表面處理工藝

1、. 表面處理工藝1.1 金屬鍍覆1.1.1 金屬鍍覆工藝范圍為達(dá)到一定的防護(hù)性、裝飾性、功能性要求，通常會對不同材料進(jìn)行多種表面處理鍍層設(shè)計，在工業(yè)上獲得金屬鍍層較多應(yīng)用的金屬鍍覆表面處理工藝如表7-1所示：表7-1 金屬鍍覆工藝匯總鍍覆方法主要適用范圍電鍍法(electroplating)傳統(tǒng)五金、電子產(chǎn)品外表面防護(hù)和裝飾熱浸法(hot dip plating)戶外工程、建筑防護(hù)塑料電鍍(plastic plating)塑膠終端產(chǎn)品外觀和功能提供滲透鍍(diffusion plating)精密電子器件真空蒸發(fā)鍍(vacuum plating)燈罩、防光鏡等復(fù)合電鍍 (composite pl

2、ating提供高耐磨鍍層，如氣缸內(nèi)壁穿孔電鍍 (through-hole plating)pcb板電鍍電鑄 (electroforming)標(biāo)牌、銘牌、工藝品化學(xué)鍍法(electroless plating)提供耐蝕并導(dǎo)電的鍍層熔射噴鍍法(spray plating)戶外工程機(jī)械浸漬電鍍(immersion plating)提供特定的化學(xué)置換層陰極濺鍍(cathode spattering)提供電磁屏蔽等功能或外觀裝飾層合金電鍍 (alloy plating)提供更高性能或替代單金屬鍍層局部電鍍 (selective plating)同一零件滿足兩種外觀或性能要求筆電鍍(pen plating

3、)零件修復(fù)在通訊行業(yè)，大量采用鈑金件和其它金屬機(jī)加工件，主要的功能要求是耐腐蝕性和少量的裝飾性，獲得這些功能的最常用和最廉價的方式是傳統(tǒng)電鍍法。1.1.2 電鍍基礎(chǔ)介紹1.1.2.1 金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位電極電位是表示某種離子或原子獲得電子而還原的趨勢。如將某一金屬放入它的溶液中（規(guī)定溶液中金屬離子的濃度為lm），在25時，金屬電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極（電極電位指定為零）之間的電位差，叫做該金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位。金屬活動性順序表（鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛（氫）銅汞銀鉑金）自左向右活性由強(qiáng)變?nèi)酰瑯?biāo)準(zhǔn)電極電位由負(fù)變正。電極電位越負(fù)，金屬越活潑，自然界沒有金屬態(tài)存在，如鈉、鉀、鋁；電極電位越正，金屬越穩(wěn)定，自然界有金

4、屬態(tài)存在，如銅、銀、金。精品.表7-2 部分材料標(biāo)準(zhǔn)電極電位e（25）金屬電對e金屬電對eli+/li3.01pb2+/pb0.13mg2+/mg2.37h+/h20al3+/al1.80cu2+/cu+0.34ti+/ti1.63o2/oh-+0.40zn2+/zn0.76ag+/ag+0.80cr3+/cr0.74au3+/au+1.50fe2+/fe0.44au+/au+1.70cd2+/cd0.40co2+/co0.28sn4+/sn2+0.15ni2+/ni0.25cu2+/cu+0.15sn2+/sn0.14fe3+/fe2+0.771.1.2.2 陽極性鍍層在一定的介質(zhì)中，鍍層金

5、屬的電極電位比基體金屬的電極電位負(fù)時，此鍍層為陽極性鍍層（如鋼上鍍鋅）。此類鍍層完整性破壞后，仍可依靠電化學(xué)作用保護(hù)基體。1.1.2.3 陰極性鍍層在一定的介質(zhì)中，鍍層金屬的電極電位比基體金屬的電極電位正時，此鍍層為陰極性鍍層（如鋼上鍍銅）。陰極性鍍層只能依靠自身的致密膜層保護(hù)基體金屬，當(dāng)鍍層完整性較差或破壞之后，將加速基體金屬的腐蝕。1.1.3 金屬鍍覆設(shè)計注意事項1.1.3.1 環(huán)境條件分類良好條件：不暴露在大氣中，相對濕度不大于70%，密封條件下，不受腐蝕介質(zhì)作用。一般條件：非露天，一般大氣條件，相對濕度不大于95%。惡劣條件：戶外、露天，受各種腐蝕介質(zhì)作用，相對濕度會大于95%。特殊條

