表面处理:它是通过机器和化学的方法处理后,能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态,增加机体的抗蚀性和增加产品的都雅,从而提升产品的代价。表面处理种类的选择首先要从利用环境,利用寿命,人为欣赏的角度出发,当然经济代价也是考虑的核心所在。
表面处理的流程包括前处理,成膜,膜后处理。包装,入库。出货等工序,个中前处理包括机器处理,化学处理。
机器处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序。机器处理目的使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外不雅观不良征象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除,并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体,确保镀层有一个稳定状态,增加保护层的结合力,从而达到保护机体的浸染。
铝材表面处理
铝材常见的化学处理有铬化,喷漆, 电镀,阳极氧化,电泳等工艺。个中机器处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨等工艺。
第一节 铬化
铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在 0.5-4um,这层转化膜吸附性好,紧张作为涂装底层。外不雅观有金黄色,铝本色,绿色等。这种转化膜导电性能好,是电子产品的最好选项,如手机电池内导电条,磁电设备等。该膜层适宜所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软,不耐磨,因此不利于做产品外部件利用。
铬化工艺流程:
脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库
铬化适宜于铝及铝合金,镁及镁合金产品。
品质哀求:
1)颜色均匀,膜层细致,不可有碰伤,刮伤,用手触摸,不能有粗糙,掉灰等征象。
2 )膜层厚度0.3-4um 。
第二节,阳极氧化
阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密的氧化层,(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达 400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺的表面处理工艺。
其余这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天干系产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色,装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质哀求很严格,不同的材质表面有不同的装饰效果,常用的材质有6061,6063,7075,2024 等,个中,2024 相对效果要差一些, 由于材质中CU 的含量不同,因此7075 硬质氧化呈黄色,6061,6063 呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075 没多大的差别,但2024 就随意马虎涌现很多金斑。
一,常见工艺
常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮面染色,抛光雾面染色。喷吵亮面本色,喷吵雾面本色,喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。
二,阳极氧化工艺流程
除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和
阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
三,常见品质非常判断
A 表面涌现花斑。这种非常一样平常是由于金属调质不好或材质本身太差所至,处理办法,重新热处理。或改换材质。
B 表面涌现彩虹色。这种非常一样平常阳极作业失落误所致。,上挂时松动,造成产品导电不良。,处理办法,退电重新阳极处理。
C,表面碰伤,刮伤严重。这种非常一样平常是由于运输或加工过程中,作业大意所致,处理办法,退电,打磨再电。
D,染色时表面涌现白点。,这种非常一样平常是由于阳极作业时,水中有油,或其它杂质所致。
