表面层硬度低，因此喷塑料丸退漆时既不会损伤基体，又不会对镀层等造成损伤，同时又为新漆层提供了清洁表面，有利于提高漆层结合力。塑料丸可回收循环使用，且易于与剥离下来的漆层分离。

5 空气火焰超声速喷砂、喷丸

超声速喷砂粗化是利用压缩空气作动力，将硬质砂粒高速喷射到基体表面，通过砂粒对表面的机械冲刷作用而使表面粗化。超声速喷砂速度为300~600m/s,喷砂的效率是通常喷砂的3~5倍以上，因此广泛应用于大型结构件的表面预处理，如桥梁、船舶、锅炉、输出管道等表面涂覆前的表面清理。此外，由于喷砂速度快、表面粗化效果好，常用于对喷涂效果要求高的零件或大型设备喷涂前的表面粗化，以及设备表面受各种自然污染较重（如油漆、水泥、有机与无机积垢）的表面清理。

粗化处理在涂层制备工艺（如热喷涂、涂装及粘涂工艺）中，能增加涂层与基体的“锚钩”效应，减少涂层的收缩应力，从而提高涂层与基体的结合强度。喷砂所用的砂粒，要求硬度高、密度大、抗破碎性好、含尘量低，其粒度大小按所需的表面粗糙度而定。常用的砂粒有刚玉砂（氧化铝）、硅砂、碳化硅、金刚砂等。超声速表面喷丸是将大量超声速运动的弹丸喷射到工件表面，使其表面产生一定的塑性变形，从而获得一定厚度的强化层的工艺过程。

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