表面处理工艺

表面处理工艺金属镀覆金属镀覆工艺范围为达到一定的防护性装饰性功能性要求通常会对不同材料进行多种表面处理镀层设计在工业上获得金属镀层较多应用的金属镀覆表面处理工艺如表所示表金属镀覆工艺汇总镀覆方法主要适用范围电镀法传统五金电子产品外表面防护和装饰热浸法户外工程建筑防护塑料电镀塑胶终端产品外观和功能提供渗透镀精密电子器件真空蒸发镀灯罩防光镜等复合电镀提供高耐磨镀层如气缸内壁穿孔电镀板电镀电铸标牌铭牌工艺品化学镀法提供耐蚀并导电的镀层熔射喷镀法户外工程机械浸渍电镀提供特定的化学置换层阴极溅镀提供电磁屏蔽等功能或外观装饰层合金电镀提供更高性能或替代单金属镀层局部电镀同一零件满足两种外观或性能要求笔电镀零件修复在通讯行业大量采用钣金件和其它金属机加工件主要的功能要求是耐腐蚀性和少量的装饰性获得这些功能的最常用和最廉价的方式是传统电镀法电镀基础介绍金属的标准电极电位电极电位是表示某种离子或原子获得电子而还原的趋势如将某一金属放入它的溶液中规定溶液中金属离子的浓度为在时金属电极与标准氢电极电极电位指定为零之间的电位差叫做该金属的标准电极电位金属活动性顺序表钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金自左向右活性由强变弱标准电极电位由负变正电极电位越负金属越活泼自然界没有金属态存在如钠钾铝电极电位越正金属越稳定自然界有金属态存在如铜银金表部分材料标准电极电位金属电对金属电对阳极性镀层在一定的介质中镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位负时此镀层为阳极性镀层如钢上镀锌此类镀层完整性破坏后仍可依靠电化学作用保护基体阴极性镀层在一定的介质中镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位正时此镀层为阴极性镀层如钢上镀铜阴极性镀层只能依靠自身的致密膜层保护基体金属当镀层完整性较差或破坏之后将加速基体金属的腐蚀金属镀覆设计注意事项环境条件分类良好条件不暴露在大气中相对湿度不大于密封条件下不受腐蚀介质作用一般条件非露天一般大气条件相对湿度不大于恶劣条件户外露天受各种腐蚀介质作用相对湿度会大于特殊条件高温低温耐磨特殊介质环境接触偶两种材料的电位差大小决定了接触偶的大小见表电位差越大腐蚀越快一般条件下标准电极电位差不超过伏时可以安全使用表常用材料和镀覆层相互接触时的接触腐蚀等级注钢镀铬为铜镍铬复合镀层钢镀镍为铜镍复合镀层钢指碳素钢和低合金钢接触偶等级级不引起接触腐蚀可安全使用级引起接触腐蚀但影响不严重在多数场合下可以使用热带海洋环境例外需进行涂装级引起严重的接触腐蚀除在有空调的干燥室内或密封良好的条件下一般不宜采用必须用绝缘垫片隔离接触偶设计过程中应尽量避免大阴极小阳极现象出现镀覆层设计原则镀覆层设计时须考虑以下各项因素零件的材料结构形状配合公差如的螺纹镀层厚度超过微米就会影响形状和旋合零件储存和使用环境条件特征金属镀覆层的特性和分类应用范围厚度系列与选择原则金属材料接触偶级别镀覆的目的和各种性能要求镀覆层的表示方法接触材料铜及铜合金铜镀镍铜镀锡铜镀银铜镀锌钝化不锈钢钢镀铬钢镀镍锡焊料钢和铸铁钢镀锌钝化铝铝氧化炭制品油漆覆盖层铜及铜合金铜镀镍铜镀锡铜镀银铜镀锌钝化不锈钢钢镀铬钢镀镍锡焊料钢和铸铁钢镀锌钝化铝铝氧化炭制品油漆覆盖层几个特定的注意事项电化学特征结构设计中尽量避免两端盲孔等溶液无法进入或流动的区域和结构当孔较小较深时要增加工艺横孔以提高溶液流动性和改善电场分布提高镀层均匀性和可镀性由于前处理和电镀溶液很容易在组合件缝隙中残留带有螺纹连接压合搭接铆接点焊单面焊等组件因存在缝隙原则上不