材料有哪些表面處理工藝?
請分類說明: 金屬 1被覆(涂層、鍍層。。。) 2改質(zhì)(。。。) 3精加工(拋光、磨砂、拉絲。。。) 玻璃 塑料 木材 陶瓷(似乎沒有?) 皮革 橡膠 。。。
這個問題涵蓋的太廣了,對于金屬、陶瓷、塑料三大類來說,大部分人來說往往是針對其中一類的一種材料的某一種工藝進行研究,例如鋁合金的表面刻蝕處理。在我所看過的一些資料中做一下鏈接整理。一、金屬:鏈接:金屬表面處理工藝大盤點
金屬表面處理方法匯總圖
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一、陽極氧化
陽極氧化:
主要是鋁的陽極氧化,是利用電化學(xué)原理,在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3(氧化鋁)膜。這層氧化膜具有防護性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性。
工藝流程:
單色、漸變色:拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化→中和→染色→封孔→烘干
雙色:
①拋光/噴砂/拉絲→除油→遮蔽→陽極氧化1→陽極氧化2 →封孔→烘干
②拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化1 →鐳雕→陽極氧化2 →封孔→烘干
技術(shù)特點:
1、提升強度;
2、實現(xiàn)除白色外任何顏色;
3、實現(xiàn)無鎳封孔,滿足歐、美等國家對無鎳的要求。
技術(shù)難點及改善關(guān)鍵點:
陽極氧化的良率水平關(guān)系到最終產(chǎn)品的成本,提升氧化良率的重點在于適合的氧化劑用量、適合的溫度及電流密度,這需要結(jié)構(gòu)件廠商在生產(chǎn)過程中不斷探索,尋求突破。
二、電泳 ( ED-Electrophoresis deposition )
電泳:
用于不銹鋼、鋁合金等,可使產(chǎn)品呈現(xiàn)各種顏色,并保持金屬光澤,同時增強表面性能,具有較好的防腐性能。
工藝流程:前處理→電泳→烘干
技術(shù)特點:
優(yōu)點:
1、顏色豐富;
2、無金屬質(zhì)感,可配合噴砂、拋光、拉絲等;
3、液體環(huán)境中加工,可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的表面處理;
4、工藝成熟、可量產(chǎn)。
缺點:
掩蓋缺陷能力一般,壓鑄件做電泳對前處理要求較高。
三、微弧氧化 (MAO)
微弧氧化:
在電解質(zhì)溶液中(一般是弱堿性溶液)施加高電壓生成陶瓷化表面膜層的過程,該過程是物理放電與電化學(xué)氧化協(xié)同作用的結(jié)果。
工藝流程:前處理→ 熱水洗→ MAO → 烘干
技術(shù)特點:
優(yōu)點:
1、陶瓷質(zhì)感,外觀暗啞,沒有高光產(chǎn)品,手感細膩,防指紋;
2、基材廣泛:Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其 合金等;
3、前處理簡單,產(chǎn)品耐腐蝕性、耐候性極佳,散熱性能佳。
缺點:
目前顏色受限制,只有黑色、灰色等較成熟,鮮艷顏色目前難以實現(xiàn);成本主要受高耗電影響,是表面處理中成本最高的其中之一。
四、PVD真空鍍
物理氣相沉積(Physical vapor deposition,PVD):
是一種工業(yè)制造上的工藝,是主要利用物理過程來沉積薄膜的技術(shù)。
PVD原理示意圖
工藝流程:
PVD前清洗→進爐抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→鍍膜結(jié)束,冷卻出爐→后處理(拋光、AFP)
技術(shù)特點:
PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積) 可以在金屬表面鍍覆高硬鍍、高耐磨性的金屬陶瓷裝飾鍍層
五、電鍍 (Electroplating)
電鍍:
是利用電解作用使金屬的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕,提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進美觀等作用的一種技術(shù)。
工藝流程:
前處理→無氰堿銅→無氰白銅錫→鍍鉻
技術(shù)特點:
優(yōu)點:
1、鍍層光澤度高,高品質(zhì)金屬外觀;
2、基材為SUS、Al、Zn、Mg等;成本相對PVD低。
缺點:
環(huán)境保護較差,環(huán)境污染風(fēng)險較大。
六、粉末噴涂 (Powder coating)
粉末噴涂:
是用噴粉設(shè)備(靜電噴塑機)把粉末涂料噴涂到工件的表面,在靜電作用下,粉末會均勻的吸附于工件表面,形成粉狀的涂層;粉狀涂層經(jīng)過高溫烘烤流平固化,變成效果各異(粉末涂料的不同種類效果)的最終涂層。
工藝流程:
上件→靜電除塵→噴涂→低溫流平→烘烤
技術(shù)特點:
優(yōu)點:
1、顏色豐富,高光、啞光可選;
2、成本較低,適用于建筑家具產(chǎn)品和散熱片的外殼等;
3、利用率高,100%利用,環(huán)保;
4、遮蔽缺陷能力強;5、可仿制木紋效果。
七、金屬拉絲
拉絲:
是通過研磨產(chǎn)品在工件表面形成線紋,起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據(jù)拉絲后紋路的不同可分為:直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋。
技術(shù)特點:
拉絲處理可使金屬表面獲得非鏡面般金屬光澤,同時拉絲處理也可以消除金屬表面細微的瑕疵。
八、噴砂
噴砂:
是采用壓縮空氣為動力,以形成高速噴射束將噴料高速噴射到需處理工件表面,使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化,獲得一定的清潔度和不同的粗糙度的一種工藝。
技術(shù)特點:
1、實現(xiàn)不同的反光或亞光。
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,提高了工件的檔次。
3、清楚前處理時遺留的殘污,提高工件的光潔度,能使工件露出均勻一致的金屬本色,使工件外表更美觀,好看。
九、拋光
拋光:
利用柔性拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質(zhì)對工件表面進行的修飾加工。
針對不同的拋光過程:粗拋(基礎(chǔ)拋光過程),中拋(精加工過程)和精拋(上光過程),選用合適的拋光輪可以達到最佳拋光效果,同時提高拋光效率。
工藝流程:
技術(shù)特點:
提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度,得到光滑表面或鏡面光澤,同時也可消除光澤。
十、蝕刻
蝕刻:
通常所指蝕刻也稱光化學(xué)蝕刻,指通過曝光制版、顯影后,將要蝕刻區(qū)域的保護膜去除,在蝕刻時接觸化學(xué)溶液,達到溶解腐蝕的作用,形成凹凸或者鏤空成型的效果。
工藝流程:
曝光法:
工程根據(jù)圖形開出備料尺寸-材料準備-材料清洗-烘干→貼膜或涂布→烘干→曝光→顯影→烘干-蝕刻→脫膜→OK