6、件：高溫、低溫、耐磨、特殊介質(zhì)環(huán)境。1.1.3.2 接觸偶兩種材料的電位差大小決定了接觸偶的大?。ㄒ姳?-3）。電位差越大，腐蝕越快。一般條件下，標(biāo)準(zhǔn)電極電位差不超過0.5伏時，可以安全使用。精品.精品.1.1.3.3 表7-3 常用材料和鍍覆層相互接觸時的接觸腐蝕等級接觸材料銅及銅合金0銅鍍鎳00銅鍍錫1010銅鍍銀00110銅鍍鋅，鈍化221220不銹鋼01001020鋼鍍鉻101101200鋼鍍鎳010010112000錫(焊料)11001111010鋼和鑄鐵11222211212120鋼鍍鋅，鈍化2222022120120鋁212012012212012010鋁，氧化210120111

7、1020100炭制品-1-2-0油漆覆蓋層0000-000-00-0銅及銅合金銅鍍鎳銅鍍錫銅鍍銀銅鍍鋅，鈍化不銹鋼鋼鍍鉻鋼鍍鎳錫(焊料)鋼和鑄鐵鋼鍍鋅，鈍化鋁鋁，氧化炭制品油漆覆蓋層注：鋼鍍鉻為銅、鎳、鉻復(fù)合鍍層 鋼鍍鎳為銅、鎳復(fù)合鍍層 鋼指碳素鋼和低合金鋼接觸偶等級：0級不引起接觸腐蝕可安全使用；精品. 1級引起接觸腐蝕，但影響不嚴(yán)重，在多數(shù)場合下可以使用，熱帶海洋環(huán)境例外。（需進(jìn)行涂裝）； 2級引起嚴(yán)重的接觸腐蝕，除在有空調(diào)的干燥室內(nèi)或密封良好的條件下，一般不宜采用。（必須用絕緣墊片隔離）。接觸偶設(shè)計過程中，應(yīng)盡量避免大陰極小陽極現(xiàn)象出現(xiàn)。1.1.3.4 鍍覆層設(shè)計原則鍍覆層設(shè)計時須考慮以

8、下各項因素：1） 零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、配合公差，如m3的螺紋鍍層厚度超過6微米，就會影響形狀和旋合；2） 零件儲存和使用環(huán)境條件特征；3） 金屬鍍覆層的特性和分類、應(yīng)用范圍、厚度系列與選擇原則；4） 金屬材料接觸偶級別；5） 鍍覆的目的和各種性能要求；6） 鍍覆層的表示方法。1.1.3.5 幾個特定的注意事項1） 電化學(xué)特征，結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡量避免兩端盲孔等溶液無法進(jìn)入或流動的區(qū)域和結(jié)構(gòu)，當(dāng)孔較小、較深時，要增加工藝橫孔，以提高溶液流動性和改善電場分布，提高鍍層均勻性和可鍍性；2） 由于前處理和電鍍?nèi)芤汉苋菀自诮M合件縫隙中殘留，帶有螺紋連接、壓合、搭接、鉚接、點(diǎn)焊、單面焊等組件，因存在縫隙，原

9、則上不可以進(jìn)行鍍覆。3） 焊接整體機(jī)柜電鍍難度很大，良率較低，機(jī)柜外部和內(nèi)部鍍層厚度差別較大，設(shè)計中應(yīng)盡量避免整機(jī)電鍍；4） 黑色金屬電鍍后會不同程度的產(chǎn)生氫脆抗疲勞性能下降，需要受力的高強(qiáng)度鋼和薄壁零件，要注意氫脆、疲勞和應(yīng)力集中等；5） 鍍層組合不可隨意設(shè)計，必須經(jīng)過試驗驗證性能滿足各項要求的鍍層組合才可以采用；6） 應(yīng)注意鍍覆層的使用溫度范圍，超過允許的使用范圍時，不僅會導(dǎo)致性能無法達(dá)到，甚至可能引起基體金屬的開裂和脆斷。7） 電鍍鉻的深度能力很差，形狀復(fù)雜的工件，僅裝飾性的外表面可以保證鍍層完整，凹槽和孔內(nèi)很難鍍到。8） 在密閉情況下，應(yīng)考慮有機(jī)揮發(fā)氣氛對鋅鎘鍍層的腐蝕作用。1.1.4

10、 幾種常用零件電、化學(xué)處理推薦表7-4幾種常用零件電、化學(xué)處理推薦序號零件特征或材料推薦處理方式1冷軋鋼板門板、立柱、橫梁、托架、走線架鍍鋅彩色鈍化精品.2鋁合金插箱、擋板、蓋板導(dǎo)電氧化銀白色3壓鑄鋁屏蔽盒導(dǎo)電氧化黃綠色4插銷、鉸鏈裝飾鉻5門鎖拉手、扳手裝飾鉻、珍珠鉻6導(dǎo)電板、焊接銅排鍍錫、鍍鎳7鋁合金散熱片陽極氧化8鋼緊固件電鍍彩鋅、電鍍黑鋅、達(dá)克羅9銅緊固件鍍亮鎳10戶外工程安裝附件熱鍍鋅、防腐涂料1.2 表面噴涂1.2.1 噴涂基礎(chǔ)介紹1.2.1.1 噴漆原理采用專用的噴漆槍，利用壓縮空氣噴出的氣流，與連接貯漆罐的管內(nèi)形成氣壓差，從而把漆液從貯漆罐里吸上來，被壓縮空氣的氣流帶到噴嘴，吹成