四,品质标准
1) 膜厚5-25um ,硬度在200HV 以上,封孔实验色变率小于5%
2 ) 盐雾实验在36 小时以上,且能达到9 级以上CNS 标准
3 ) 外不雅观不能有碰伤,刮伤,彩云等征象。表面不能有挂点,发黄等不良征象
四,压铸铝,如A380,A365,A382 等均不能做阳极氧化
第三节,铝材电镀工艺
一,铝及铝合金材料的优点
具有导电性好,传热快,比重轻,易于成型等优点,但铝及铝合金有硬度低,不耐磨,易发生晶间堕落,不易焊接,等缺陷,影响到利用范围。故为了扬长避短,当代工业中,利用电镀办理了这一问题。
二,铝材电镀的优点
1) 改进装饰性,
2 ) 提高表面硬度与耐磨性
3 ) 降落摩擦系数,改进润滑性。
4 ) 提高表面导电性能。
5 ) 提高耐蚀性(包括与其它金属组合)
6 ) 易于焊接
7 ) 提高与橡胶热压合时的结合力。
8 ) 提高反光率
9 ) 修复尺寸公差
由于铝是一个比较活泼的金属,被电镀物均比铝材活泼性强,因此,电镀前,必须做相应的化学转化,如浸锌,锌铁合金,锌镍合金,而使锌及锌合金底层有良好的结合力的中间层氰化镀铜层。压铸铝由于机体构造疏松,打磨时,不能打磨掉机体表层部份,否则涌现针孔,吐酸,脱皮等征象。
三,铝材电镀的工艺流程为
脱脂—>碱蚀—>活化—>锌置换—>活化—>电镀(如镍,锌,铜等)—>镀铬或钝化—>烘干。
1、常见的铝材电镀镀种有
镀镍(珍珠镍,沙镍,黑镍),镀银(面银,厚银),镀金,镀锌(彩锌,黑锌,蓝锌),镀铜(青鼓铜,白锡铜,碱铜,焦铜,酸铜),镀铬(白铬,硬铬,黑铬)等。
2、常见镀种的用场
1) 镀玄色,如黑锌,黑镍,等均用在光学电子及医疗东西上。
2 ) 镀金,银是电子产品的最好导体,同时也能提高产品的高档装饰性,但价格比较昂贵,一样平常均用在电子产品导电方面,如高精电线端子等的电镀。
3 ) 铜,镍,铬是当代科学领域中最遍及的稠浊镀种,不管在装饰性,抗蚀性,均是目前天下上最遍及的镀种。价格低廉,可用在运动器材,灯饰,大部份电子行业中。
4 ) 铜系镀种中,白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种,白色亮丽,是首饰行业的首选。青铜(铅锡铜可做仿金,因而是比较好的装饰性镀种)但铜的防变色性比较差,因而发展比较慢。
5 ) 锌系电镀:镀锌层呈青白色,易溶于酸,碱。由于锌的标准电位比铁负,对钢铁而言,可供应可靠的电化学保护。在工业大气,海洋性大气中利用的钢铁制品均可选择锌作保护层。
6 ) 硬铬,在一定的条件下沉积的铬镀层有很高的硬度和耐磨性,硬度达到HV900-1200kg/mm ,铬是常用镀层中硬度最高的镀层,可提高零件的耐磨性,延长利用寿命。如工,模,量,卡具,等。因此该镀种是气缸,油压,传动系统不可短缺的处理办法。
3、常见非常及改进方法
1) 脱皮:a 锌置换不好,韶光过长或太短,改进方法,重新确定置换韶光,槽液温度,槽液浓度等作业参数。
b ,活化不足,改进方法,改变活化办法。
c 前处理不彻底,工件表面有油,改进方法,加强前处理。
2 ) 表面粗糙:a,电镀液光剂,柔剂,针孔剂量不适,重新调度助剂数量。
b 机体表面本身粗糙,重新打磨后再电镀。
3 ) 表面发黄属低电位走势不正,改变装挂办法。加适量的走位剂。
4 ) 表面起毛齿:电镀液太脏,加强过滤,作适当的槽液处理。
4、品质哀求
1) 外不雅观无发黄,针孔,毛刺,起泡,碰伤,刮伤等不良征象。
2 ) 膜厚 15um 以上,盐雾实验48 小时,达美军标9 级以上,电位差130-150mv 区间。
3 ) 结合力能通过60 度波折实验。
4 ) 分外环境的产品,可做相应的变动。
5、铝及铝合金电镀操作把稳事变
1) 铝零件电镀宜用铝合金作挂具;
2 ) 铝及铝合金经由浸蚀后的各道工序必须快速进行,工序之间的间歇韶光越短越好,以免重新氧化;
3 ) 第二次浸锌韶光不能过长,以免造成过堕落;
4 ) 水洗必须洗干净;
5 ) 电镀过程中要防止中途断电。
第四节,铝材的涂装
涂装分为浸涂,喷涂,淋涂,滚涂和刷涂等,个中以浸涂和喷涂为主,浸涂也便是电泳涂装,它采取电化学方法将有机树脂的胶粒沉积在工件的表面上,形成透明或各种色系的有机涂层。个中,阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中紧张工艺。优点耐蚀性好,抗变色性能强,结合力好的特点。喷涂分为粉体涂装和液体涂装,个中静电涂装是目前业界中比较盛行的工艺。
一,涂装工艺范围