網(wǎng)印法:
開料→清洗板材(不銹鋼其它金屬材料)→絲網(wǎng)印→蝕刻→脫膜→OK
技術(shù)特點:
優(yōu)點:
1、可進行金屬表面細微加工;
2、賦予金屬表面特殊的效果;
缺點:
蝕刻時采用的腐蝕液體(酸、堿等)大多對環(huán)境具有危害。
二、塑料:
鏈接:你必須了解的七大塑料表面處理工藝
塑料的表面處理即是通過物理或化學(xué)的方法在材料表面形成一層具有某種或多種特殊性質(zhì)的表層。通過表面處理可以提升產(chǎn)品外觀、質(zhì)感、功能等多個方面的性能。外觀:顏色、圖案、logo、光澤\線條(3D、2D);質(zhì)感:手感、粗糙度、壽命(品質(zhì))、流線型等等;功能:硬化、抗指紋、抗劃傷;
一模內(nèi)裝飾技術(shù)(IMD) 模內(nèi)裝飾技術(shù)(In-Mold Decoration-IMD):是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內(nèi),將成形用的樹脂注入金屬模內(nèi)與膜片接合,使印刷有圖案的膜片與樹脂形成一體而固化成成品的一種成形方法。
IMD包含IML(無拉伸、曲面小)、IMF(高拉伸產(chǎn)品、3D)、IMR(表面薄膜去掉,只留下油墨在表面)。
目前業(yè)內(nèi)把IML和IMF統(tǒng)稱IML。IML工藝流程: IMR工藝流程: 技術(shù)特點:
1、精美的裝飾圖文、標識內(nèi)藏,不受摩擦或化學(xué)腐蝕而消失;2、圖文、標識及顏色設(shè)計可隨時改變,而無需更換模具;3、三維立體形狀產(chǎn)品的,印刷精度準確,誤差±0.05mm;4、能提供圖文、標識背透光性及高透光性的視窗效果;5、功能按鍵凸泡均勻、手感好,壽命可達100萬次以上;6、三維變化,可增加設(shè)計者對產(chǎn)品設(shè)計的自由度;7、復(fù)合成型加工達到無縫效果。
二噴涂( Painting )
噴涂:利用噴槍等噴射工具把涂料霧化后,噴射在被涂工件上的涂裝方法。工藝流程:注塑→底漆→烘干→面漆→烘干技術(shù)特點:優(yōu)點:
1、顏色豐富;2、液體環(huán)境中加工,可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的表面處理;3、工藝成熟、可量產(chǎn);4、有獨特的透明度,光澤度高。
缺點:
1、成本過高,低成本定位產(chǎn)品不適用于此工藝;2、工藝相對復(fù)雜,良率較低。
三NCVM不導(dǎo)電真空鍍 NCVM:又稱不連續(xù)鍍膜技術(shù)或不導(dǎo)電電鍍技術(shù),是采用鍍出金屬及絕緣化合物等薄膜,利用各不連續(xù)之特性,得到最終外觀既有金屬質(zhì)感且不影響到無線通訊傳輸之效果。。
工藝流程:
技術(shù)特點:
1、所制產(chǎn)品不導(dǎo)電,可以通過高壓電表幾萬伏特的高壓測試,不導(dǎo)通或不被擊穿2、所制產(chǎn)品表面具有金屬質(zhì)感的同時可實現(xiàn)半透明化控制。
四、電鍍
電鍍:使塑料以較高成品率及較低成本獲得金屬效果表面。與PVD相似,PVD是物理原理,電鍍是化學(xué)鍍,主要分為真空電鍍和水電鍍。
工藝流程:
技術(shù)特點:
優(yōu)點:
1、重量減輕;2、全面節(jié)省成本;3、較少的加工工序;4、仿真金屬零件。
缺點:
1、包括金屬插件在成型過程中不能變更;2、塑模制造大于200平方英寸的零件比拉模之鑄造困難的多;3、電鍍塑料用于某類家庭用具時存在著火的危險。
五、印刷
塑膠件印刷:塑膠件印刷:是通過移印、網(wǎng)印、轉(zhuǎn)印等方法將所需圖案印制在塑膠件表面的一種工藝