11、細(xì)霧均勻的噴涂于被涂表面。通過不同的噴嘴和調(diào)整噴嘴位置，可以調(diào)成圓形、扇形、水平、垂直等不同形狀的漆流。對于大而簡單的表面，一般采用扁平漆流；小而復(fù)雜的表面，則通常采用圓形漆流。1.2.1.2 噴粉原理采用專用的靜電噴槍，涂料借壓縮空氣氣體送入噴槍后，在靜電噴槍的電暈放電電極附近帶上了負(fù)電荷，因而產(chǎn)生了靜電力和偶極力。然后在輸送氣壓力的推動下，涂料微粒飛離噴槍后，沿著電力線方向飛向帶正電性的工件，并按工件表面電力線的分布密度排列，從而涂料就牢牢地涂敷（吸附）在工件表面。粉末涂料的靜電噴涂稱為噴粉或噴塑。一般膜層較厚，只需幾秒種就得到50100m的涂層厚度。涂敷后的工件送到烘箱內(nèi)烘烤，粉末經(jīng)過受

12、熱熔融、流平、交聯(lián)，固化成膜。根據(jù)粉末涂料中流平劑的多少可分別得到平光、桔紋、砂紋效果的涂層。表7-5 噴漆和噴粉層技術(shù)指標(biāo)和其它對比對比項目噴漆噴粉固化溫度16051805涂膜固化后厚度3060m6090m固化時間2030min2030min漆膜硬度（鉛筆）3h2h耐沖擊性50kg/cm250kg/cm2耐腐蝕性（nss測試）240h500h精品.耐溶劑性較好好可選效果平光、撒點(diǎn)平光、桔紋、砂紋參考加工價格23元/m228元/m21.2.2 表面效果選擇原則為保證較高的外觀合格率，在涂覆設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮采用美術(shù)效果。噴漆選用撒點(diǎn)，噴粉選用桔紋、砂紋（注意：噴漆沒有桔紋、砂紋，噴粉沒有撒點(diǎn)），

13、平均合格率可達(dá)到90%以上，不論噴漆或者噴粉，原則上應(yīng)該避免采用平光效果，尤其是高質(zhì)量平光等級的設(shè)計（如電鍍亮銀漆），這些涂層平均合格率一般僅為5070%左右。1.2.3 噴粉、噴漆設(shè)計注意事項根據(jù)零件的使用功能和使用環(huán)境氣候條件特征，設(shè)計不同部位適當(dāng)?shù)耐庥^要求等級。盡量減少除正視外觀裝飾面以外部分采用要求較高的外觀等級。1） 角銳邊必須倒鈍、倒圓。倒角的圓弧半徑在可能條件下應(yīng)愈大愈好，以便降低粉末在固化時的邊緣效應(yīng)。金屬加工在折彎處棱角應(yīng)圓滑無龜裂。2） 由于靜電作用引起密孔透漆，一般密孔部位單面噴涂時，密孔背面應(yīng)允許少量溢漆（飛漆）。要盡量減少單面噴涂、密孔背面不允許有漆層的結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于

14、單面噴涂背面不允許有漆層（需要導(dǎo)電）的鈑金件，不要設(shè)計2及以下的小孔，否則孔易堵塞。3） 局部噴漆和噴粉的工件，不噴漆的表面需要進(jìn)行保護(hù)，為降低局部保護(hù)難度，在設(shè)計噴涂范圍時須注意一些原則：鈑金件斷面沒有導(dǎo)電接觸要求時，應(yīng)將斷面（所有切邊和孔）包含在噴涂加工范圍內(nèi)。如圖 7-1所示，噴漆方式一，要求噴涂時保護(hù)鈑金端面、c，在貼保護(hù)膠帶時，薄壁端面不易貼牢，噴涂時容易脫落，如果改為噴漆方式二，則噴涂操作簡單。圖7-1 噴漆保護(hù)示意圖4） 圓弧面為邊界的噴涂區(qū)應(yīng)將噴涂區(qū)域向平面區(qū)域延伸2mm，以保證保護(hù)區(qū)域的準(zhǔn)確控制（點(diǎn)畫線指示的區(qū)域噴涂），如圖7-2。精品.圖7-2 噴漆保護(hù)示意圖5） 有裝飾性

