产品表面处理

泰普森创意设计有限公司2016-04-13产品表面处理（及加工工艺）泰普森创意设计有限公司21.产品表面处理概述1.1产品表面处理概念表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。泰普森创意设计有限公司31.产品表面处理概述1.2产品处理技术的分类（按工艺特点）①表面改性技术（金属、非金属）④表面涂（镀）层技术（金属、非金属）③表面转化膜技术（金属）通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微观结构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。通过化学方法，使添加材料与基体发生化学反应，形成转化膜。通过物理、化学方法，使添加材料在基体表面形成镀、涂层。基材不参与涂层的形成。②表面合金化技术（金属）通过物理方法，使添加材料进入基体，形成合金化层。泰普森创意设计有限公司42.表面改性技术2.1咬花2.2喷砂2.3滚花2.4拉丝2.0表面改性技术2.6激光雕刻通过物理、化学等方法，改变材料表面的形貌、相组成、微观结构、缺陷状态、应力状态。材料表面化学组成不变。2.5抛光2.7钻切泰普森创意设计有限公司52.表面改性技术2.1咬花咬花是通常将所需花色以化学蚀刻的技术，将模仁(大多为母模面)进行蚀刻的工艺方法。与其它方法较大的差异是，咬花是对模具的加工，而其它表面处理方式则是直接对半成品加工。咬花处理增进塑料零件的外观质感。使产品呈现多变化或全新的设计。1、电火花纹：电火花加工时，因电流产生瞬间高温腐蚀工件留下的砂纹，纹路单一。2、喷砂纹：工艺简单成本低，但纹路单一，不均匀。3、腐蚀纹（晒纹）：采用抗蚀转印油墨，在贴花纸上丝印装饰纹，用贴膜法把装饰纹油墨转印到模具上，经干燥后修整，进行化学腐蚀，在模具上得到纹路。原色光面咬花面MT11020泰普森创意设计有限公司62.表面改性技术2.1咬花一般情况下，细皮纹的出模角度需要1-3°，粗皮纹需要出模角度3-5°；在不影响结构的情况下尽量放大出模角。若出现出模角度不够会产生皮纹拉花或发白的情况，影响产品外观。模具入厂清洗模具(整块模仁清洗干净)模具喷漆(保护作用)晾干(时间约6~8小时)修割胶带(欲咬花处割开)蚀刻咬花(控制时间及深度)喷砂(控制光泽度)泰普森创意设计有限公司72.表面改性技术2.2喷砂喷砂处理是利用高速喷射出的砂粒或铁粒，对工件表面进行撞击，以提高零件的部分力学性能和改变表面状态的工艺方法。泰普森创意设计有限公司82.表面改性技术2.2喷砂功能或用途1．工件表面的清理可用作对金属的锈蚀层、热处理件表面的残盐和氧化层、轧制件表面的氧化层、锻造件表面的氧化层、焊接件表面的氧化层、铸件表面的型砂及氧化层、机加件表面的残留污物和微小毛刺、旧机件表面等进行处理，以去除表面附着层，显露基体本色,表面清理质量可达到Sa3级。2．工件表面涂覆前的预处理可用作各种电镀工艺、刷镀工艺、喷涂工艺和粘接工艺的前处理工序，以获得活性表面，提高镀层、涂层和粘接件之间的附着力。3．改变工件的物理机械性能可以改变工件表面应力状态，改善配合偶件的润滑条件，降低偶件运动过程中的噪音。可使工件表面硬化，提高零件的耐磨性和抗疲劳强度。4．工件表面的光饰加工可以改变工件表面粗糙度Ra值。可以产生亚光或漫反射的工件表面，以达到光饰加工的目的。二、主要参数影响喷砂加工的主要参数：磨料种类、磨料粒度、磨液浓度、喷射距离、喷射角度、喷射时间、压缩空气压力等。泰普森创意设计有限公司92.表面改性技术2.2喷砂泰普森创意设计有限公司102.表面改性技术2.2喷砂喷砂与喷丸处理，工艺相似，主要差别在沙粒直径上。该工艺主要应用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。泰普森创意设计有限公司112.表面改性技术2.3滚压滚压是在常温上用硬质滚柱或滚轮施压于旋转的工件表面上，并沿母线方向移动，使工件表面塑性变形、硬化，以获得准确、光洁和强化的表面，或特定花纹的处理工艺。