利用现代物理、化学、金属学和热处理等学科的技术来改变零件表面的状况和性质，使之与内部材料作优化组合，以达到预定性能要求的工艺方法，称为表面处理。

一、主要方式

表面淬火

指在不改变钢的化学成分及内部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行快速冷却，使得表面硬化的一种热处理方法。作用是提高工件表面的硬度，耐磨性和疲劳强度（多用于轴类，齿轮类零件）。常见的淬火方式有：电磁感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火。

喷砂

以压缩空气为动力，利用高速喷射出的砂粒或者铁粒，对工件表面进行撞击，以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺，也可达到清理或者修饰目的。

喷丸

与喷砂类似，采用的是钢铁丸取代砂粒。使用丸粒轰击工件表面并植入残余压应力，提升工件疲劳强度的冷加工工艺。广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等。

喷丸喷砂区别

喷丸与喷砂都是使用高压风或压缩空气作动力，将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果，但选择的介质不同，效果也不相同。

1、喷砂处理后，工件表面污物被清除掉，工件表面被微量破坏，表面积大幅增加，从而增加了工件与涂/镀层的结合强度。

经过喷砂处理的工件表面为金属本色，但是由于表面为毛糙面，光线被折射掉，故没有金属光泽，为发暗表面。

2、喷丸处理后，工件表面污物被清除掉，工件表面不容易被破坏，表面积有所增加。由于加工过程中，工件表面没有被破坏，加工时产生的多余能量就会引发工件基体的表面强化。

经过喷丸处理的工件表面也为金属本色，但是由于表面为球状面，光线部分被折射掉，故工件加工为亚光效果。

拉丝

指在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的表面处理方式。作用是消除不锈钢板原材料表面刮痕，并且也有很好的装饰效果作用。

1）直纹拉丝

是指在金属表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。

2）乱纹拉丝

是在高速运转的铜丝刷下，使金属板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工对金属板的表面要求较高。

3）波纹拉丝

一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在金属板表面磨刷，得出波浪式纹路。

4）螺纹拉丝

是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定金属板的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹进度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在金属板表面旋转擦出宽度一致的螺纹纹路。

抛光

对零件表面进行修饰的一种光整加工方法，以得到光滑表面或者镜面光泽为目的。随着预加工状况不同，抛光后的Ra值可达到1.6-0.um。（分为机械抛光和化学抛光）

机械抛光

靠切削材料表面的塑性变形去掉表面的凸部而得到平滑面的抛光方法，以手工操作为主，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法（最高Ra=0.μm）

2)化学抛光

让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。（可以抛光很多复杂工件，效率高，表面粗糙度一般为10μm）

震磨

震磨用的震动研磨机采用先进的螺旋流动，三次元振动的加工原理，使机器内部的磨料和工件产生相互挤压和相互磨擦，产生出均匀的作用力，给工件起到很好的光饰作用。提高了零件表面光洁度、精度，表面粗糙度可达到Ra0.1-Ra0.01μm

二、表面合金化技术

1.渗碳和渗氮：

概念：通过物理方法，使添加材料进入基体，行成合金化层。

典型工艺：金属的渗碳和渗氮处理

方法：将金属和渗剂共同放置于密闭的腔体内，采用加热，真空等措施，活化金属表面，经过分解，吸收，扩散过程等作用使碳，氮进入金属基体。

渗碳后一般直接进行淬火和低温回火，看到淬火，我们即可狭隘的理解成渗碳的作用就是为了增加碳含量，方便实施淬火。渗碳时，要注意碳的浓度，浓度过低会导致渗层不够，浓度过高，则会使组织粗大，后续磨削易产生裂纹。

渗碳前最好进行正火预处理，改善原始组织，消除魏氏组织。在零件部分渗碳时可以采用防渗剂进行涂抹以避免在该区域渗碳。合金钢材料中的铝、铬、钒及钼元素在渗氮过程中，与初生态的氮原子接触时，就能生成安定的氮化物，尤其是钼元素，不仅是生成氮化物元素，还能降低在渗氮时所产生的脆性。

对于渗氮来说，一般只应用于含金钢，对于更广泛的应用可以选择碳氮共渗的工艺，不受钢种限制，有些人也管这种工艺叫做氰化，适用于碳素钢、合金钢、铸铁及粉末冶金等材料。

三、表面转化膜技术

金属表面转化膜技术就是使金属与特定的腐蚀液相接触，通过化学或电化学手段，使金属表面形成一层稳定的、致密的、附着良好的化合物膜，这种通过化学或电化学处理所生成的膜层称为化学转化膜。化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成，目前工业上应用较多的是铁、铝、锌。

应用

金属表面转化膜能提高金属表面的耐蚀性、减摩性、耐磨性和装饰性，还能提高有机涂层的附着性和抗老化性，用作涂装底层。此外，有些表面转化膜提高金属表面的绝缘性和防爆性。

防锈用化学转化膜主要用于以下两种情况:

对部件有一般的防锈要求，如涂防锈油等，转化膜作为底层很薄时即可应用；对部件有较高的防锈要求，部件又不受挠曲、冲击等外力作用，转化膜要求均匀致密，且以厚者为佳。耐磨用化学转化膜，广泛地应用于金属与金属面互相摩擦的部位。

表面上的磷酸盐膜层具有很小的摩擦系数，因此减少了金属面间的摩擦阻力。这种磷酸盐膜层还具有良好的吸油作用，在金属接触面间产生了一缓冲层，从化学和机械两个方面保持了基体，从而减小磨损。

1.发黑处理：

概念：金属表面处理的一种常用手段，原理是使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的。

适用范围：对外观要求不高时可以采用发黑处理，钢制件的表面发黑处理，也被称为发蓝。原理：化学表面处理，在工件表面形成一层致密的氧化膜，提高工件的耐腐蚀性和耐磨性。不会对内部组织产生影响。

2.磷化处理：

概念：一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，工件（钢，铝，锌）浸入以酸式磷酸盐为主的磷化液，在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程。

目的：

1.用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力

2.在金属冷加工工艺中起到减摩润滑的作用。

四、表面涂层技术

通过物理，化学方法，使添加材料在基体表面形成涂层。基体不参与涂层的形成。

镀锌，是碟簧常用的涂层之一。作用：主要是防腐蚀，用量占全部电镀零件的1/3至1/2，是所有电镀品种中产量最大的一个镀种。

镀镍，应用：防护装饰性：在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用。

镀铬，优点：1.铬在大气中能长久保持光泽，在碱液，硝酸，硫酸等许多有机酸中不发生反应；2.在空气中极易钝化，表面生成一层极薄的钝化膜；3.镀铬层有很高的硬度和优良的耐磨性及较低的摩擦系数。

金属表面处理技术可以在不增加或不增加太多成本的情况下，使工件表面受到保护和强化，或修复废旧工件和加工失误的工件，从而提高产品的使用寿命和可靠性，改善机械设备的性能、质量，增强产品的竞争能力。所以，金属表面处理技术，对于推动高新技术的发展，对于节约材料、节约能源等都具有重要意义。