由于涂装抗蚀性好,价格低廉,色系多(可以做任何不同颜色)它适宜于所有铝件材质,但素材构造太松如翻沙产品,需刮灰作业,相对品质也要较差。
1、静电涂装的事情事理
在泵浦的浸染下,使涂料进入电场,涂料颗粒带负电。在雾化气压的浸染下,使涂料变的更细和均匀然后在事情气压的浸染下,涂料在旋杯或喷嘴的浸染下,均匀的喷撒在工件的表面上。由于在同一垂直面上,喷枪和工件的间隔是相等的,同一界面电场强度也是一样的,因此正负电荷相吸,工件表面上就涂覆了一层均匀的有机树脂涂层。然后在高温烘烤的条件下,树脂达到流平和固化的状态。稳定的镶嵌在工件的表面上,达到保护工件的浸染。
2、铝材涂装工艺流程
机器打磨—>脱脂—>除氧化膜—>铬化—>喷粉或液—>烘烤—>下挂—>全检—>包装—>入库
1)粉液体作业常见非常及处理办法
征象造成缘故原由纠正预防方法备注
桔皮1、粉喷太厚;2、烤炉温度不匹配;3、粉质量太差1、调度喷枪吐出量2、调度温度3、调换粉质量液体喷涂时出皮时1、油漆性能配2、作业时有飞溅到工3、油漆粘度
掉漆1、前处理太差2、温度不足,没烤干3、粉本身结合力不好1、 加强前处理2、调度温度3、调度粉体质 量液体涌现掉漆1、前处理不当2、温度不当3、底漆和面漆 差值太大。
露底1、粉体喷的太薄或没喷到2、机器前处理不彻底调换作业办法同前
色差1、粉体本身2、作业办法不标准调换作业办法液体时;1、底漆和面漆本身。2、油漆粘度,喷涂厚度。
流挂1、粉质量不好2、 粉喷太厚调换作业办法调度枪距,调度吐出量。
针孔1、前处理不好,工件上有油2、喷涂太薄1、调度前处理各工序处理韶光,化验前处理各药液含量是否标准2、改换干系工序的水液体相同
2)品质标准参考
项目品质标准测试依据
颜色以样板为标准,色差小于1.5E依客户哀求而定
硬度大于2HGB6739-86
耐冲击50kg/cm2GB/T1732
波折实验工件折半45度ASTMD522
附着力百格ASTMD3002
盐雾实验500小时抗蚀10年
冷热实验冷,热各168次变性10年
外不雅观依客户哀求依客户哀求
膜厚粉体80-120um,液体30-40um抗变色10年
耐沸水耐沸处理1.5hGB/T17748
第五节,铝材化学镀
一,化学镀事理
化学镀是在无电流利过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原浸染,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。以是化学镀可以阐述为一种用以沉积金属的,可掌握的,自催化的化学还原过程,其反应通式为:
二,化学镀的特点
随着工业的发展,化学镀己成为一种具有很大发展出息的工艺技能,同其它镀覆方法比较,化学镀具有如下特点:
1) 可以在由金属,半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。
2 ) 无论零件的几何形状如何繁芜,凡能打仗到溶液的地方都能得到厚度均匀的镀层。
3 ) 对付自催化的化学镀来说,可以得到较大厚度的镀层,乃至可以电铸。
4 ) 无需电流。
5 ) 镀层致密,孔隙少。
6 ) 镀层每每具有分外的化学,机器性能。
由于化学镀有很多的优点,因此化学镀越来越在工业,电子业界中发展速率较快。下面以化学镀镍为例做如下先容:
1)化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂,因此一样平常得到的镀层为镍磷合金。依含磷量不同可以分为低磷(1%-4% )中磷(4%-10%)和高磷(10%-12%)。从不同的PH 值的镀液中可得到不同含磷量的镀层,在PH=4-5 时,可得到中磷和高磷合金。从弱碱性液中PH=8-10 中可得到低磷和中磷合金。含磷在8%以上的NI-P 合金是非晶态镀层,因无晶界以是抗腐性能特殊优秀。通过热处理300-400 度变成非晶态与晶态的稠浊物时硬度可达HV=1150 ,化学镀热处理后硬度靠近硬铬的硬度,是替代硬铬层的空想镀层,又是可在铝上施镀的好镀种(可适宜所有铝及铝合金产品,包括铸造,压铸,铝型材等)。缺陷:该镀种脆性大,但经热处理后的产品可塑性大大提高。(一样平常经400 度以上的热处理四小时,其可塑性改进好多)
2)铝材化学镀镍工艺流程:
超声波除油—>除氧化膜—>第一次锌置换—>和化—>第二次锌置换—>化学镀镍—>钝化—>超声洗濯—>烘烤—>全检—>包装
3 ) 不合格镀层的退除:
钢,铝,铜,塑胶等化学镍退层均可用浓硝酸退除。但零件要经干燥后入槽,若带入水分将导致基体金属过堕落。事情温度在35 度以下。
4 ) 品质哀求:
a 、膜厚在5-30um区间
b、盐雾实验达到24小时以上,达CNS标准9 级以上。
