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表面处理工艺汇总

日期:2019-09-17点击数:51赞数:0

      表面处理工艺汇总

      在机械工业中,电镀铁用于机车、汽车曲轴的修复,有很大的经济效益。
      真空镀用于塑料件装饰用刀具刃具加工。
      总之,表面处理既是工业上必不可少的工艺,又是满足人民生活需要、提高产品国际市场上的竞争能力、出口创汇所必不可少的技术。
      表面处理工艺产生某些有毒、有害的废水、废气和废渣等,严重危害人民,因此,在发展表面处理工艺的同时,必须考虑污染的控制和治理措施。
      表面处理的分类:
      材料的表面处理技术种类繁多,根据使用的方法大致可分成五大类16种工艺。
      (一) 电化学方法 

      这种方法的特点是利用电极反应,在制作表面上形成镀覆层,其中应用 广的工艺有:
      (1)电镀 electroplating
      利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程; 当具有导电表面的制件与电解质溶液接触,并作为阴极,在外电流作用下,在其表面上形成与基件牢固结合的镀覆层的过程称为电镀。镀履层可以是金属、合金、半导体以及含有各类固体微粒的镀层,如镀铜、镀镍、磷合金等。
      (2)阳极氧化
      当具有导电表面的制件与电解质溶解接触,并作为阳极,在外电流作用下,在制件表面形成与基体结构牢固的氧化膜层的过程称为限阳极氧化。如铝及铝合金的阳极氧化。
      (3)电铸electroforming
      通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。这种处理方式是我们在要求 的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用,一般采用铜材质作一个部件的形状后,通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上,通常沉积厚度达到几十毫米,之后将形腔切开,分别镶拼到模具的形腔中,注射塑件,通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果,满足设计的需要,通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话,会达到良好的外观效果。
      (二) 化学方法 

      这种方法的特点是在没有外电流通过的情况下,利用化学物质的相互作用,在制件表面形成镀覆层。其主要工艺过程有:
      (1) 化学镀autocalytic plating
      当具有一定的催化作用的制件表面与电解质溶液相接触,在无外电流通过的情况下,利用化学物质还原作用,将有关物质沉积于制件表面并形成与基体结合牢固镀覆层的过程称为化学镀。如化学镀镍、化学镀铜等; 在经活化处理的基体表面上,镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。
      (2) 化学转化膜处理
      当金属制件与电解质溶液相接触,在无外电流通过的情况下,利用电解质溶液中的化学物质与制件表面的相互作用,在表面上形成与基体牢固结合的镀覆层的过程称为化学转化处理。如铝的表面铬酸盐转化处理,锌的铬酸盐钝化,钢铁的磷化等。


      (三) 热加工方法 


      这种方法的特点是利用高温条件下材料熔融或热扩散,在制件表面形成镀覆层。其主要工艺过程有:
      (1)热浸镀 将金属制件浸入熔融金属中,使其表面上形成与基体牢固结合的金属镀覆层的过程称为热浸镀,如热浸锡等。
      (2)热喷镀 将熔融状态的金属雾化并连线喷射在制件表面上,形成与基体牢固结合的金属覆盖层的过程称为热喷镀,如热喷锌等。
      (3)热烫印 将各类金属箔在加温加压下覆盖于制件表面的过程称为热烫印,如烫印铝箔等。
      (4)化学热处理 将制件与化学物质相接触,在高温下使有关元素进入制件表面层的过程称为化学热处理,如渗碳、渗氮等。
      (四) 高真空方法 

      此法是利用材料在高真空下的气化或受激离子化而在制件表面形成镀覆层的过程。常见的工艺有:
      真空镀vacuum plating 真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型,它们都是采用在真空条件下,通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜,通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层,同时具有速度快附着力好的突出优点,但是价格也较高,可以进行操作的金属类型较少,一般用来作较高档产品的功能性镀层,例如作为内部屏蔽层使用。
      (1)真空蒸发镀 在高真空容器中,将金属材料加热蒸发,并镀着在制件表面上,形成与基体牢固结合的金属或非金属覆盖层的过程称为真空蒸发镀,简称真空镀或蒸发镀,如真空镀铝,真空镀镀金等。
      (2)溅射镀 在高真空容器中,在低气压下使离子在强电场作用下轰击膜料,使其表面原子逸出并沉积在制件表面上形成薄膜的过程称为溅射镀,如溅射硅、溅射银等。
      (3)离子镀 在高真空容器中,在低气压下利用蒸发源蒸出的粒子,经过辉光放电区部分电离,通过扩散和电场作用,沉积于制件表面形成与基本牢固结合镀覆层的过程称为离子镀,如镀氮化钛等。
      (4)化学气相镀 在低压下,利用气态物质在固态表面上进行化学反应生成与基体结合良好的固体沉积层的过程称为化学气相镀(有时也有常压下进行)。如气相沉积氧化硅、氮化硅等。
      (5)离子注入 在高压电下将不同离子注入工件表面以改变表面性质的过程称为离子注入,如注硼等。
      (五) 其它物理方法 

      主要利用机械的或化学的方法将有关金属镀覆于制件表面 。属于这一类有:
      (1) 冲击镀 利用机械冲击作用将有关金属镀覆于制件表面并形成与基体牢固 结合的镀覆层过程称为涂装,如涂漆等。
      (2) 涂装 利用喷射、涂饰等方法,将有机涂料覆于制件表面并形成与基本牢固结合的涂覆层过程称为涂装,如涂漆等。
      (3)激光表面加工,利用激光对制件表面进行辐照,使制件表面结构改变的过程称为激光表面加工,如激光淬火等。
      (4)超硬膜技术
      以物理或化学方法在工件表面制备超硬膜的技术,称为超硬膜技术。如金刚石薄膜,立方氮化硼薄膜等。
      (5)电泳及静电喷涂
      1、电泳
      工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中,与涂料中另一电极构成解电路。在电场作用下,涂料溶液中已离解成带电的树脂离子,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子,连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面,形成涂层,这一过程称为电泳。
      2、静电喷涂
      在直流高电压电场作用,雾化的带负电的油漆粒子定向飞往接正电的工件上,从而获得漆膜的过程,称为静喷涂。
      (六)塑料电镀
      塑料电镀的特点
      塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小,耐腐蚀性能良好,成型简便,具有金属光泽和金属的质感,还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料,而且美观,装饰性强,同时,它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性,因而塑料电镀金属后,可防止塑料老化,延长塑料件的使用寿命。
      随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛,成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀,其中尤以ABS塑料电镀应用 广,电镀效果 。



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