零件表面處理簡介

1、零件表面處理工藝簡介零件表面處理工藝簡介-動力電池篇表面處理的目的表面處理的目的 表面處理是通過一定的物理或化學的方法在工件表面形成一特殊表層，起到防護和美觀的目的，主要目的有以下：防腐蝕（紅銹、灰銹、綠銹、發(fā)黑、結(jié)斑、發(fā)霉）美觀 （鏡面、色彩）改變表面強度增加附著力表面處理的種類及要點 根據(jù)工件的的用途和使用的工作環(huán)境，在工件設計加工用會使用一種或多種表面處理工藝，常見的處理方可分為物理和化學方法：物理方法：淬火、真空鍍、離子鍍、濺射、噴涂、噴塑、拋光、噴砂、滾壓化學方法：滲氮、發(fā)黑、電鍍、化學鍍、磷化、陽極氧化、電泳表面處理的種類及要點物理處理工藝及特點：噴砂（噴丸）噴砂（噴丸）利用壓縮空

2、氣和三石英砂或金剛砂，對工件表面進行處理，可以做到除銹、細化表面、在硬質(zhì)表面刻字優(yōu)點：效率高，成本低，無條件限制，可處理任意大小工件缺點：粉塵大，對大工件無法批次處理加工范圍：鐵器、鋁及鋁鎂合金、玻璃制品表面處理的種類及要點 拋光拋光利用磨料通過旋轉(zhuǎn)、切削，將粗糙工件表面打磨成鏡面，便用后續(xù)的涂覆拋光砂、拋光膜、拋光膏、拋光臘、拋光粉表面光潔度取決于磨料的顆粒度及產(chǎn)品的用途，01um至230um表面處理的種類及要點 噴涂噴涂- -噴涂的種類序號涂漆方法內(nèi)容特點使用范圍1刷涂人工用各種毛刷涂刷省料費工體力勞動繁重任何形狀工件，幾乎任何涂料2自動浸涂工件在懸鏈上借鏈運動自動沉入漆槽中涂漆省工省料，

3、生產(chǎn)效率高，但漆槽熔劑揮發(fā)量大，防火要求嚴大批量流水線生產(chǎn)3手工噴涂(含高壓無氣噴涂）利用壓縮空氣，噴槍將漆霧化噴到工件表面成膜漆膜均勻，質(zhì)量好，但漆浪費大各種形狀工件，尤適用于大面積工件4淋涂工件在工作臺上，利用循環(huán)泵將漆液噴淋在工件上工效高，漆液損失少，便于流水作業(yè)大批單一工件底漆涂裝5幕簾淋涂工件在連續(xù)不斷往下流的漆液幕簾下通過而涂裝工效高，漆液損失少，便于流水線作業(yè)，但不能對工件垂直面涂裝適宜成批生產(chǎn)，且只需涂單面的大工件6流化床涂覆利用粉末涂料在一定風壓下呈“沸騰”狀態(tài)，在略高于其熔點的預熱工件表面上融合冷卻后成膜涂層厚度大，涂覆速度快適宜大型，形狀不同工件7輥涂利用輥涂機械進行輥涂

4、能采用較高粘度涂料，漆膜厚度均勻，有利于機械化，自動化生產(chǎn)適用于平板涂裝8靜電噴涂利用電暈放電使帶電的霧化油漆表面處理的種類及要點 噴涂噴涂涂料的成份成膜物質(zhì)：構(gòu)成涂料的基礎，是涂層的主要物質(zhì)溶 劑：又稱稀釋劑，使涂料保持溶解狀態(tài)，調(diào)整涂料粘度便于操作,不同涂料有不同溶劑助 劑：改善涂料施工性能，有催干劑、增韌劑、固化劑等顏 料：成膜物質(zhì)一般為無色透明。顏料有遮蓋、美觀、增加漆膜強度等作用表面處理的種類及要點 噴涂噴涂粉末靜電噴涂靜電噴槍使油漆霧化并帶上正電荷，與接地的工件間形成高壓靜電場，靜電引力使漆膜沉積在工件表面形成均勻漆膜高效節(jié)能，一次成膜，提高效率30-40%，降低能耗約30%污染少

5、，無有機溶劑揮發(fā)（不含甲苯、二甲苯等有害氣體）涂料利用率高，可達95%以上，粉末可回收利用涂膜性能好，一次性成膜厚度可達50-80m，附著力、耐蝕性等指標都比油漆工藝好。成品率高：在未固化前，可進行多次重噴表面處理的種類及要點淬火淬火 是指在不改變鋼的化學成分及心部組織情況下，利用快速加熱將表層奧氏體化后進行淬火以強化零件表面的熱處理方法，加熱 冷卻目的使表面具有高的硬度、耐磨性和疲勞極限; 心部在保持一定的強度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。即表硬里韌。適用于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件表面處理的種類及要點 化學處理工藝及特點發(fā)黑發(fā)黑發(fā)黑是將鋼在空氣中加熱或直接浸於濃氧化性溶液中，

