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近年来,随着不同行业产品的技术、工艺等内涵品质的不断升级,光电、信息、人工智能等技术的揉入,对其零部件表面处理的要求,也在提升。?
一、正确选择金属表面处理工艺的重要性
(一)正确选择金属表面处理的工艺,有助于精准实现产品整机的设计思想。
(二)正确选择金属表面处理的工艺,有利于提高产品整机的品质。
(三)正确选择金属表面处理的工艺,可以合理、科学的利用表面处理的资源。
(四)正确选择金属表面处理的工艺,将会提高产品及零部件的制造效率,降低产品产出成本。
(五)正确选择金属表面处理的工艺,有利于推动金属表面处理行业的绿色、清洁、集约、高效、健康发展。?
二、正确选择金属表面处理工艺的几个原则
(一)遵从更环保的原则:
1、优先使用“无铬”、“无重金属”类产品和工艺。
2、优先使用“水性”涂料类产品和工艺。
3、避免使用各种“酸、碱”物质类的产品和工艺。
(二)遵从节约资源的原则:
1、尽量少的水资源消耗。
2、尽量少的其它能源的消耗。
3、尽量少的碳排放。
4、尽量少的VOCs排放。
(三)满足产品及工件根本(特殊)功能需要的原则:
深入了解每个零部件在整机中的作用、功能、使用环境等因素,对满足客户对产品涂层(镀层、氧化膜等)最本质的要求至关重要,抓重点,就是事半功倍的方法,否则,胡子眉毛一把抓,不但会造成无谓的浪费,还会贻误战机,失去前行的动力。
1、硬度
2、外观
3、耐强腐蚀
4、尺寸
(四)用最简单的工艺实现最优品质的原则?。
三、 常用的种类金属表面处理工艺
(一) 电化学类
1、 电镀
A、 镀锌
B、 镀铬
C、 镀硬铬
D、 镀镍
2、 化学镀
A、 化学镀镍
B、 铝化学氧化
C、 钢铁氧化(发蓝)?
3、 电泳涂装
4、 铝阳极氧化
5、 铝硬质阳极氧化
6、 铝阳极氧化着色
(二) 扩散类
1、 达克罗
2、 真空镀膜
(三) 喷涂类
1、 喷漆
2、 喷塑
(四) 复合类
1、 铝氧化+喷漆 铝氧化+电泳 铝氧化+喷塑
2、 电泳+喷漆 电泳+喷塑?
四、行业最常用金属表面处理工艺的应用举例
(一) 镀锌:是目前最常用的零部件防腐蚀工艺。
1、 特点:
A、 价格低
B、 防腐蚀和装饰性能较差
C、 有环保之忧
D、 镀件外观、档次较低
E、 覆盖、附着等性能较差?
2、 应用状态:
A、 国外产品大多都已不再使用,属淘汰类工艺
B、 行业之前普遍采用,但目前及今后使用率将降低?
(二) 镀铬/镀硬铬:适合用于提高工件装饰或耐磨等效果的功能性的工艺
1、 特点:
A、 价格高
B、 美观,也能较好解决抗磨的问题
C、 耐腐蚀能力差?
2、 应用于各种缸类、轴类,抗磨性要求很高以及增加尺寸的的产品。
(三) 铝阳极氧化和铝硬质阳极氧化
随着产品的不断升级换代,一方面铝材的许多材质特点可以满足零部件及整机发展的需要,另一方面铝材表面处理后的品质和外观优势也在不断的展示出来,再一方面近几年来铝材的使用量也在呈几何指数级别的增加。所以说铝质产品的表面处理将是现在和未来一个很大的应用市场。
1、 工艺特点:
A、 耐腐蚀好
B、 可以再涂覆
C、 没有尺寸变化之虞
D、 可以做各种颜色
E、 装饰性好,外观靓丽、品位高
F、硬度优
G、抗磨,表面不易破坏?
2、 工艺应用领域和行业
A、凡是铝材零部件或整机都应将其作为前处理和后处理的必选工艺
B、尤其应在医疗器械、精密仪器上,由于没有涂层,不用考虑配合尺寸、涂层剥落二次污染等因素,
C、传统的航空、航天、飞机等制造业,
D、人工智能设备,诸如机器人、智能激光、5G等行业,
E、灯具、家具等轻工产品。?
(四) 钢铁氧化(发蓝):该工艺只是最初级的防腐手段,不应将此作为行业产品零部件表面处理的选择
1、 特点:
A、 价格低
B、 防腐性极差
C、 外观较差?