可以进行镀覆焊接整体机柜电镀难度很大良率较低机柜外部和内部镀层厚度差别较大设计中应尽量避免整机电镀黑色金属电镀后会不同程度的产生氢脆抗疲劳性能下降需要受力的高强度钢和薄壁零件要注意氢脆疲劳和应力集中等镀层组合不可随意设计必须经过试验验证性能满足各项要求的镀层组合才可以采用应注意镀覆层的使用温度范围超过允许的使用范围时不仅会导致性能无法达到甚至可能引起基体金属的开裂和脆断电镀铬的深度能力很差形状复杂的工件仅装饰性的外表面可以保证镀层完整凹槽和孔内很难镀到在密闭情况下应考虑有机挥发气氛对锌镉镀层的腐蚀作用几种常用零件电化学处理推荐表几种常用零件电化学处理推荐序号零件特征或材料推荐处理方式冷轧钢板门板立柱横梁托架走线架镀锌彩色钝化铝合金插箱挡板盖板导电氧化银白色压铸铝屏蔽盒导电氧化黄绿色插销铰链装饰铬门锁拉手扳手装饰铬珍珠铬导电板焊接铜排镀锡镀镍铝合金散热片阳极氧化钢紧固件电镀彩锌电镀黑锌达克罗铜紧固件镀亮镍户外工程安装附件热镀锌防腐涂料表面喷涂喷涂基础介绍喷漆原理采用专用的喷漆枪利用压缩空气喷出的气流与连接贮漆罐的管内形成气压差从而把漆液从贮漆罐里吸上来被压缩空气的气流带到喷嘴吹成细雾均匀的喷涂于被涂表面通过不同的喷嘴和调整喷嘴位置可以调成圆形扇形水平垂直等不同形状的漆流对于大而简单的表面一般采用扁平漆流小而复杂的表面则通常采用圆形漆流喷粉原理采用专用的静电喷枪涂料借压缩空气气体送入喷枪后在静电喷枪的电晕放电电极附近带上了负电荷因而产生了静电力和偶极力然后在输送气压力的推动下涂料微粒飞离喷枪后沿着电力线方向飞向带正电性的工件并按工件表面电力线的分布密度排列从而涂料就牢牢地涂敷吸附在工件表面httpinfocoatingshc360comhtmlztfenmotuliaohtml粉末涂料的静电喷涂称为喷粉或喷塑一般膜层较厚只需几秒种就得到的涂层厚度涂敷后的工件送到烘箱内烘烤粉末经过受热熔融流平交联固化成膜根据粉末涂料中流平剂的多少可分别得到平光桔纹砂纹效果的涂层表喷漆和喷粉层技术指标和其它对比对比项目喷漆喷粉固化温度涂膜固化后厚度固化时间漆膜硬度铅笔耐冲击性耐腐蚀性测试耐溶剂性较好好可选效果平光撒点平光桔纹砂纹参考加工价格元元表面效果选择原则为保证较高的外观合格率在涂覆设计时应优先考虑采用美术效果喷漆选用撒点喷粉选用桔纹砂纹注意喷漆没有桔纹砂纹喷粉没有撒点平均合格率可达到以上不论喷漆或者喷粉原则上应该避免采用平光效果尤其是高质量平光等级的设计如电镀亮银漆这些涂层平均合格率一般仅为左右喷粉喷漆设计注意事项根据零件的使用功能和使用环境气候条件特征设计不同部位适当的外观要求等级尽量减少除正视外观装饰面以外部分采用要求较高的外观等级角锐边必须倒钝倒圆倒角的圆弧半径在可能条件下应愈大愈好以便降低粉末在固化时的边缘效应金属加工在折弯处棱角应圆滑无龟裂由于静电作用引起密孔透漆一般密孔部位单面喷涂时密孔背面应允许少量溢漆飞漆要尽量减少单面喷涂密孔背面不允许有漆层的结构设计对于单面喷涂背面不允许有漆层需要导电的钣金件不要设计及以下的小孔否则孔易堵塞局部喷漆和喷粉的工件不喷漆的表面需要进行保护为降低局部保护难度在设计喷涂范围时须注意一些原则钣金件断面没有导电接触要求时应将断面所有切边和孔包含在喷涂加工范围内如图所示喷漆方式一要求喷涂时保护钣金端面在贴保护胶带时薄壁端面不易贴牢喷涂时容易脱落如果改为喷漆方式二则喷涂操作简单图喷漆保护示意图圆弧面为边界的喷涂区应将喷涂区域向平面区域延伸以保证保护区域的准确控制点画线指示的区域喷涂如图图喷漆保护示意图有装饰性要求的的喷涂表面最好不要设计铆装结构推荐使用焊接方式必须采用铆接时铆接处的喷涂质量应降级验收如图压铆螺母柱压入钣金件上后喷涂前一般要打磨平整否则喷涂后