6、使其表面產(chǎn)生極薄的氧化物膜的材料保護技術(shù)，也稱發(fā)藍環(huán)境：NaOH+NaNO2, 135146,時間根據(jù)材料而定發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種，而后者不太好槍管的形成黑色如何表面處理的種類及要點 磷化磷化工件表面的金屬與磷酸鹽反應，形成的復雜磷酸鹽混合物，稱之為磷化膜，起到防腐蝕的作用，改善表面，提高涂漆的附著力Fe(H2PO4)2= FeHPO4+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 =2FeHPO4+ H23FeHPO4= Fe 3(PO4)2+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 =Fe 3(PO4)2+H2表面處理的種類及要點 電泳電泳樹脂在酸性環(huán)境

7、下成為水溶劑，在電極處完成放電，形成沉積膜，環(huán)氧類、聚胺質(zhì)類、醇酸類及環(huán)氧丙烯酸類都可以作為電泳漆使用沉積時樹脂的不飽和鍵再次交聯(lián)，形成膜層。致密光滑，可認控制膜厚度，使用精細的涂裝表面處理的種類及要點 電泳電泳-工藝流程表面處理的種類及要點 電鍍電鍍原理電鍍是一種電極上的氧化還原過程，以鍍鎳為例，工件為陰極，鎳板作為陽極，電鍍流主鹽為NiSO4,電極反應為：陰極上的反應為： Ni 2+ +2eNi(形成鍍層) 2H+ +2eH2陽極上的反應為： Ni 2eNi2+(陽極溶解) 4OH4e2H2O+O2 2Ni3ONi2O3 2Cl-2eCl2表面處理的種類及要點 電鍍電鍍分類按金屬分：鍍銅、

8、鍍鋅、鍍鎳、鍍錫、鍍金、鍍銀按鍍層分：單一金屬鍍層、合金鍍層和復合鍍層三類1.鍍銅：打底用，增進鍍層附著能力及抗蝕能力（銅易氧化，銅綠不導電）2.鍍鎳：打底用或做外觀，增進抗蝕能力及耐磨能力，(其中化學鎳為現(xiàn)代工藝中耐磨能力超過鍍鉻)。3.鍍金：改善導電接觸阻抗，增進信號傳輸。(金最穩(wěn)定)4.鍍鈀鎳：改善導電接觸阻抗，增進信號傳輸，耐磨性高于金。5.鍍錫鉛：增進焊接能力，快被其他替物取代(因含鉛現(xiàn)大部分改為鍍亮錫及霧錫)。6.鍍銀：改善導電接觸阻抗，增進信號傳輸。(銀性能最好，容易氧化，氧化后也導電)表面處理的種類及要點 電鍍電鍍電鍍包含4個方面：電鍍液、電鍍反應、電極反應原理、金屬電沉積過程

9、，而電鍍液有六個要素主鹽、附加鹽、絡合劑、緩沖劑、陽極活化劑和添加劑表面處理的種類及要點 電鍍電鍍鍍錫 錫Sn，銀白色金屬，原子質(zhì)量118.7，密度7.3g/cm3，熔點232，維氏硬度HV 12，電導率9.09MS/m， 25 時Sn2+Sn的標準電勢為0.138V。 自然體件下錫的化學性穩(wěn)定，不易變色，不與硫化物反應，幾乎不與硫酸、鹽酸、硝酸及有機酸的稀溶液反應，即使在濃鹽酸和濃硫酸中也需加熱才能緩慢反應，又由于優(yōu)良的延展性、抗蝕性，無孔錫鍍層的主要用途是作為工件的防護鍍層，軸承鍍錫可起密合和減摩作用，汽車活塞環(huán)和氣缸壁鍍錫可防止滯死和拉傷。 總之，錫具有抗腐蝕、耐變色、無毒、易釬焊、柔軟

10、、熔點低和延展性好等優(yōu)點，因而電鍍錫的應用廣泛。表面處理的種類及要點 鍍錫鍍錫- -鍍錫有堿性及酸性兩種酸性鍍錫 酸性鍍錫主要有硫酸鹽鍍液、氟硼酸鹽鍍液、氯化物氟化物鍍液、磺酸鹽鍍液等幾種類型。 以硫酸亞錫為主的硫酸鹽鍍錫目前應用最廣，其鍍層質(zhì)量良好、沉積速度快、電流效率近100%、鍍液的分散能力好、原料易得、成本低，鍍層孔隙率較大 堿性鍍成分簡單并有自除油能力、鍍液分散能力好、鍍層結(jié)晶細致、孔隙少、易釬焊，但是需加熱、能耗大、電流效率低，鍍液中錫以四價形式存在、電化當量低，鍍層沉積速度比酸性鍍液至少慢一倍，且一般為無光亮鍍層。表面處理的種類及要點表8-1 硫酸鹽無光亮鍍錫和光亮鍍錫工藝規(guī)范成

