铝型材表面处理工艺

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资源描述

1表面处理简介总则表面处理:它是通过机械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美观,从而提升产品的价值.表面处理种类的选择首先要从使用环境,使用寿命,人为欣赏的角度出发,当然经济价值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,其中前处理包括机械处理,化学处理。.机械处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序.机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外观不良现象.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作用。第一章,铝材表面处理一,铝材常见的化学处理有铬化,喷漆,电镀,化学镀,阳极氧化,电泳等工艺。.其中机械处理有拉丝,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,主要作为涂装底层。外观有金黄色,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2条,磁电设备等.该膜层适合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合于铝及铝合金,镁及镁合金产品。品质要求: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,掉灰等现象。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.,另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品的必用工艺.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:阳极氧化对材质要求很严格,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,其中,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就容易出现很多金斑..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3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二,常见品质异常判断A表面出现花斑.这种异常一般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.或更换材质.B表面出现彩虹色.这种异常一般阳极作业失误所致.,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.这种异常一般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,染色时表面出现白点.,这种异常一般是由于阳极作业时,水中有油,或其它杂质所致.三,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)外观不能有碰伤,刮伤,彩云等现象。表面不能有挂点,发黄等不良现象。]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:4一,铝及铝合金具有导电性好,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,易发生晶间腐蚀,不易焊接,等缺点,影响到使用范围。故为了扬长避短,现代工业中,利用电镀解决了这一问题。二,铝材电镀的优点:1)改善装饰性,2)提高表面硬度与耐磨性3)降低摩擦系数,改善润滑性。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。压铸铝由于机体结构疏松,打磨时,不能打磨掉机体表层部份,否则出现针孔,吐酸,脱皮等现象。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。一,常见的铝材电镀镀种有:镀镍(珍珠镍,沙镍,黑镍),镀银5(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。二,常见镀种的用途;1)镀黑色,如黑锌,黑镍,等均用在光学电子及医疗器械上。2)镀金,银是电子产品的最好导体,同时也能提高产品的高等装饰性,但价格比较昂贵,一般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,铬是现代科学领域中最普及的混合镀种,不管在装饰性,抗蚀性,均是目前世界上最普及的镀种。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,可提供可靠的电化学保护。在工业大气,海洋性大气中使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/mm2,铬是常用镀层中硬度最高的镀层,可提高零件的耐磨性,延长使用寿命。如工,6模,量,卡具,等。因此该镀种是气缸,油压,传动系统不可缺少的处理方式。三,常见异常及改善措施1)脱皮:a锌置换不好,时间过长或太短,改善措施,重新确定置换时间,槽液温度,槽液浓度等作业参数。b,活化不够,改善措施,改变活化方式。c前处理不彻底,工件表面有油,改善措施,加强前处理。2)表面粗糙:a,电镀液光剂,柔剂,针孔剂量不适,重新调整助剂数量。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,改变装挂方式。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。