筆記本表面處理工藝綜合報(bào)告資料

1、材料表面精飾綜合報(bào)告筆記本表面材料與處理學(xué)號(hào)：091401223姓名：高玉林目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 引言 2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 筆記本外殼材質(zhì) 2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document ABS 工程塑料 2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 性能方面： 3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 鋁鎂合金

2、 3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 鎂鋁合金 4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 鈦 合金 4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 性能方面： 4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 玻璃纖維 5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 碳纖維 5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 筆記本電腦表面處理工

3、藝6鋼琴烤漆 6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 表面磨砂 6 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 膜內(nèi)漾印 7 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 陽極氧化 7陽極氧化原理： 7 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 金屬拉絲 8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 塑料電鍍 8 HYPERLINK l bookmark36 o Current Docu

4、ment 電鍍過 程 8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 表面噴涂 8 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document PU 噴 涂工 藝 9 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document UV 噴涂工 藝 9引言材料的損壞和失效大多是從表面破損開始的，通過對(duì)材料的表面進(jìn)行改性或者涂覆一層其他材料實(shí)現(xiàn)對(duì)基底材料的保護(hù)。筆記本電腦是高效率生產(chǎn)工具，在生活與學(xué)習(xí)過程中不可或缺。對(duì)筆記本電腦表面的處理能大大提升筆記本電腦的抗磨損性與美觀性。在考量筆記本外殼時(shí)通?？磧蓚€(gè)內(nèi)容：外

5、殼材質(zhì)與加工工藝；外殼材質(zhì)為筆記本電腦A面采用的物理材料，加工工藝為在物理材料的表面做的處理方法。筆記本外殼材質(zhì)隨著科技迅速發(fā)展，筆記本產(chǎn)業(yè)也迎來一次次革新，筆記本外觀、材質(zhì)不再單一，給了大 眾更多選擇。目前目前筆記本電腦主流外殼材質(zhì)包含：ABS工程塑料金屬合金：鋁鎂合金，鎂鋁合金，鈦合金復(fù)合纖維：玻璃纖維，碳纖維ABS工程塑料丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene ,簡稱 ABS)是一種通用型熱塑性聚合物，ABS性能特征：剛性好、沖擊強(qiáng)度高、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)藥品性、機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝

6、、著色，還可以進(jìn)行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二 次加工性能。由于 ABS的特性結(jié)合了其三種組分的特點(diǎn)，使其具有優(yōu)良的綜合性能，成為電器元件、家 電、計(jì)算機(jī)和儀器儀表首選的塑料之一?！癈HlCH l CN化學(xué)式為：性能方面：一般性能： ABS 工程塑料外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS 相對(duì)密度為 1.05 左右，吸水率低。 ABS 同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。 ABS 的氧指數(shù)為1820 ，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的肉桂味。力學(xué)性能： ABS 有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用： ABS 的

7、耐磨性優(yōu) 良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比 PA 及 POM 小。 ABS 的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。 ABS 的力學(xué)性能受溫度的影 響較大。熱學(xué)性能： ABS 的熱變形溫度為93118 ，制品經(jīng)退火處理后還可提高10 左右。 ABS 在 -40 時(shí)仍能表現(xiàn)出一點(diǎn)的韌性，可在 -40100 的溫度范圍內(nèi)使用。電學(xué)性能：ABS 的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。環(huán)境性能：ABS 不受水、無機(jī)鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂。

8、 ABS 的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶外半年后，沖擊強(qiáng)度下降一半鋁鎂合金鋁鎂合金鋁板主要元素是鋁，再摻入少量的鎂或是其它的金屬材料來加強(qiáng)其硬度。以 Mg 為主要添加元素的鋁合金，由于它抗蝕性好，又稱防銹鋁合金。鋁鎂合金鋁板質(zhì)堅(jiān)量輕、密度低、散熱性較好、抗壓性較強(qiáng)、性能出色、強(qiáng)度高、耐腐蝕、持久耐用、易于涂色，能充分滿足 3C 產(chǎn)品高度集成化、輕薄化、微型化、抗摔撞及電磁屏蔽和散熱的要求。其硬度是傳統(tǒng)塑料機(jī)殼的數(shù)倍，但重量僅為后者的三分之一?，F(xiàn)在大多數(shù)的筆記本金屬外殼都是采用的鋁鎂合金，差別就是其配方和制作工藝有所不同。一般來說這種材質(zhì)是在鋁中加入 5%左右的鎂成分，還有含量小于