泰普森创意设计有限公司122.表面改性技术2.4拉丝在外力作用下使金属强行通过模具,金属横截面积被压缩,并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝工艺。使其改变形状、尺寸的工具称为拉丝模。拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、波纹和旋纹等几种。直纹乱纹波纹泰普森创意设计有限公司132.表面改性技术2.4拉丝纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。泰普森创意设计有限公司142.表面改性技术2.5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。，抛光不仅增加工件的美观，清除痕迹缺陷，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性，还可以方便于后续的注塑加工，如使塑料制品易于脱模，减少生产注塑周期等一般只能得到光滑表面。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽。按照实现原理的不同，可分为机械抛光和化学抛光：泰普森创意设计有限公司152.表面改性技术2.5.1机械抛光◆轮式抛光用高速旋转的柔性抛光轮和极细的磨料对工件表面进行滚压和微量切削实现抛光。抛光轮用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，用于较大零件的抛光。泰普森创意设计有限公司162.表面改性技术2.5.1机械抛光◆滚筒抛光和振动抛光将工件、磨料和抛光液装入滚筒或振动箱内，滚筒缓慢滚动或振动箱振动，使工件与工件，工件与磨料相互摩擦，加上抛光液的化学作用，除去工件表面的油污、锈层，磨去凸峰，从而获得光滑的表面。用于细小而量大零件的抛光，后者比前者生产率高，抛光效果更好。泰普森创意设计有限公司172.表面改性技术2.5.2化学抛光将金属零件浸入特制的化学溶液中，利用金属表面凸起部位比凹洼部位溶解速度快的现象，实现零件表面的抛光。泰普森创意设计有限公司182.表面改性技术2.5.3生物抛光生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。生物抛光是去除从纱表面伸出来的细微纤维,这些微纤被去除了就不会起毛起球，色泽也更光亮，表面茸毛减少使得布面更光洁泰普森创意设计有限公司192.表面改性技术2.6激光雕刻激光雕刻激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性，极高的发光强度。激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或则汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。优点：1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。2、比传统腐蚀精美，没有丝印、移印的图案易被擦掉以至模糊不清的缺点。3、电脑控制、图文可随意改动。4、显著增强竞争能力，速度快接近0%的废品率。5、没有污染、没有化学物质污染产品表面。6、加工精度可达到0.01mm，保证同一批次的加工效果完全一致泰普森创意设计有限公司202.表面改性技术2.7钻切一般用于产品的铭牌与LOGO制作,预先在金属板材有冲压出凸包结构,而后再经过钻刀铣削加工的机械加工方法.泰普森创意设计有限公司213.产品表面处理方式分类3.0表面合金化技术通过物理方法，使添加材料进入基体，形成合金化层。该技术的典型工艺，就是金属的渗碳、渗氮处理。通常是将金属与渗剂同放置于密闭的腔体内，采用加热、真空等措施，活化金属表面，经分解、吸收、扩散过程等作用使碳、氮进入金属基体。