2、 该工艺只适用于过度性的,临时防腐的工件,不能当做最终零部件或产品的防腐于装饰的手段
(五) 喷塑:又称为喷粉,是行业产品壳体较为广泛使用的涂装手段之一。
1、 特点:
A、 价格低
B、 工艺简单
C、 遮盖性好
D、 涂层饱满
E、 涂层物理性能较差?
2、 该工艺使用较为广泛,一般用在大小型壳体、床体上面,不适于体积小、物理性能有要求的工件
(六) 阴极电泳涂装
1、 概念:就是将工件作为阴极置于阳离子的电泳涂料中,在电场作用下,裹含着树脂的阳离子的漆粒子,游向工件(阴极),经过电解、电泳、电沉积、电渗等过程,完成附着。然后经固化,最终在工件上形成优质的涂层。
2、 工艺特点:
A、 泳透性好由于是浸在工作液中,又是在电势差的作用下,附着过程中的绝缘性,使得过程中的漆分子立体附着效率高,死角、腔体等都可附着
B、 环保电泳涂料采用纯水作为溶剂,在施工过程中的泳涂和固化两个阶段都是无污染环保的
C、 效率高 电泳可以在工件湿膜状态下施工,不必经过繁琐的前处理,故施工效率较高?
3、 涂层特点
A、 附着力好,可达一级
B、 耐盐雾可达到720小时
C、 均匀,涂层整体及微观平整度相当高,无与伦比
D、 物理性能优,冲击、柔韧均可达到较高水平
E、 化学性能优,具有很好兼容性,各种油脂及溶剂都无法溶解它,都可将它做底漆做再涂装
F、 外观,由于涂层薄,且又均匀、平整,目视质感好?
4、 类别
A、 按使用的电场及涂料,可分为阳极电泳和阴极电泳,或阳离子电泳和阴离子电泳
B、 按使用的树脂分,可分为酚醛树脂类、环氧树脂类,丙烯酸树脂类,聚酯类或复合树脂类
C、 按颜色分。可分为透明清漆类,黑色及彩色类
D、 按成膜的厚度分,可分为一般类和厚膜类
E、 另外还有复合等类型的涂料?
5、 应用状况
A、汽车领域电泳技术的诞生源于汽车行业的需求,早在上世纪的六十年代,美国汽车行业的发展,尤其是汽车底盘零部件急需一种物理性好、耐石击,又有较高防腐能力的涂料和工艺,经过不断的努力和探索,电泳技术中的电泳涂料和电泳工艺就诞生了,它不但解决了底盘的防腐问题,还在其它位置零部件得到了使用,并产生了很好的效果。至今,汽车整体有百分之八十以上的面积都是用电泳涂层做底漆或面漆。
*其在汽车上应用的广泛性已毋庸再言。
B、仪器仪表、试验机、门窗设备领域 这类产品的特点是,结构复杂,既有整体的架构装置,又有相互关联的传动装置,还有料物输送、加紧、施力装置,这样就存在大量的支架、支座、连杆、连接轴、盘、套、板、管等零部件,这些零部件形状复杂、体积小、尺寸精、要求高,对其表面处理的要求这就具有了特殊性,一要防腐好,二要附着力好,三要覆盖性好,四要尺寸可控,五要外观质感好;究其上面介绍的各种表面处理工艺,发蓝只可满足其三,防腐和外观较差,喷塑则难以满足尺寸、附着力的要求,镀锌也只能满足尺寸可控的要求,其覆盖性、防腐等都难以达到要求,综上分析可以发现,只有电泳技术可以满足所有的特殊要求。?
(七)工艺性能评价表?
工艺\性能 | 外观 | 附着力 | 耐盐雾 | 物理性能 | 化学性能 | 覆盖力 |
电泳 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 |
喷塑 | 良 | 差 | 差 | 差 | 良 | 良 |
镀锌 | 差 | 良 | 差 | 良 | 良 | 差 |
镀铬 | 优 | 一般 | 差 | 差 | 良 | 一般 |
发蓝 | 差 | 0 | 较差 | 0 | 0 | 0 |
一般来讲,金属表面处理的目的有三个,一是防腐,就是防止金属物在自然状态下和非自然状态下锈蚀,出现表面和结构状的损坏。二是装饰美化,为协调整机的视觉美感,需要对零件修饰涂覆色彩。三是增强功能,多数具有滑动、压缩、摩擦、抗特殊环境等功能的钢铁、铝合金材质的零件,需要采用镀硬铬,硬质氧化工艺,以提高零件表面的硬度。
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