c、通过60 度波折实验,无脱皮征象
d 、外不雅观无碰伤,刮伤,水迹等不良征象。
e、膜层均匀,不能有雾状,白点,露镀征象
三,常见非常处理
非常征象可能产生的缘故原由及纠正方法
反应慢,沉积速率低1)PH值低,用NH4OH调度2)温度过低3)次磷酸钠含量不敷,剖析补充
镀液反应激烈,呈沸腾状,涌现深灰色 镍粉(镀液自然分解的象征)1)装载量过大2)温度过高或局部过热镀液掉入金属屑或固体粒子3)次磷酸盐含量过高4)PH值过高
槽壁和槽底沉积有金属镍1)局部温度过高2)槽衬破损,显露基体金属,改换槽
镀液中亚磷酸未达到额定含量而发生 亚磷酸镍沉淀1)PH值太高2)络合剂不敷,应给补充
镀层发暗镀液被锌,铜等金属杂质污染,可用低电流密度处理,或适当补充次磷酸钠后用废件进行处理,直至镀层正常为好
镀层有麻点氢气勾留在零件上,可搅动槽液或抖动工件来避免
镀层易剥落1)镀前处理不彻底2)温度颠簸太大
第六节,镀层利用条件的分类及选用
从防堕落的哀求来看,表面处理的设计应做如下考虑:
1) 贵金属(金,铂),含铬在18%以上的不锈钢,磁性合金材料,以及镍铜合金等,一样平常不须要再加防护层。
2) 碳钢,低合金钢和铸铁制造的零件,在大气中随意马虎堕落,应加保护层。
3) 铜和铜合金制造的零件,根据不同的利用条件,采取光亮酸洗,钝化,电镀或涂漆保护等。用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表面处理。
4) 铝和铝合金制造的零件,可以采取阳极氧化和封闭处理。不适于阳极氧化的小零件,可采取化学氧化处理。铸造铝合金可采取涂漆防护。
5) 锌合金制造的零件,可以采取磷化,钝化,电镀或涂漆防护。
第七节,铝材的电泳处理
铝材的彩色电泳涂装是一种新颖的表面处理工艺。它采取电化学方法将有机树脂的胶体粒子沉积在零件上,形成透明或各种颜色的有机涂覆层。根据电泳漆中的树脂粒子电离后带电状况的不同,可分为阳极电泳(树脂粒子电离后成负离子)及阴极电泳(树脂粒子电离后成正离子)。
电泳涂覆层的耐堕落性能极其优秀(能通过中性盐雾试验400 小时以上),抗变色性强;与基体金属的结合力好,可进行各种机器加工;涂覆层色彩鲜艳,根据用户的哀求可以配制成各种颜色,常见的有金色,咖啡色,枪色,玄色等;与油漆比,施工性能好,对环境的污染和危害小。因此运用在汽车外壳及各种配件,自行车车把及配件,各种日用小五金配件,家具,工艺品等。由于阴极电泳比较前辈,下面我们以阴极电泳作为我们先容的紧张课题;
阴极电泳涂装是一繁芜的电化学和胶体化学过程。电泳漆本身是一个胶体和悬浮体的多组分体系,存在着弥散相(树脂,颜料微粒)和连续相(水)二种组分。阴极电泳的四种过程:
1、电泳 带正电的水溶性树脂粒子及其吸附的颜料,向阴极移动。
2、电沉积 带正电的树脂粒子到达零件(阴极)表面放电,形成不溶于水的沉积层,经烘烤后形成漆膜。
3、电渗水份从沉积层渗析而出,当含水量低落到5%-15%时,即可烘烤。
4、电解水被直流电电解,放出氢气与氧,由于电解导致渗透力低落,影响漆膜外不雅观,降落漆膜附着力,增加电耗,因此,减弱水的电解是很必要的。
电泳的工艺流程:
脱脂—>除氧化皮—>铬化—>电泳—>烘干—>包装
征象产生缘故原由纠正方法
桔皮或表面粗糙电压过高溶液温度过高固体分过高极距太近烘烤加温太快PH 值过高低降电压降落温度稀释溶液加大极距压缩空气吹干后再烘烤用有机酸调度
针孔或麻点固体分过低PH 值过低洗濯水不干净溶液电导率太高膜厚太薄电镀表面针孔烘烤温度太快调度至工艺范围降落溶液酸度换洗濯水超滤去掉杂质离子增加电泳电压或韶光杜绝有针孔零件入槽压缩空气吹干后再烘烤
火山口或油点工件上附有油渍槽液面有油渍颗粒污染电压高,膜层厚加强除油工序防止槽液被油污染加强循环过滤和超滤降落电泳电压和韶光
彩虹膜层太薄增加电泳电压
颜色不符膜层太厚或太薄调配涂料时,颜色比例错溶剂太多,渗透能力差,膜层厚薄不均选择得当的事情电压和韶光严格按工艺配方配制电泳漆调度溶剂含,使其符合工艺规范
不规则图形前处理不彻底加强前处理工序
硬度不足烘烤韶光短或温度低严格按工艺规范进行
涂装面点状或片状颜色差异零件有针孔或砂眼色料乳化搅拌不匀表面有水液水点未干即烘烤电泳前水洗不彻底杜绝不合格工件下槽加强电泳漆搅拌用压缩空气吹干用压缩空气吹干加强入槽前零件的洗濯
五, 品质标准
1)外不雅观无色差,桔皮,针孔,彩虹,碰伤,刮伤等其它非常
2)膜厚在 40-60um,盐雾试验 400 小时以上,过 CNS 标准的9级以上
3)膜层能过 60 度抗波折实验,无脱皮征象
4)百格试验和落球试验均能达到国标