四,品质要求:1)外观无发黄,针孔,毛刺,起泡,碰伤,刮伤等不良现象。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度弯曲实验。4)特殊环境的产品,可做相应的变动。五,铝及铝合金电镀操作注意事项;1)铝零件电镀宜用铝合金作挂具;72)铝及铝合金经过浸蚀后的各道工序必须快速进行,工序之间的间歇时间越短越好,以免重新氧化;3)第二次浸锌时间不能过长,以免造成过腐蚀;4)水洗必须洗干净;5)电镀过程中要防止中途断电;第四节,电镀学原理:电镀本来就是电解池的原理,浸在电解质溶液中的两个电极,与外加直流电源接通后,强制电流在体系中通过,从而在电极上发生化学反应。在电场的作用下,电解液中的阴,阳离子立即发生定向移动,阳离子移向阴极,发生氧化还原反应。而阴极板(产品)将多余的离子供给氢离子,氢离子得到电子后,以物质状态氢气散发在空气中。其余的以物质状态有序的堆积在工件表面上,形成保护基体的保护层,也就是电镀层,从而达到保护基体的作用。在此过程中,电解液只属提供了一个电沉积的场所。因此电镀液的正确调整,是整个生产过程中,一个非常重要的环节。二,腐蚀学原理:金属与周围介质接触时,发生化学作用或电化学作用而引起的金属破坏叫做金属腐蚀。金属腐蚀按照具体的腐蚀环境可以分为大气腐蚀,电解质腐蚀,海水腐蚀,熔盐腐蚀,土壤腐蚀,有机腐蚀,生物腐蚀。按照腐蚀破坏的各种形式可以分为:81,均匀腐蚀,2,斑点腐蚀3,脓疮腐蚀4,孔腐蚀5,晶间腐蚀6,穿晶腐蚀因此掌握了腐蚀原理,合理表面处理,是提高产品功性能的唯一有效途径。第五节,铝材的涂装涂装分为浸涂,喷涂,淋涂,滚涂和刷涂等,其中以浸涂和喷涂为主,浸涂也就是电泳涂装,它采用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。其中,阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺。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,其中静电涂装是目前业界中比较流行的工艺。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)它适合于所有铝件材质,但素材结构太松如翻沙产品,需刮灰作业,相对品质也要较差。一,静电涂装的工作原理:在泵浦的作用下,使涂料进入电场,涂料颗粒带负电。在雾化气压的作用下,使涂料变的更细和9均匀然后在工作气压的作用下,涂料在旋杯或喷嘴的作用下,均匀的喷撒在工件的表面上。由于在同一垂直面上,喷枪和工件的距离是相等的,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。牢固的镶嵌在工件的表面上,达到保护工件的作用。二,铝材涂装工艺流程:机械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)`粉液体作业常见异常及处理办法:现象造成原因纠正预防措施备注桔皮1,粉喷太厚2,烤炉温度不匹配3,粉质量太差1,调整喷枪吐出量2,调整温度3,改换粉质量液体喷涂时出现桔皮时1,油漆性能不匹配2,作业时有水珠飞溅到工件上3,油漆粘度不适掉漆1,前处理太差2,温度不够,没烤干。3,粉本身结合力不好1,加强前处理2,调整温度3,调整粉体质量液体出现掉漆时1,前处理不彻底,2,温度不当3,底漆和面漆烘烤差值太大。露底1,粉体喷的太薄或没喷到2,机械前处理不彻底,改换作业方式同前10色差1,粉体本身2,作业方式不标准改换作业方式液体时;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,粉喷太厚改换作业方式液体时;调整枪距,调整吐出量。针孔1,前处理不好,工件上有油2,喷涂太薄1,调整前处理各工序处理时间,化验前处理各药液含量是否标准2,更换相关工序的水液体相同2)品质标准项目品质标准测试依据颜色以样板为标准,色差小于1.5E依客户要求而定硬度大于2HGB6739-86耐冲击50kg/cm2GB/T1732弯曲实验工件对折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年外观依客户要求依客户要求膜厚粉体80-120um,液体30-40um抗变色10年耐沸水耐沸处理1.5hGB/T1774811第六节,铝材化学镀一,化学镀原理:化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的,可控制的,自催化的化学还原过程,其反应通式为:Mn++ne(同还原剂提供的)M0二,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前途的工艺技术,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复杂,凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。3)对于自催化的化学镀来说,可以获得较大厚度的镀层,甚至可以电铸。4)无需电流。5)镀层致密,孔隙少。6)镀层往往具有特殊的化学,机械性能。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12展速度较快。下面以化学镀镍为例做如下介绍:1)化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂,因此一般获得的镀层为镍磷合金。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值的镀液中可获得不同含磷量的镀层,在PH=4-5时,可获得中磷和高磷合金。从弱碱性液中PH=8-10中可获得低磷和中磷合金。含磷在8%以上的NI-P合金是非晶态镀层,因无晶界所以抗腐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