15、要求的的噴涂表面，最好不要設(shè)計鉚裝結(jié)構(gòu)，推薦使用焊接方式。必須采用鉚接時，鉚接處的噴涂質(zhì)量應(yīng)降級驗收。如圖7-3，壓鉚螺母柱壓入鈑金件上后，噴涂前，一般要打磨平整，否則，噴涂后，會有壓鉚螺母柱的六角形印跡，面板和蓋板上有噴涂的表面，盡可能避免采用這種結(jié)構(gòu)。圖7-3 噴漆保護(hù)示意圖6） 鋁板上壓鉚不銹鋼螺釘，由于兩者強(qiáng)度差別太大，噴涂前螺釘及附近區(qū)域拋光打磨困難，質(zhì)量不易保證，應(yīng)盡量減少這種結(jié)構(gòu)的噴涂。7） 盡可能減少噴涂保護(hù)面，由于噴涂保護(hù)的膠帶是耐溫接近300度的高溫膠帶，價格很貴，而且，粘貼高溫膠帶速度慢，效率低，所以設(shè)計盡可能減少保護(hù)面積。如圖7-4，要求蓋板外表面噴涂，蓋板內(nèi)表面要搭接

16、導(dǎo)電，需要噴涂保護(hù)， 左邊的噴涂要求全部內(nèi)表面噴涂保護(hù)，噴涂保護(hù)困難，密孔的噴漆毛刺要一個個去掉，工作量非常大。為了保證屏蔽搭接，可以將整體內(nèi)部噴涂保護(hù)改為右圖所示的局部保護(hù)，噴涂保護(hù)簡單，工作量大大降低。圖7-4 減少噴涂保護(hù)面積8） 特別注意，不要出現(xiàn)一個很大的零件噴涂很小部分表面、大部分表面被噴涂保護(hù)的現(xiàn)象，這樣將給噴涂帶來很大的困難。精品.1.3 表面絲印1.3.1 絲網(wǎng)印刷原理：絲網(wǎng)印刷是利用感光材料通過照相制版的方法制作絲網(wǎng)印版(使絲網(wǎng)印版上圖文部分的絲網(wǎng)孔為通孔，而非圖文部分的絲網(wǎng)孔被堵住)。印刷時通過刮板的擠壓，使油墨通過圖文部分的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到承印物上，形成與原稿一樣的圖文。絲網(wǎng)

17、印刷設(shè)備簡單、操作方便，印刷、制版簡易且成本低廉，適應(yīng)性強(qiáng)。絲網(wǎng)印刷由五大要素構(gòu)成，即絲網(wǎng)印版、刮印刮板、油墨、印刷臺以及承印物。1.3.2 絲網(wǎng)印刷的主要特點(diǎn)：1） 絲網(wǎng)印刷可以使用多種類型的油墨。即：油性、水性、合成樹脂乳劑型、粉體等各類型的油墨，且絲網(wǎng)印刷油墨調(diào)配方法簡便；2） 版面柔軟。絲網(wǎng)印刷版面柔軟且具有一定的彈性不僅適合于在紙張和布料等軟質(zhì)物品上印刷，而且也適合于在硬質(zhì)物品上印刷，例如：玻璃、陶瓷、塑料、金屬等；3） 絲網(wǎng)印刷壓印力小。由于在印刷時所用的壓力小，所以也適于在易破碎的物體上和輕薄物體上印刷；4） 墨層厚實，覆蓋力強(qiáng)，耐光性強(qiáng)，色澤鮮艷。絲網(wǎng)印刷的墨層厚度一般可達(dá)30

18、微米左右?？梢允褂酶鞣N油墨及涂料，不僅可以使用漿料、粘接劑及各種顏料，也可以使用顆粒較粗的顏料；5） 不受承印物表面形狀的限制及面積大小的限制。它不僅適合在小物體上印刷，而且也適合在較大物體上印刷。這種印刷方式有著很大的靈活性和廣泛的適用性。絲印一般是用于表面較平的工件，也可以絲印半徑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。6） 絲網(wǎng)印刷比較適于表現(xiàn)文字及線條明快的單色成套色原稿，同樣適于表現(xiàn)反差較大，層次清晰的彩色原稿。不適于再現(xiàn)精細(xì)線條、網(wǎng)點(diǎn)的原稿。1.3.3 絲印設(shè)計注意事項1）面板絲印字體的顏色絲印顏色應(yīng)選擇公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范顏色要求規(guī)定的幾種顏色，同一零件上，要盡量減少絲印的顏色，而且絲印顏色盡量統(tǒng)一。2）絲印距障礙物的最小距離當(dāng)絲印字符周圍有其它突起物時