9、1% 的鉻、鐵、硅、銅、鋅等材料，這種也會(huì)被歸類為防銹鋁合金，質(zhì)感較好。主要筆記本代表機(jī)型是MacBook Pro 和 MacBook Air 。鋁鎂合金在化學(xué)穩(wěn)定性上的表現(xiàn)是相當(dāng)不錯(cuò)的，同時(shí)，富有金屬光澤，外觀上相當(dāng)誘人，也便于后期的切削、拉絲等處理，再加上合理的價(jià)格，這就讓大多數(shù)筆記本廠商為之所用。不過，以鋁為基材，讓鋁鎂合金的密度較高，達(dá)到 2.6g/ 立方厘米，而強(qiáng)度表現(xiàn)其實(shí)并不算特別凸出，這就讓鋁鎂合金外殼要有一定的厚度才能保證其強(qiáng)度，對(duì)整個(gè)外殼的重量有一定影響。缺點(diǎn)：鋁鎂合金并不是很堅(jiān)固耐磨，成本較高，比較昂貴，而且成型比 ABS 困難（需要用沖壓或者壓鑄工藝） ，所以筆記本電腦一

10、般只把鋁鎂合金使用在頂蓋上，很少有機(jī)型用鋁鎂合金來制造整個(gè)機(jī)殼。鎂鋁合金由于用鎂作為基材，鎂鋁合金的密度大幅度降低，只有1.8g/ 立方厘米，而在強(qiáng)度上卻與鋁鎂合金表現(xiàn)差不多，這讓外殼重量大大降低。只是，鎂鋁合金在外觀質(zhì)感上略差，灰蒙蒙的，再加上鎂的延展性能不足，因此大多數(shù)廠商了采用鑄造型加工，然后再進(jìn)行表面噴漆，或使用親膚等涂料來改善質(zhì)感。優(yōu)勢(shì)：散熱好、質(zhì)量輕、抗壓性強(qiáng)加工性好、密度最小的工程金屬劣勢(shì)：成本高、成型困難、耐蝕性差鈦 合金鈦是 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。鈦合金可以說是鋁鎂合金的升級(jí)版。主

11、要元素仍是鋁，但加入微量鈦金屬，增強(qiáng)韌性。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其次是火箭、導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)件，在醫(yī)療器械中也得到推廣，而使用鈦鎂合金作為筆記本外殼時(shí)還滲入碳纖維材料，使硬度進(jìn)一步加強(qiáng)。性能方面：強(qiáng)度高：鈦合金的密度一般在 4.51g/ 立方厘米左右，僅為鋼的 60% ，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度（強(qiáng)度/ 密度 ）遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。熱強(qiáng)度高：使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度，可在450500 c的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150 c500 C范圍內(nèi)仍

12、有很高的比強(qiáng)度，而鋁合金在 150 c時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá)500 ，鋁合金則在 200 以下。抗蝕性好：鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)；對(duì)堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。低溫性能好：鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如 TA7 ，在 -253 下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料?；瘜W(xué)活性大：鈦的化學(xué)活性大，與大氣中 O 、 N 、 H 、 CO 、 CO2 、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)

13、烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時(shí)，會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC ；溫度較高時(shí)，與N 作用也會(huì)形成TiN 硬質(zhì)表層；在 600 以上時(shí)，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會(huì)形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達(dá)0.10.15 mm ,硬化程度為20%30%。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。導(dǎo)熱彈性?。衡伒膶?dǎo)熱系數(shù)人=15.24W/(m.K)約為銀的1/4 ,鐵的1/5 ,鋁的1/14 ,而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的 1/2 ，故其剛性差、易變形，不宜制作細(xì)長桿和薄壁件，切削時(shí)加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的23倍，造成