11、分及操作條件無光亮鍍錫光亮鍍錫123456硫酸亞錫 Sn /gL-14055601004560407050603540硫酸H2SO4 /mLL-1608040708012014017075907090-萘酚 / gL-10.31.00.51.5明膠 / gL-11313酚磺酸 / mLL-1608040甲醛HCHO / mLL-14.08.03.05.0OP-21/ mLL-16.010組合光亮劑/mLL-14.020SS-820/ mLL-11530SS-821mLL-10.51SNU-2AC光亮劑/mLL-11520SNU-2BC穩(wěn)定劑/ mLL-12030BH911光亮劑/ mLL-11

12、820HBV3穩(wěn)定劑/ mLL-12022溫度/1530203010201030545840陰極電流密度/Adm-20.30.8140.30.8141414攪拌方式陰極移動陰極移動陰極移動陰極移動陰極移動表面處理的種類及要點 鍍錫鍍錫鍍液成份1.主鹽：硫酸亞錫,濃度過高則極化程度低，分散能力下降、光亮區(qū)縮小、鍍層色澤暗、結(jié)晶粗糙; 濃度過低,陰極電流密度減小,效率低,鍍層易燒焦,滾鍍可采用較低濃度2.助劑：硫酸，抑制水解。硫酸含量不足時，Sn2+離子易氧化成Sn4+離子，它們在溶液中易發(fā)生水解反應，PH值控制重要 SnSO4 + 2H2OSn(OH) 2+ H2SO4 2SnSO4 +O2 +

13、 6H2O 2Sn(OH)4+ 2H2SO4 硫酸濃度的增加有助于減緩上述水解反應，但只有硫酸濃度足夠大時才能抑制住Sn2+和Sn4+的水解，通常把 Sn2+/H2SO4 控制在1：5左右，同時要注意保持較低的溫度表面處理的種類及要點 鍍錫鍍錫鍍液成份3. 光亮劑：主光亮劑、載體光亮劑和輔助光亮劑。在鍍液中提高陰極極化作用，鍍層細致光亮。光亮錫鍍層比普通錫鍍層稍硬，并仍保持足夠的延展性，其可焊性及耐蝕性良好。 光亮劑不足時，鍍層不能獲得鏡面鍍層；光亮劑過多時，鍍層變脆、脫落，嚴重影響結(jié)合力和可焊性。光亮劑的定量分析困難，只能憑霍爾槽試驗及經(jīng)驗來調(diào)整。早期光亮鍍錫層的獲得是將暗錫鍍層經(jīng)232以上

14、“重熔”處理，鍍錫光亮劑的不斷開發(fā)。3.1主光亮劑：含有不飽和烯基的羰基化合物，各種醛類、醛亞胺-希夫堿，不飽和酮、胺等 表面處理的種類及要點 鍍錫鍍錫鍍液成份 3.2輔助光亮劑：僅使用主光亮劑并不能獲得高質(zhì)量的光亮鍍層，需要同時添加脂肪醛和不飽和羰基短鏈化合物，如甲醛、乙二醛、丙烯酸、異丁烯酸、丙烯酰胺等3.3載體光亮劑 助主光亮劑和部分輔助光亮劑難溶于水，通常加入非離子型表面活性劑。常見的有聚乙二醇、聚乙二醇烷基醇醚等。4.穩(wěn)定劑：鍍液易渾濁是硫酸鹽鍍錫的主要缺點。鍍液在使用或放置過程中逐漸變黃，最終發(fā)生渾濁、沉淀，鍍層光澤性差、光亮區(qū)窄、可焊性下降。且該混濁物呈膠體狀態(tài)，難以除去和回收，

15、導致錫鹽浪費。鍍液混濁的原因復雜，主要可能為Sn4+離子濃度達到一定值時，將發(fā)生水解反應： Sn4+3H2O -SnO2H2O4H+表面處理的種類及要點 鍍錫鍍錫鍍液成份5.其它添加劑 鍍液會加入明膠、-萘酚、甲酚磺酸等為添加劑，以使鍍層細致、可焊性好。 萘酚起提高陰極極化、細化晶粒、減少鍍層孔隙的作用。含量過高時會導致明膠凝結(jié)析出，并使鍍層產(chǎn)生條紋。 明膠是提高陰極極化和鍍液分散能力、細化晶粒。明膠過高會降低鍍層的韌性及可焊性，故鍍錫層要求高可焊性時不應采用明膠，即使普通無光亮鍍錫溶液，明膠的加入量也要嚴加控制。 工作表面處理完整工藝 工件的處理可能經(jīng)過切經(jīng)過多種處理，才能達到使有的要求，而有的僅使單工藝即可達到要求：轎車外殼：磷化膩子電泳噴漆音箱網(wǎng)：磷化噴漆轉(zhuǎn)接線：酸洗鍍錫手機邊框：打磨拋光鍍金（鍍鉻）鈑金電箱：噴砂電泳噴涂（粉末噴涂） 動力電池常用處理工藝 動力電池常用工藝特點工藝工藝應用范圍應用范圍厚層特點厚層特點作用作用常見缺陷常見缺陷磷化磷化鈑金電箱灰色,0.150m防腐蝕，增加附著力，潤滑紅斑，白粉，局部或全部油膜色，粘渣鍍錫鍍錫Busbar,