移印:是一種間接的可凹膠頭印刷技術(shù),先將設(shè)計的圖案蝕刻在印刷平板上,把蝕刻板涂上油墨,然后,通過硅膠頭將其中的大部分油墨轉(zhuǎn)印到被印刷物體上。
網(wǎng)印:是孔版印刷術(shù)中的一種主要印刷方法:印版呈網(wǎng)狀,印刷時印版上的油墨在刮墨板的擠壓下從版面通孔部分漏印至承印物上。通常絲網(wǎng)由尼龍、聚醋、絲綢或金屬網(wǎng)制作而成。
轉(zhuǎn)印:水轉(zhuǎn)印,熱轉(zhuǎn)印。水轉(zhuǎn)印:是利用水壓將帶彩色圖案的轉(zhuǎn)印紙/塑料膜進行高分子水解的一種印刷。熱轉(zhuǎn)印:是將花紋或圖案印刷到耐熱性膠紙上,通過加熱,加壓,將油墨層的花紋圖案印到成品材料上的一種技術(shù)。
六、鐳雕
鐳雕:也叫激光雕刻或者激光打標,是一種用光學(xué)原理進行表面處理的工藝,與網(wǎng)印移印類似,通過鐳雕可以在產(chǎn)品表面打字或者圖案。技術(shù)特點:
1、范圍廣泛、安全可靠2、精確細致、安全快捷3、成本低廉、節(jié)約環(huán)保
七、咬花
咬花:是用化學(xué)藥品如濃硫酸等對塑料成型模具內(nèi)部進行腐蝕,形成蛇紋、蝕紋、犁地等形式的紋路,塑料通過模具成型后,表面具有相應(yīng)紋路的一種工藝方法。工藝流程:模具接收→噴砂→化學(xué)清洗(酸洗)→貼花→上瀝清粉→加熱→上洋→干漆→化學(xué)腐蝕→化學(xué)清洗→噴砂→品檢技術(shù)特點:1、提升產(chǎn)品的視覺效果和手感2、防滑3、增大表面積,利于散熱4、利于脫模,易于成型 。
三、陶瓷
一、研磨
研磨:是實現(xiàn)快速減薄的一類工藝,利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒,通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工(如切削加工)。
分類:研磨方法一般可分為濕研、干研和半干研三類
1.濕研:又稱敷砂研磨,把液態(tài)研磨劑連續(xù)加注或涂敷在研磨表面,磨料在工件與研具間不斷滑動和滾動,形成切削運動。
2.干研:又稱嵌砂研磨,把磨料均勻在壓嵌在研具表面層中,研磨時只須在研具表面涂以少量的硬脂酸混合脂等輔助材料。
3.半干研:類似濕研,所用研磨劑是糊狀研磨膏。研磨既可用手工操作,也可在研磨機上進行。
技術(shù)特點:
1.濕研一般用于粗研磨,所用微粉磨料粒度粗于W7;
2.干研常用于精研磨,所用微粉磨料粒度細于W7;
3.半干研中工件在研磨前須先用其他加工方法獲得較高的預(yù)加工精度,所留研磨余量一般為5~30微米。
影響研磨效果常見因素:
1.磨料粒度
2.磨料濃度和給料量
3.磨料硬度
4.磨盤轉(zhuǎn)速
5.負載壓力
二、拋光
拋光:是利用機械、化學(xué)或電化學(xué)的作用,使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮、平整表面的加工方法。
化學(xué)拋光工藝流程:
化學(xué)(或電化學(xué))除油→熱水洗→流動水洗→除銹(10%硫酸)→流動水洗→化學(xué)拋光→流動水洗→中和→流動水洗→轉(zhuǎn)入下道表面處理工序
技術(shù)特點:
1.拋光去除前一道工序所留下的瑕疵、劃痕、磨紋等加工痕跡,獲得光潔表面;
2.拋光可以填充表面毛孔、劃痕以及其它表面缺陷,從而提高疲勞阻力、腐蝕阻力。
三、超聲波加工
超聲波加工:是利用超聲頻振動的工具端面沖擊工作液中的懸浮磨粒,由磨粒對工件表面撞擊拋磨來實現(xiàn)對工件表面處理的一種方法。
超聲波拋光工藝流程:
拋光前工件的準備→拋光工具的制造和裝夾→拋光磨料,工作液的配制→粗拋光→精拋光
技術(shù)特點:
1.適宜加工各種硬脆材料,特別是電火花和電解加工無法加工的不導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料;對于導(dǎo)電的硬質(zhì)合金、淬火鋼等也能加工,但加工效率比較低;
2.能獲得較好的加工質(zhì)量;
3.在加工難切削材料時,常將超聲振動與其它加工方法配合進行復(fù)合加工,如超聲車削、超聲磨削、超聲電解加工、超聲線切割等,這些復(fù)合加工方法把兩種甚至多種加工方法結(jié)合在一起,能起到取長補短的作用,使加工效率、加工精度及工件的表面質(zhì)量顯著提高。
四、激光加工
激光加工:又稱“鐳雕”,是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度,靠光熱效應(yīng)來加工的一種表面處理方法。
技術(shù)特點:
1.范圍廣泛:幾乎可對任何材料進行雕刻切割;
2.保險可靠:采用非接觸式加工,不會對資料造成機械擠壓或機械應(yīng)力;
3.精確細致:加工精度可達到0.1mm;
4.效果一致:保證同一批次的加工效果完全一致;
5.高速快捷:可立即根據(jù)電腦輸出的圖樣進行高速雕刻和切割,且激光切割的速度與線切割的速度相比要快很多;
6.本錢低廉:不受加工數(shù)量的限制,對于小批量加工服務(wù),激光加工更加廉價;
7.切割縫細小:激光切割的割縫一般在0.1-0.2mm;
8.切割面光滑:激光切割的切割面無毛刺;
9.熱變形小:激光加工的激光割縫細、速度快、能量集中,因此傳到被切割材料上的熱量小,引起資料的變形也非常小;
10.適合大件產(chǎn)品的加工:大件產(chǎn)品的模具制造費用很高,激光加工不需任何模具制造,而且激光加工完全防止資料沖剪時形成的塌邊,可以大幅度地降低企業(yè)的生產(chǎn)本錢提高產(chǎn)品的檔次;
11.節(jié)省資料:激光加工采用電腦編程,可以把不同形狀的產(chǎn)品進行資料的套裁,最大限度地提高材料的利用率,大大降低了企業(yè)資料本錢;
12.非常適合新產(chǎn)品的開發(fā):一旦產(chǎn)品圖紙形成后,馬上可以進行激光加工,可以在最短的時間內(nèi)得到新產(chǎn)品的實物。
五、PVD(物理氣相沉積)
PVD:指的是在氣象中以物理或化學(xué)的反應(yīng)過程,在工件表面形成具有特殊性能的金屬或化合物涂層的方法。
PVD工藝流程:
PVD前清洗→進爐抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→冷卻出爐→拋光→AF處理
技術(shù)特點;
1.沉積層的材料來自固體物質(zhì)源,采用各種加熱源使固體物質(zhì)變?yōu)樵討B(tài);
2.獲得的沉積層薄,厚度范圍為nm~μm(10-9~10-6m);
3.沉積層是在真空條件下獲得的,涂層純度高;
4.在低溫等離子體條件下產(chǎn)生,沉積層粒子的整體活性大,易與反應(yīng)氣體進行化合反應(yīng),獲得各種涂層;
5.沉積層薄,可方便的控制多個工藝參數(shù);
6.沉積實在真空條件下進行的,沒有有害氣體排出,屬于無污染技術(shù)。
六、AF處理
AF處理:又稱防指紋涂層處理,利用蒸鍍方式,在陶瓷表面鍍上一層涂層,該涂層使陶瓷表面不易產(chǎn)生指紋,耐磨性佳。
AF處理工藝流程:
來料外觀檢→產(chǎn)品擦拭→離子清洗→AF Coating→烘烤→水均性檢查→涂布檢查→水滴角測試
技術(shù)特點:
1.防污性:防止指紋及油污不容易粘附、輕易擦除;
2.防刮傷:表面滑順,手感舒服,不容易刮花;
3.膜層薄:優(yōu)異光學(xué)性能、不改變原有的紋理;
4.耐磨性:具有真度耐磨性。