產(chǎn)品造型材料與工藝——第六講_金屬表面處理與裝飾

1、第二章第二章 金屬材料及其加工技術(shù)金屬材料及其加工技術(shù)n第一節(jié) 常用金屬材料及其特性n第二節(jié) 金屬材料成型與工藝性n第三節(jié) 金屬表面處理與裝飾技術(shù)第三節(jié) 金屬表面處理與裝飾技術(shù)n1 鋁及鋁合金的氧化與著色處理n2 鋼鐵的氧化與磷化處理n3 銅及銅合金的氧化處理n1 鍍層裝飾技術(shù)n2 涂層裝飾技術(shù)n3 搪瓷被覆技術(shù)金屬表面處理與裝飾的作用？n保護(hù)產(chǎn)品外觀美，延長(zhǎng)使用壽命n美化、裝飾產(chǎn)品n產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)師要了解表面處理與裝飾技術(shù)的特點(diǎn)，會(huì)正確合理的選用。一、金屬材料的表面處理 n指金屬表面的后，在金屬表面生成膜層，該膜層叫轉(zhuǎn)化膜。：n電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。n化學(xué)轉(zhuǎn)化膜：氧化膜、鉻酸鹽膜、磷酸鹽膜?；w金屬直

2、接參與成膜反應(yīng)；電絕緣，防腐，著色、裝飾，應(yīng)用極廣。鋁及鋁合金的氧化與著色處理n1 鋁及鋁合金的鋁及鋁合金的氧化與著色處理n1 鋁及鋁合金的鋁及鋁合金的氧化與著色處理n2 鋁及鋁合金的鋁及鋁合金的氧化與著色處理n3 鋁及鋁合金著色著色鋁及鋁合金的氧化與著色處理n3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金的氧化與著色處理n3 鋁及鋁合金n3 鋁及鋁合金n3 鋁及鋁合金鋼鐵的氧化與磷化處理n1 鋼鐵的氧化處理n鋼鐵的化學(xué)氧化（發(fā)藍(lán)） n將鋼鐵零件浸在濃堿溶液中煮沸，在金屬表面生成穩(wěn)定的四氧化三鐵的過程。四氧化三鐵氧化膜呈藍(lán)黑色，故又稱“發(fā)藍(lán)”n特點(diǎn)：n簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。n膜厚0.5-1.6um,吸附性好，發(fā)藍(lán)后可浸油或填

3、充處理，進(jìn)一步提高膜層的耐蝕性。n膜薄，不影響零件的裝配尺寸；對(duì)表面光潔要求高或拋光的精密件，發(fā)藍(lán)后表面既亮又黑，可防護(hù)和裝飾。n一般不產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，適用于高強(qiáng)鋼薄鋼片、氫脆敏感彈簧件等發(fā)藍(lán)鋼鐵的氧化與磷化處理n2 鋼鐵的磷化處理n將零件進(jìn)入磷酸鹽溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，在金屬表面生成難溶于水的磷酸鹽膜的過程。n特點(diǎn)：n膜厚3-20um,或更厚。膜與金屬基體有較好的結(jié)合，對(duì)大氣及各種有機(jī)油類、苯、甲苯等氣體燃料有很好的耐蝕性；n對(duì)潤(rùn)滑油有很好的吸附性，不粘附熔融金屬、不影響零件的焊接性能n是高電阻膜層，有很好的電絕緣性n不足：膜機(jī)械強(qiáng)度不高，有一定脆性，有氫的析出，應(yīng)注意氫脆問題，如對(duì)高強(qiáng)鋼銅及銅

4、合金的氧化處理“銅綠”：銅在潮濕的大氣和海水條件下容易腐蝕，在水、二氧化碳、氧的作用下生成腐蝕產(chǎn)物堿式碳酸銅。耐蝕處理方法：耐蝕處理方法：n1 過硫酸鹽堿性溶液氧化法n2 銅氨溶液化學(xué)氧化法n3 古銅色化學(xué)氧化銅鍍層n4 堿性溶液電化學(xué)氧化法銅及銅合金的氧化處理n1 過硫酸鹽堿性溶液氧化法n 在由氫氧化鈉和過硫酸鹽配好的過硫酸鉀溶液中經(jīng)60-65度浸煮，生成黑色氧化膜。銅及銅合金的氧化處理n2 銅氨溶液化學(xué)氧化法n適合含銅52%-68%的黃銅件，所得氧化膜為藍(lán)黑色。n氧化膜質(zhì)量比過硫酸鹽法氧化膜差，為提高防護(hù)能力，可再涂以清漆。銅及銅合金的氧化處理n3 古銅色化學(xué)氧化銅鍍層n在制件鍍銅后，在硫

5、酸溶液中活化，再以過硫酸鹽堿性溶液氧化。n色澤雅致、美觀大方、古色古香；化學(xué)氧化后，可進(jìn)行機(jī)械拋光或滾光，再浸涂清漆，提高防蝕和變色能力銅及銅合金的氧化處理n4 堿性溶液電化學(xué)氧化法n以銅制件為陽極，置入氫氧化鈉熱溶液中，鋼或鍍鎳鋼板作為陰極，通以直流電，形成黑色氧化膜。n適用于各種牌號(hào)的銅合金。二、金屬材料的表面裝飾n定義 也稱金屬材料的表面被覆處理，表面被覆處理層是一種皮膜。n1 鍍層裝飾技術(shù)n電鍍、化學(xué)鍍、真空蒸發(fā)沉積鍍、氣相鍍n2 涂層裝飾技術(shù)n3 搪瓷被覆技術(shù)二、金屬材料的表面裝飾n1 鍍層裝飾技術(shù)n在制品表面形成具有金屬特性的鍍層。n作用：n可提高制品的耐蝕性和耐磨性n增強(qiáng)制品的表

