引言:表面处理即是通过物理或化学的方法在材料表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。
外观:颜色、图案、logo、光泽线条(3D、2D);
质感:手感、粗糙度、寿命(品质)、流线型等等;
功能:硬化、抗指纹、抗划伤;
陶瓷
一、研磨
研磨:是实现快速减薄的一类工艺,利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒,通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工(如切削加工)。
分类:研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研三类
1.湿研:又称敷砂研磨,把液态研磨剂连续加注或涂敷在研磨表面,磨料在工件与研具间不断滑动和滚动,形成切削运动。
2.干研:又称嵌砂研磨,把磨料均匀在压嵌在研具表面层中,研磨时只须在研具表面涂以少量的硬脂酸混合脂等辅助材料。
3.半干研:类似湿研,所用研磨剂是糊状研磨膏。研磨既可用手工操作,也可在研磨机上进行。
技术特点:
1.湿研一般用于粗研磨,所用微粉磨料粒度粗于W7;
2.干研常用于精研磨,所用微粉磨料粒度细于W7;
3.半干研中工件在研磨前须先用其他加工方法获得较高的预加工精度,所留研磨余量一般为5~30微米。
影响研磨效果常见因素:
1.磨料粒度
2.磨料浓度和给料量
3.磨料硬度
4.磨盘转速
5.负载压力
二、抛光
抛光:是利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。
化学抛光工艺流程:
化学(或电化学)除油→热水洗→流动水洗→除锈(10%硫酸)→流动水洗→化学抛光→流动水洗→中和→流动水洗→转入下道表面处理工序
技术特点:
1.抛光去除前一道工序所留下的瑕疵、划痕、磨纹等加工痕迹,获得光洁表面;
2.抛光可以填充表面毛孔、划痕以及其它表面缺陷,从而提高疲劳阻力、腐蚀阻力。
三、超声波加工
超声波加工:是利用超声频振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨粒,由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件表面处理的一种方法。
超声波抛光工艺流程:
抛光前工件的准备→抛光工具的制造和装夹→抛光磨料,工作液的配制→粗抛光→精抛光
技术特点:
1.适宜加工各种硬脆材料,特别是电火花和电解加工无法加工的不导电材料和半导体材料;对于导电的硬质合金、淬火钢等也能加工,但加工效率比较低;
2.能获得较好的加工质量;
3.在加工难切削材料时,常将超声振动与其它加工方法配合进行复合加工,如超声车削、超声磨削、超声电解加工、超声线切割等,这些复合加工方法把两种甚至多种加工方法结合在一起,能起到取长补短的作用,使加工效率、加工精度及工件的表面质量显著提高。
四、激光加工
激光加工:又称“镭雕”,是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的一种表面处理方法。
技术特点:
1.范围广泛:几乎可对任何材料进行雕刻切割;
2.保险可靠:采用非接触式加工,不会对资料造成机械挤压或机械应力;
3.精确细致:加工精度可达到0.1mm;
4.效果一致:保证同一批次的加工效果完全一致;
5.高速快捷:可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割,且激光切割的速度与线切割的速度相比要快很多;
6.本钱低廉:不受加工数量的限制,对于小批量加工服务,激光加工更加廉价;
7.切割缝细小:激光切割的割缝一般在0.1-0.2mm;
8.切割面光滑:激光切割的切割面无毛刺;
9.热变形小:激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中,因此传到被切割材料上的热量小,引起资料的变形也非常小;
10.适合大件产品的加工:大件产品的模具制造费用很高,激光加工不需任何模具制造,而且激光加工完全防止资料冲剪时形成的塌边,可以大幅度地降低企业的生产本钱提高产品的档次;
11.节省资料:激光加工采用电脑编程,可以把不同形状的产品进行资料的套裁,最大限度地提高材料的利用率,大大降低了企业资料本钱;
12.非常适合新产品的开发:一旦产品图纸形成后,马上可以进行激光加工,可以在最短的时间内得到新产品的实物。
五、PVD(物理气相沉积)
PVD:指的是在气象中以物理或化学的反应过程,在工件表面形成具有特殊性能的金属或化合物涂层的方法。
PVD工艺流程:
PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→冷却出炉→抛光→AF处理
技术特点;
1.沉积层的材料来自固体物质源,采用各种加热源使固体物质变为原子态;
2.获得的沉积层薄,厚度范围为nm~µm(10-9~10-6m);
3.沉积层是在真空条件下获得的,涂层纯度高;
4.在低温等离子体条件下产生,沉积层粒子的整体活性大,易与反应气体进行化合反应,获得各种涂层;
5.沉积层薄,可方便的控制多个工艺参数;
6.沉积实在真空条件下进行的,没有有害气体排出,属于无污染技术。
六、AF处理
AF处理:又称防指纹涂层处理,利用蒸镀方式,在陶瓷表面镀上一层涂层,该涂层使陶瓷表面不易产生指纹,耐磨性佳。
AF处理工艺流程:
来料外观检→产品擦拭→离子清洗→AF Coating→烘烤→水均性检查→涂布检查→水滴角测试
技术特点:
1.防污性:防止指纹及油污不容易粘附、轻易擦除;
2.防刮伤:表面滑顺,手感舒服,不容易刮花;