14、刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié)磨損。優(yōu)勢(shì)：超高強(qiáng)韌性、更加纖薄、散熱更好、自動(dòng)修復(fù)劣勢(shì)：工藝復(fù)雜、成本非常高玻璃纖維玻璃纖維( glass fiber 或 fiberglass )是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾個(gè)微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。其主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等現(xiàn)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車及火車制造、家用電器

15、及電子產(chǎn)品等。優(yōu)勢(shì)：強(qiáng)度高、不燃性、耐腐蝕、耐熱好、易加工、彈性系數(shù)高劣勢(shì)：質(zhì)地脆、耐磨性一般碳纖維碳纖維( carbon fiber ，簡稱 CF )，是一種含碳量在95% 以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高

16、溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好， X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3 倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2 倍左右，在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。碳纖維又分為幾個(gè)不同等級(jí)：強(qiáng)度200-300 吉帕之間的用來作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)300 吉帕強(qiáng)度的主要用于飛機(jī)制造， 500-600 吉帕的頂級(jí)碳纖維用于航空制造值得一提的是ThinkPad X1 Carbon 使用的正是強(qiáng)度超過500 的頂級(jí)碳纖維。優(yōu)勢(shì)：強(qiáng)韌度高、比金屬合金更輕、散熱最好的材質(zhì)、擁有良好導(dǎo)電性劣勢(shì)：成本高、

17、不易著色、機(jī)殼形狀缺乏變化筆記本電腦表面處理工藝鋼琴烤漆工藝主要分為兩部分：不飽和聚酯PE 高光漆，鋼琴漆噴涂烤漆工藝。作為漆而言的鋼琴漆，不飽和聚酯 PE 鋼琴漆，是一種高光不飽和聚酯漆?？酒?，是噴漆或刷漆后，不讓工件自然固化，而是將工件送入烤漆房，通過電熱或者遠(yuǎn)紅外線加熱，使漆層固化的過程。與普通的高亮噴漆相比，鋼琴漆有兩大本質(zhì)的不同點(diǎn)：第一，鋼琴漆有很厚的底漆層，實(shí)際上，真正鋼琴漆的表層，如果用力敲碎，是會(huì)像搪瓷一樣碎裂的，而不是像普通的漆層一樣剝落的；第二，鋼琴漆是烤漆工藝，而不是噴漆工藝，經(jīng)過了一次高溫固化過程。由于這種差別，所以，與普通的噴漆相比，鋼琴漆在亮度、致密性特別是穩(wěn)定性上

18、要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高得多，如果不發(fā)生機(jī)械性的損壞，鋼琴漆表層經(jīng)過多年后依然光亮如新，而普通的亮度噴漆早已氧化滲透不復(fù)舊觀了。鋼琴烤漆對(duì)外殼材質(zhì)進(jìn)行高精度噴漆和長時(shí)間的表面處理，最終使表層獲得水晶質(zhì)感的炫亮光澤。目前只有黑、白、透明等幾種顏色。缺點(diǎn)是該工藝極易劃傷表面留下指紋，難清理。表面磨砂磨砂就是將原本光滑的物體變得不光滑，使光照射在表面形成漫反射的一道工序。磨砂工藝有著不易留指紋，觸感舒適，防滑性好的特點(diǎn)。化學(xué)中的磨砂是，磨砂玻璃處理是將金剛砂、硅砂、石榴粉等磨料對(duì)其進(jìn)行機(jī)械研磨或者手工研磨，制成均勻粗糙的表面，也可以用氫氟酸溶液對(duì)玻璃等物體表面進(jìn)行加工。表面磨砂廣泛應(yīng)用于筆記本電腦外殼（ A 面），

