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干货 | 10种金属表面处理技术特点+工艺方法全解

2018/10/19 15:57   |    阅读量:1284   |    来自: ISE

【导语】 对于金属零件,比较常用的表面处理方法是,阳极氧化、电泳、微弧氧化、PVD真空镀、电镀、粉末喷涂、金属拉丝、喷砂、抛光、蚀刻等。今天SIMM小编为您拆解10种常见的金属表面处理工艺。

表面处理指通过物理或化学的方法在材料表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。


◑ 外观:颜色、图案、logo、光泽\线条(3D、2D)

◑ 质感:手感、粗糙度、寿命(品质)、流线型等

◑ 功能:硬化、抗指纹、抗划伤


对于金属零件,比较常用的表面处理方法是,阳极氧化、电泳、微弧氧化、PVD真空镀、电镀、粉末喷涂、金属拉丝、喷砂、抛光、蚀刻等。今天SIMM小编为您拆解10种常见的金属表面处理工艺。

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1.阳极氧化


阳极氧化:主要是铝的阳极氧化,是利用电化学原理,在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3(氧化铝)膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。

- 工艺流程 -

  • 单色、渐变色:

抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干

  • 双色:

① 抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2 →封孔→烘干

② 抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1 →镭雕→阳极氧化2 →封孔→烘干


- 技术特点 -

 

  1. 提升强度;

  2. 实现除白色外任何颜色;

  3. 实现无镍封孔,满足欧、美等国家对无镍的要求。


- 技术难点及改善关键点 -

阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本,提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度,这需要结构件厂商在生产过程中不断探索,寻求突破。


2.电泳


电泳(ED-Electrophoresis deposition):用于不锈钢、铝合金等,可使产品呈现各种颜色,并保持金属光泽,同时增强表面性能,具有较好的防腐性能。

- 工艺流程 -

前处理→电泳→烘干


- 技术特点 -

优点:

  1. 颜色丰富;

  2. 无金属质感,可配合喷砂、抛光、拉丝等;

  3. 液体环境中加工,可实现复杂结构的表面处理;

  4. 工艺成熟、可量产。

缺点:

掩盖缺陷能力一般,压铸件做电泳对前处理要求较高。


3.微弧氧化


微弧氧化(MAO):在电解质溶液中(一般是弱碱性溶液)施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程,该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。


- 工艺流程 -

前处理→热水洗→MAO→烘干


- 技术特点 -

优点:

  1. 陶瓷质感,外观暗哑,没有高光产品,手感细腻,防指纹;

  2. 基材广泛:Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其 合金等;

  3. 前处理简单,产品耐腐蚀性、耐候性极佳,散热性能佳。

缺点:

目前颜色受限制,只有黑色、灰色等较成熟,鲜艳颜色目前难以实现;成本主要受高耗电影响,是表面处理中成本最高的其中之一。


4.PVD真空镀

物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD):是一种工业制造上的工艺,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。

PVD原理示意图


- 工艺流程 -

PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束,冷却出炉→后处理(抛光、AFP)


- 技术特点 -

PVD可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的金属陶瓷装饰镀层。


5.电镀


电镀(Electroplating)是利用电解作用使金属的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用的一种技术。电镀中常见的有镀锌、镀铬、镀镍等。

- 工艺流程 -

前处理→无氰碱铜→无氰白铜锡→镀铬


- 技术特点 -

优点:

  1. 镀层光泽度高,高品质金属外观;

  2. 基材为SUS、Al、Zn、Mg等;成本相对PVD低。

缺点:

环境保护较差,环境污染风险较大。


6.粉末喷涂


粉末喷涂 (Powder coating)是用喷粉设备(静电喷塑机)把粉末涂料喷涂到工件的表面,在静电作用下,粉末会均匀的吸附于工件表面,形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的最终涂层。


- 工艺流程 -

上件→静电除尘→喷涂→低温流平→烘烤

- 技术特点 -

优点:

  1. 颜色丰富,高光、哑光可选;

  2. 成本较低,适用于建筑家具产品和散热片的外壳等;

  3. 利用率高,100%利用,环保;

  4. 遮蔽缺陷能力强;

  5. 可仿制木纹效果。

缺点:

目前用于电子产品比较少。


7.金属拉丝

拉丝:是通过研磨产品在工件表面形成线纹,起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为:直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。


- 技术特点 -

拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽,同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵。


8.喷砂

喷砂:是采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面,使工件表面的外表面的外表或形状发生变化,获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。


- 技术特点 -

  1. 实现不同的反光或亚光。

  2. 能清理工件表面的微小毛刺,并使工件表面更加平整,消除了毛刺的危害,提高工件的档次。

  3. 清除处理时遗留的残污,提高工件的光洁度,能使工件露出均匀一致的金属本色,使工件外表更美观,好看。


9.抛光

抛光:利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。

针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程),中抛(精加工过程)和精抛(上光过程),选用合适的抛光轮可以达到最佳抛光效果,同时提高抛光效率。

 

- 工艺流程 -

- 技术特点 -

提高工件的尺寸精度或几何形状精度,得到光滑表面或镜面光泽,同时也可消除光泽。


10.蚀刻

蚀刻:通常所指蚀刻也称光化学蚀刻,指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护膜去除,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。


- 工艺流程 -


  • 曝光法:

工程根据图形开出备料尺寸-材料准备-材料清洗-烘干→贴膜或涂布→烘干→曝光→显影→烘干-蚀刻→脱膜→OK

  • 网印法:

开料→清洗板材(不锈钢其它金属材料)→丝网印→蚀刻→脱膜→OK


- 技术特点 -

优点:

  1. 可进行金属表面细微加工;

  2. 赋予金属表面特殊的效果。

缺点:

蚀刻时采用的腐蚀液体(酸、碱等)大多对环境具有危害。



 

资料来源 |  SIMM整理自-新材料在线


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