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金属表面处理

发布时间:2021-01-11 阅读:441次发布者:
摘要: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

    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;


    下面就金属类3D打印件的多种表面处理工艺做详尽介绍:

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    一、阳极氧化


    阳极氧化,金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度,保护金属表面等。例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解。阳极的铝或其合金氧化,表面上形成氧化铝薄层,其厚度为5~20微米,硬质阳极氧化膜可达60~200微米。阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可达250~500千克/平方毫米,良好的耐热性,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K,优良的绝缘性,耐击穿电压高达2000V,增强了抗腐蚀性能,在ω=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。


    阳极氧化好处:


    1.防静电。2.表面镁光。3.耐磨。


    半导体设备上很多小铝件都要阳极化处理,目的是为了增加硬度,减小磨损。


    二、磷化处理


    磷化是常用的前处理技术,原理上应属于化学转换膜处理,主要应用于钢铁表面磷化,有色金属(如铝、锌)件也可应用磷化。


    磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程,所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是:给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。


    磷化作用


    1.增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力。


    2.提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。


    3.提高装饰性。

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    三、发黑处理


    发黑是化学表面处理的一种常用手段,原理是使金属表面产生一层氧化膜,以隔绝空气,达到防锈目的。


    发黑处理常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。碱性发黑细分出来,又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度较大,大概在135-155℃之间都可以得到不错的表面,只是所需时间有些长短而已。


    四、钝化处理


    金属经氧化性介质处理后,其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释,即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用,作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在,通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用,防止金属与腐蚀介质直接接触,从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。


    钝化处理是化学清洗中最后一个工艺步骤,是关键一步,其目的是为了材料的防腐蚀。如锅炉经酸洗、水冲洗、漂洗后,金属表面很清洁,非常活化,很容易遭受腐蚀,所以必须立即进行钝化处理,使清洗后的金属表面生成保护膜,减缓腐蚀。


    五、镭雕


    镭雕也叫激光雕刻或者激光打标,是一种用光学原理进行表面处理的工艺。镭雕是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料瞬间发生汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。镭雕可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级。这种技术刻出来的字没有刻痕,物体表面依然光滑,字迹亦不会磨损。


    工艺过程(实现方法):


    镭雕是指激光雕刻,是通过激光束的光能导致表层物质的化学物理变化而刻出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图形、文字;按照雕刻方式不同可以分为点阵雕刻和矢量切割。


    镭雕过程非常简单,如同使用电脑和打印机在纸张上打印;可以在CorelDraw等多种图形处理软件中进行设计,扫描的图形、矢量化的图文及多种CAD文件都可轻松地“打印”到雕刻机中。唯一的不同之处是,打印将墨粉涂到纸张上,而激光雕刻是将激光射到木制品、亚克粒、塑料板、金属板、石材等几乎所有的材料之上。


    六、电泳漆


    电泳工艺分为阳极电泳和阴极电泳。若涂料粒子带负电,工件为阳极,涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳;反之,若涂料粒子带正电,工件为阴极,涂料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳。


    电泳应用:


    可分为阳极电泳漆、阴极电泳漆。


    其中阳极电泳漆有阳极丙烯酸,主要应用于铝制品,铝材氧化后用阳极电泳漆保护,光泽度在50-90度之间、漆膜较薄,在铝型材行业广泛应用。阴极电泳漆又可分为:环氧电泳漆、丙烯酸电泳漆和聚氨酯电泳漆。

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    七、拉丝


    拉丝工艺是一种金属加工工艺。在金属压力加工中。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。如电缆行业将8mm铜杆用铜大拉机,通过一组(5~8个)由大到小的拉丝模具,将铜杆拉成铜丝,如3.5mm、2.0mm等。


    拉丝是采用拉丝的布条往复运动,在工件表面来回摩擦使工件表面光洁度提高的一种方法,表面的纹理呈直线状。可以提高表面质量,遮掩表面轻微划痕。


    拉丝的作用:


    金属板的表面,皆具有防锈,抗氧化,抗刮损,抗化学试剂及抗烟熏等特性。外观上,由于产品本身特殊的亮丽表面,为避免因磨擦而使之失去光泽,建议运用于较少摩擦的水平表面,或是一般的垂直面。此外,建议使用在干燥,或不会常遭淋湿,湿气不致过重的地方,以维持产品的稳定性。金属表面拉丝可以很好的掩盖生产中的机械纹和合模缺陷。


    八、CD纹


    CD纹是应用精密的CD纹机在金属表面去除材料而得到的一种类似与CD光盘纹路的效果,它的纹路间距是根据产品的外观尺寸效果而定。在业界大家公认CD纹是金属表面的一种较高档的表面处理工艺。


    高品质的CD纹加工必须具备以下五大要素:


    1.高精密的CD纹机。


    2.科学的产品加工治具。


    3.训练有素的工艺的操作人员。


    4.选择合理的加工刀具。


    5.正确的冷却方案。


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