气体渗碳法示意图泰普森创意设计有限公司224.表面转化膜技术4.1钢铁的发黑与磷化处理4.2不锈钢着色4.3铜及铜合金着色4.4铝及铝合金的氧化与着色处理4.0表面转化膜技术通过化学方法，使添加材料与基体发生化学反应，形成转化膜。泰普森创意设计有限公司234.表面转化膜技术4.1钢铁的发黑与磷化处理泰普森创意设计有限公司244.表面转化膜技术4.2不锈钢着色随着不锈钢的应用普及，不锈钢着色工艺需求逐步得到重视，目前不锈钢不仅可以着黑色，还可以得到蓝色、绿色、褐色、橙色等颜色。泰普森创意设计有限公司254.表面转化膜技术4.2不锈钢着色◆不锈钢着黑色不锈钢着黑色主要应用于光学小光场合，着色方法有铬酸浴熔融法、铬酸盐化学氧化法、硫化法。◆不锈钢着彩色不锈钢表面去除氧化膜厚，采用铬酸-硫酸等溶液处理，可以得到不同的颜色，膜的颜色随厚度变化而变化，同时与材料的成分和表面处理方法有一定关系。常用不锈钢中，奥氏体不锈钢最适合着色处理；而铁素体由于着色溶液有腐蚀倾向，得到的色彩不如前者鲜艳；马氏体耐腐蚀性能更差，仅能得到灰黑或黑色的表面。泰普森创意设计有限公司264.表面转化膜技术4.3铜及铜合金着色铜的着色主要应用在装饰品与美术品上。绿色（碳酸铜）黑色（硫化铜或氧化铜）蓝色（碱性铜氨络合物）红色（氧化亚铜）泰普森创意设计有限公司274.表面转化膜技术4.4铝及铝合金的氧化与着色处理泰普森创意设计有限公司284.表面转化膜技术铝阳极氧化膜具有多孔性和化学活性，很容易进行着色处理，根据显色体存在位置不同，可分为四类：4.4铝及铝合金的氧化与着色处理泰普森创意设计有限公司294.表面转化膜技术4.4铝及铝合金的氧化与着色处理泰普森创意设计有限公司304.表面转化膜技术铝阳极氧化膜具有很高的孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质侵蚀，因此，氧化膜无论着色与否，应用于何种场合，都必须封孔处理。处理方法按照机理可分为三种：1）利用水化反应产物体积膨胀而堵塞孔隙，如沸水法和蒸气法2）利用盐的水解作用吸附堵塞封闭，如无机盐封孔3）有机物屏蔽封孔，如浸油、浸漆等4.4铝及铝合金的氧化与着色处理泰普森创意设计有限公司315.表面涂（镀）层技术5.1热喷涂5.2电镀5.3化学镀5.4印刷5.0表面转化膜技术通过物理、化学方法，使添加材料在基体表面形成镀、涂层。基材不参与涂层的形成。5.5涂装喷涂与喷塑泰普森创意设计有限公司325.表面涂（镀）层技术5.1热喷涂热喷涂是将金属或非金属材料加热熔化，靠压缩气体连续吹喷到制件表面上，形成与基体牢固结合的涂层，从制件表层获得所需要的物理化学性能泰普森创意设计有限公司335.表面涂（镀）层技术5.1热喷涂①防腐蚀:主要用于大型水闸钢闸门、造纸机烘缸、煤矿井下钢结构、高压输电铁塔、电视台天线、大型钢桥梁、化工厂大罐和管道的防腐喷涂。泰普森创意设计有限公司345.表面涂（镀）层技术5.1热喷涂②防磨损:通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易磨损部位预先喷涂上耐磨材料，如风机主轴、高炉风口、汽车曲轴、机床主轴、机床导轨、柴油机缸套、油田钻杆、农用机械刀片等。③特殊功能层:通过喷涂获得表层某些特殊性能，如耐高温、隔热、导电、绝缘、防幅射等，在航空航天和原子能等部门应用较多不粘锅涂层主要原料是聚四氟乙烯,泰普森创意设计有限公司355.表面涂（镀）层技术5.2电镀电镀是一种电化学和氧化还原过程。电镀指借助外界直流电的作用，在溶液中进行电解反应，使导电体的表面沉积一金属或合金层。以镀镍为例；将金属制件浸在金属盐(NiSO4)的溶液中作为阴极，金属镍板作为阳极，接通直流电源后在制件上就会沉积出金属镀镍层。泰普森创意设计有限公司365.表面涂（镀）层技术5.2电镀1.水鍍最常見的電鍍方式，是一個電化學的過程，利用正負電極，加以電流在渡槽中進行,鍍金,鍍銀,鍍鎳,鍍鉻,鍍鎘等,電鍍液污染很大.水鍍