会有压铆螺母柱的六角形印迹面板和盖板上有喷涂的表面尽可能避免采用这种结构图喷漆保护示意图铝板上压铆不锈钢螺钉由于两者强度差别太大喷涂前螺钉及附近区域抛光打磨困难质量不易保证应尽量减少这种结构的喷涂尽可能减少喷涂保护面由于喷涂保护的胶带是耐温接近度的高温胶带价格很贵而且粘贴高温胶带速度慢效率低所以设计尽可能减少保护面积如图要求盖板外表面喷涂盖板内表面要搭接导电需要喷涂保护左边的喷涂要求全部内表面喷涂保护喷涂保护困难密孔的喷漆毛刺要一个个去掉工作量非常大为了保证屏蔽搭接可以将整体内部喷涂保护改为右图所示的局部保护喷涂保护简单工作量大大降低图减少喷涂保护面积特别注意不要出现一个很大的零件喷涂很小部分表面大部分表面被喷涂保护的现象这样将给喷涂带来很大的困难表面丝印丝网印刷原理丝网印刷是利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印版使丝网印版上图文部分的丝网孔为通孔而非图文部分的丝网孔被堵住印刷时通过刮板的挤压使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上形成与原稿一样的图文丝网印刷设备简单操作方便印刷制版简易且成本低廉适应性强丝网印刷由五大要素构成即丝网印版刮印刮板油墨印刷台以及承印物丝网印刷的主要特点丝网印刷可以使用多种类型的油墨即油性水性合成树脂乳剂型粉体等各类型的油墨且丝网印刷油墨调配方法简便版面柔软丝网印刷版面柔软且具有一定的弹性不仅适合于在纸张和布料等软质物品上印刷而且也适合于在硬质物品上印刷例如玻璃陶瓷塑料金属等丝网印刷压印力小由于在印刷时所用的压力小所以也适于在易破碎的物体上和轻薄物体上印刷墨层厚实覆盖力强耐光性强色泽鲜艳丝网印刷的墨层厚度一般可达微米左右可以使用各种油墨及涂料不仅可以使用浆料粘接剂及各种颜料也可以使用颗粒较粗的颜料不受承印物表面形状的限制及面积大小的限制它不仅适合在小物体上印刷而且也适合在较大物体上印刷这种印刷方式有着很大的灵活性和广泛的适用性丝印一般是用于表面较平的工件也可以丝印半径很大的弧面或者球面如果弧面或者球面曲率太大就要采用移印等方式丝网印刷比较适于表现文字及线条明快的单色成套色原稿同样适于表现反差较大层次清晰的彩色原稿不适于再现精细线条网点的原稿丝印设计注意事项面板丝印字体的颜色丝印颜色应选择公司的结构设计规范颜色要求规定的几种颜色同一零件上要尽量减少丝印的颜色而且丝印颜色尽量统一丝印距障碍物的最小距离当丝印字符周围有其它突起物时突起物的高度不得大于否则丝印字符与突起物之间要保留一定的距离要求丝印字符与障碍物的距离一般大于可用普通的丝印框完成丝印当空间位置限制可以采用较小的铝合金丝印框丝印字符与障碍物的距离至少大于这种情况丝印稍微困难只有结构特别需要时才按照这个尺寸设计如图当上述要求不能满足时使用不干胶标签图丝印与障碍物的最小距离避免在光亮的表面设计丝印避免在光亮的表面如电镀装饰铬光亮镍光亮阳极氧化和导电氧化层设计丝印在镀层和化学处理层表面丝印时只能在非装饰性光亮表面镀锌和较粗糙表面如珍珠铬等哑光镀层进行必要时要将底材粗化如喷砂拉丝等处理图案很复杂时不宜丝印图案很复杂面积很大内容很多线条很细很密的图形丝印难度很大良率难以保证这种情况不太合适丝印最好采用标贴或其他表达形式移印介绍移印工艺十分简单先将需要印刷的图案蚀刻在钢模板上在蚀刻的钢模板上涂覆油墨利用硅橡胶材料制成的曲面移印头将凹版上的油墨蘸到移印头的表面然后移到需要移印的工件表面并下压将文字图案等转印到被印刷工件上移印工艺主要用于不规则异形对象表面的印刷以塑胶注塑零件为主例如手机表面的文字和图案还有计算机键盘仪器仪表等很多电子产品的表面印刷一般都是移印完成