6、面色彩、光澤和肌理的裝飾效果n提高制品的品位和檔次電鍍飾品二、金屬材料的表面裝飾n2 涂層裝飾技術(shù)（簡(jiǎn)稱涂裝）n在制品表面形成以有機(jī)物為主體的涂層，并干燥成膜的工藝。一般分三步：前處理、涂敷、涂層干燥。n作用：n保護(hù)：防腐蝕、劃傷、臟污；n裝飾：色彩、光澤、肌理；n特殊作用：隔熱、絕緣、耐輻射、阻尼、殺菌、吸收雷達(dá)波、隔音、導(dǎo)電等n缺點(diǎn)：工藝不當(dāng)，易出現(xiàn)劣化、脫落、起泡、膜下浸蝕等二、金屬材料的表面裝飾n3 搪瓷被覆技術(shù)n公元前3世紀(jì)在埃及已有了銅器表面的搪瓷技術(shù)。n后來發(fā)展為景泰藍(lán)工藝，工業(yè)上稱。n用玻璃質(zhì)材料在金屬制品表面形成一被覆層，然后在800度左右進(jìn)行一定時(shí)間的燒制而成。鐵、銅、鋁、

7、不銹鋼以及金、銀都可被覆搪瓷和景泰藍(lán)。n不足：受到?jīng)_擊、急劇溫度變化，易剝落三、其他面飾工藝n1 切削與研削加工n2 研磨n3 蝕刻n4 層壓塑料薄膜n5 熱浸涂層n6 暫時(shí)性防護(hù)涂層三、其他面飾工藝n1 切削和研削n研削：利用砂輪對(duì)金屬表層進(jìn)行加工的方法。n行磨n高精度切削加工 三、其他面飾工藝n2 研磨n通過堅(jiān)硬細(xì)微的研磨料進(jìn)行的機(jī)械研磨n通過電解金屬表面溶解而進(jìn)行的電解研磨n通過試劑作用引起的金屬化學(xué)溶解而進(jìn)行的化學(xué)研磨n電解研磨和化學(xué)研磨：金屬表面凸部選擇性溶解而使表面平滑。三、其他面飾工藝n3 蝕刻n利用化學(xué)藥品的作用使被加工金屬表面的特定部位浸蝕溶解而形成的凹凸模樣的一種加工方法。

8、n用耐藥品浸蝕膜（隔離模式掩蔽膜）覆蓋整個(gè)金屬表面，然后用機(jī)械或化學(xué)方法去除要求凹下去的部位的膜，最后進(jìn)入藥液進(jìn)行溶解。n例如 17世紀(jì)發(fā)明的銅板畫：涂蠟硝酸液浸蝕；金屬刻蝕畫三、其他面飾工藝n4 層壓塑料薄膜n用層壓法把塑料薄膜粘結(jié)在鋼板上。n利用粘結(jié)劑將鋼材基件和塑料薄膜粘結(jié)在一起，膜層上可以壓制圖案、花紋。n丙烯酸樹脂薄膜：20年不退色、脫落，75um厚，主要用于建筑裝飾層壓于鍍鋅鋼板n氯乙烯薄膜：優(yōu)良的韌性、耐候性、抗腐蝕，膜色彩鮮艷、品種繁多，厚200um，用于鋼板和鋼帶，各工業(yè)部門都有應(yīng)用n聚乙烯薄膜：100-300um厚,可壓制或印刷花紋，有良好的絕緣性和抗刮傷性，建筑上用于隔墻

9、材料，儀表工業(yè)用于外罩n聚氯乙烯薄膜：良好的耐候性、耐熱性和耐化學(xué)藥品性能，最高持續(xù)工作溫度100度，后12-100um,可在鍍鋅鋼板和鋁板上層壓，有很強(qiáng)的抗老化性能，用于建筑裝飾面板和室外器材，20年不退色、脫落和開裂三、其他面飾工藝n5 熱浸涂層n將金屬制件浸入熔融金屬中獲得金屬涂層的一種方法。有：鋅、錫、鋁、鉛，基體材料主要有鋼鐵、鑄鐵、銅n“純?nèi)廴诮饘偃廴诮饘倥c基體金屬的合金層基體金屬”：標(biāo)準(zhǔn)熱浸涂層組織三、其他面飾工藝n5 熱浸涂層n熱浸層：經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，有良好的耐磨性和耐蝕性，相對(duì)于鋼鐵基體屬陽極性涂層，具有犧牲性陽極防護(hù)特性，用于在室外暴曬使用的鋼材n熱浸層：不具備陽極保護(hù)作用，在有機(jī)酸中穩(wěn)定、無毒、不易變色，多用于包裝工業(yè)和食品罐頭工業(yè)n熱浸涂： 主要用于包覆電纜及汽車汽油箱三、其他面飾工藝n6 暫時(shí)性防護(hù)涂層n指當(dāng)需要使用金屬材料或制件時(shí)，n涂層：防銹油、防銹紙、可剝性塑料等非金