3.膜层薄:优异光学性能、不改变原有的纹理;
4.耐磨性:具有真度耐磨性能
一、阳极氧化
阳极氧化:主要是铝的阳极氧化,是利用电化学原理,在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3(氧化铝)膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
工艺流程:
单色、渐变色:抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干
双色:①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2 →封孔→烘干
②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1 →镭雕→阳极氧化2 →封孔→烘干
技术特点:
1、提升强度,
2、实现除白色外任何颜色。
3、实现无镍封孔,满足欧、美等国家对无镍的要求。
技术难点及改善关键点:
阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本,提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度,这需要结构件厂商在生产过程中不断探索,寻求突破。
二、电泳 ( ED-Electrophoresis deposition )
电泳:用于不锈钢、铝合金等,可使产品呈现各种颜色,并保持金属光泽,同时增强表面性能,具有较好的防腐性能。
工艺流程:前处理→电泳→烘干
技术特点:
优点:
1、颜色丰富;
2、无金属质感,可配合喷砂、抛光、拉丝等;
3、液体环境中加工,可实现复杂结构的表面处理;
4、工艺成熟、可量产。
缺点:掩盖缺陷能力一般,压铸件做电泳对前处理要求较高。
三、微弧氧化 (MAO)
微弧氧化:在电解质溶液中(一般是弱碱性溶液)施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程,该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。
工艺流程:前处理→ 热水洗→ MAO → 烘干
技术特点:
优点:
1、陶瓷质感,外观暗哑,没有高光产品,手感细腻,防指纹;
2、基材广泛:Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其 合金等;
3、前处理简单,产品耐腐蚀性、耐候性极佳,散热性能佳。
缺点:目前颜色受限制,只有黑色、灰色等较成熟,鲜艳颜色目前难以实现;成本主要受高耗电影响,是表面处理中成本最高的其中之一。
四、PVD真空镀
物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD):是一种工业制造上的工艺,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。
PVD原理示意图
工艺流程:
PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束,冷却出炉→后处理(抛光、AFP)
技术特点:
PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积) 可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的金属陶瓷装饰镀层
一、模内装饰技术(IMD)
模内装饰技术(In-Mold Decoration-IMD):是将已印刷好图案的膜片放入金属模具内,将成形用的树脂注入金属模内与膜片接合,使印刷有图案的膜片与树脂形成一体而固化成成品的一种成形方法。
IMD包含IML(无拉伸、曲面小)、IMF(高拉伸产品、3D)、IMR(表面薄膜去掉,只留下油墨在表面)。
目前业内把IML和IMF统称IML。
IML工艺流程:
IMR工艺流程:
技术特点:
1、精美的装饰图文、标识内藏,不受摩擦或化学腐蚀而消失;
2、图文、标识及颜色设计可随时改变,而无需更换模具;
3、三维立体形状产品的,印刷精度准确,误差±0.05mm;
4、能提供图文、标识背透光性及高透光性的视窗效果;
5、功能按键凸泡均匀、手感好,寿命可达100万次以上;
6、三维变化,可增加设计者对产品设计的自由度;
7、复合成型加工达到无缝效果。
二、喷涂( Painting )
喷涂:利用喷枪等喷射工具把涂料雾化后,喷射在被涂工件上的涂装方法。
工艺流程:注塑→底漆→烘干→面漆→烘干
技术特点:
优点:
1、颜色丰富;
2、液体环境中加工,可实现复杂结构的表面处理;
3、工艺成熟、可量产;
4、有独特的透明度,光泽度高。
缺点:
1、成本过高,低成本定位产品不适用于此工艺;
2、工艺相对复杂,良率较低。
三、NCVM不导电真空镀
NCVM:又称不连续镀膜技术或不导电电镀技术,是采用镀出金属及绝缘化合物等薄膜,利用各不连续之特性,得到最终外观既有金属质感且不影响到无线通讯传输之效果。。
工艺流程:
技术特点:
1、所制产品不导电,可以通过高压电表几万伏特的高压测试,不导通或不被击穿
2、所制产品表面具有金属质感的同时可实现半透明化控制。
四、电镀
电镀:使塑料以较高成品率及较低成本获得金属效果表面。与PVD相似,PVD是物理原理,电镀是化学镀,主要分为真空电镀和水电镀。
工艺流程:
水电镀工艺流程
技术特点:
优点:
1、重量减轻;
2、全面节省成本;
3、较少的加工工序;
4、仿真金属零件。
缺点:
1、包括金属插件在成型过程中不能变更;
2、塑模制造大于200平方英寸的零件比拉模之铸造困难的多;
3、电镀塑料用于某类家庭用具时存在着火的危险。
来源:德富塑料网