19、磨砂保護(hù)殼，觸摸板（ C 面）。膜內(nèi)漾印膜內(nèi)漾印技術(shù)（Imprint技術(shù)）是一種鑄模涂層技術(shù)，在成型產(chǎn)品的表面增加一層透明涂層，涂層內(nèi)層還可 以設(shè)計(jì)壓紋圖案，將紋理圖案鑲嵌在筆記本外殼和上層漆面之間，形成美觀大方的保護(hù)層。不僅具有很好 的視覺效果，獨(dú)特的紋理效果，更可以起到防磨損，防污的作用。但是該技術(shù)的應(yīng)用也有不便之處，相比 于磨砂技術(shù)，使用該技術(shù)處理后的外殼容易沾染指紋等污物。陽極氧化陽極氧化，金屬或合金的電化學(xué)氧化。鋁及其合金在相應(yīng)的電解液個(gè)特定的工藝條件下，由于外加電流的 作用下，在鋁制品（陽極）上形成一層氧化膜的過程。陽極氧化如果沒有特別指明，通常是指硫酸陽極氧 化。P日極氧化原理：

20、以鋁或鋁合金制品作為陽極置于電解質(zhì)溶液中，利用電解作用，使其表面形成氧化鋁薄膜的過程。鋁陽極氧化的原理實(shí)質(zhì)上是水電解的原理。當(dāng)電流通過時(shí)，將發(fā)生如下的反應(yīng)：陽極：2H2O - 4e -4H+ O 21 ,析出的不僅是分子狀態(tài)的氧，還包括原子氧（O）,以及離子氧（O2-）,通常在反應(yīng)中以分子氧（O2）表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的A12O3 o在陰極上：2H+ +2e - H2 TI -J. &.出T1直減電這層氧化膜具有保護(hù)性、絕緣性、裝飾性以及一些其他的功能特性。例如提高耐腐蝕性、增強(qiáng)耐磨性及硬度，保護(hù)金屬表面等。ThinkPad S5等機(jī)型就使用了此種表面處理工藝。金屬

21、拉絲在金屬壓力加工中。在外力作用下使金屬強(qiáng)行通過模具，金屬橫截面積被壓縮，并獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的技術(shù)加工方法稱為金屬拉絲。筆記本表面的金屬拉絲是反復(fù)用砂紙將鋁板刮出線條的過程，其工藝主要分為脫脂，砂磨機(jī)，水洗3 個(gè)部分。在拉絲過程中，陽極處理之后的特殊皮膜技術(shù)，可以使金屬表面生成一種含有該金屬成分的皮膜層，清晰顯示每一根細(xì)微絲痕，從而使金屬亞光中泛出細(xì)密的發(fā)絲光澤。根據(jù)需要，拉絲可以制成直紋、亂紋、螺紋波紋等。此種工藝耐腐蝕性強(qiáng)，不易留指紋，但不耐劃傷。塑料電鍍與金屬制件相比，塑料電鍍制品不僅可以實(shí)現(xiàn)很好的金屬質(zhì)感，而且能減輕制品重量，在有效改善塑料外觀及裝飾性的同時(shí)，也改善了其在

22、電、熱及耐蝕等方面的性能，提高了其表面機(jī)械強(qiáng)度。但電鍍用塑料材料的選擇卻要綜合考慮材料的加工性能、電鍍的難易程度以及尺寸精度等因素。 ABS 塑料因其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，不僅具有優(yōu)良的綜合性能，易于加工成型，而且材料表面易于侵蝕而獲得較高的鍍層結(jié)合力，所以目前在電鍍中應(yīng)用極為普遍。電鍍過 程?清潔：去除塑料成型過程中留下的污物及指紋，可用堿劑洗凈再用酸浸中和及水洗干凈?溶劑處理：使塑料表面能濕潤以便與下一步驟的調(diào)節(jié)劑作用?調(diào)節(jié)處理：將塑料表面粗化成內(nèi)鎖的凹洞以使鍍層密著住不易剝離，也稱為化學(xué)粗化?敏感花：將還原劑吸附在表面，常用（或其它錫化合物，就是snz+離子吸附于塑料表面具有還原性表面。? 成核：將具有催化性物質(zhì)如金、吸附于敏感化 （ 還原性 ） 的表面，經(jīng)還原作用結(jié)核成具有催化性的金屬種子 （seed） 然后可以用于