表面處理工藝及技術(shù)

1、 外表處置工藝及技術(shù) 丁海波 2021-5-21.不粘鍋有毒嗎?不粘鍋涂層主要原料是聚四氟乙烯, 該資料可以耐400度高溫，但是在200度以上時(shí)化學(xué)性質(zhì)開(kāi)場(chǎng)變的不穩(wěn)定，釋放出氟化氫氣體，氟化氫溶解于水后的溶液叫氫氟酸，不但強(qiáng)腐蝕玻璃蝕刻工藝大量運(yùn)用氫氟酸，而且有劇毒。全氟辛酸銨是美國(guó)杜邦公司用用來(lái)合成含氟聚合物的一種分散劑。05年美國(guó)環(huán)保署指出杜邦特富龍不沾鍋中能夠存在殘留，該殘留能夠隨著食品和食品烹飪過(guò)程而進(jìn)入人體，呵斥身體安康危害。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)檢測(cè)報(bào)告，沒(méi)有監(jiān)管。.1、外表處置概念 利用現(xiàn)代物理、化學(xué)、金屬學(xué)和熱處置等學(xué)科的邊緣性新技術(shù)來(lái)改動(dòng)零件外表的情況和性質(zhì)，使之與心部資料作優(yōu)化組

2、合，以到達(dá)預(yù)定性能要求的工藝方法，稱(chēng)為外表處置。 .2、外表處置技術(shù)的分類(lèi)按工藝特點(diǎn)外表改性技術(shù)金屬、非金屬 外表涂鍍層技術(shù)金屬、非金屬 外表轉(zhuǎn)化膜技術(shù)金屬 經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)等方法，改動(dòng)資料外表的形貌、相組成、微觀構(gòu)造、缺陷形狀、應(yīng)力形狀。資料外表化學(xué)組成不變。經(jīng)過(guò)化學(xué)方法，使添加資料與基體發(fā)生化學(xué)反響，構(gòu)成轉(zhuǎn)化膜。經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)方法，使添加資料在基體外表構(gòu)成鍍、涂層。基材不參與涂層的構(gòu)成。外表合金化技術(shù)金屬 經(jīng)過(guò)物理方法，使添加資料進(jìn)入基體，構(gòu)成合金化層。.3、常見(jiàn)外表處置方法 3.1.1外表淬火3.1.2噴砂3.1.3滾花3.1.4拉絲3.1外表改性技術(shù) 3.1.6激光外表強(qiáng)化 經(jīng)過(guò)物理、化

3、學(xué)等方法，改動(dòng)資料外表的形貌、相組成、微觀構(gòu)造、缺陷形狀、應(yīng)力形狀。資料外表化學(xué)組成不變。3.1.5拋光. 外表淬火是指在不改動(dòng)鋼的化學(xué)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(jìn)展快速冷卻淬火，使外表硬化的一種熱處置方法。感應(yīng)加熱3.1.1外表淬火.3.1.2噴砂 噴砂處置是利用高速放射出的砂?；蜩F粒，對(duì)工件外表進(jìn)展撞擊，以提高零件的部分力學(xué)性能和改動(dòng)外表形狀的工藝方法。. 噴砂與噴丸處置，工藝類(lèi)似，主要差別在沙粒直徑上。該工藝主要運(yùn)用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐蝕性等，還可用于外表消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的剩余應(yīng)力等。 .3.1.3滾壓 滾壓是在常溫上用硬質(zhì)滾柱

4、或滾輪施壓于旋轉(zhuǎn)的工件外表上，并沿母線方向挪動(dòng)，使工件外表塑性變形、硬化，以 獲得準(zhǔn)確、光潔和強(qiáng)化的外表，或特定花紋的處置工藝。.3.1.4拉絲 在外力作用下使金屬?gòu)?qiáng)行經(jīng)過(guò)模具,金屬橫截面積被緊縮,并獲得所要求的橫截面積外形和尺寸的技術(shù)加工方法稱(chēng)為金屬拉絲工藝。使其改動(dòng)外形、尺寸的工具稱(chēng)為拉絲模. 拉絲可根據(jù)裝飾需求，制成直紋、亂紋、波紋和旋紋等幾種。 直紋 亂紋 波紋.3.1.5拋光 拋光是對(duì)零件外表進(jìn)展修飾的一種光整加工方法，普通只能得到光滑外表，不能提高甚至不能堅(jiān)持原有的加工精度，隨預(yù)加工情況不同，拋光后的Ra值可達(dá)1.60.008 m 。按照實(shí)現(xiàn)原理的不同，可分為機(jī)械拋光和化學(xué)拋光：.

5、3.1.5.1機(jī)械拋光 用高速旋轉(zhuǎn)的柔性拋光輪和極細(xì)的磨料對(duì)工件外表進(jìn)展?jié)L壓和微量切削實(shí)現(xiàn)拋光。拋光輪用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，用于較大零件的拋光。3.1.5.1.1輪式拋光.3.1.5.1.2滾筒拋光和振動(dòng)拋光 將工件、磨料和拋光液裝入滾筒或振動(dòng)箱內(nèi)，滾筒緩慢滾動(dòng)或振動(dòng)箱振動(dòng)，使工件與工件，工件與磨料相互摩擦，加上拋光液的化學(xué)作用，除去工件外表的油污、銹層，磨去凸峰，從而獲得光滑的外表。用于細(xì)小而量大零件的拋光，后者比前者消費(fèi)率高，拋光效果更好。.3.1.5.2化學(xué)拋光 將金屬零件浸入特制的化學(xué)溶液中，利用金屬外表凸起部位比凹洼部位溶解速度快的景象，實(shí)現(xiàn)零件外表的拋光。. 生物拋光是一

6、種用纖維素酶改善纖維素纖維制品外表的整理工藝,以到達(dá)耐久的抗起毛起球并添加織物的光潔度和柔軟度。生物拋光是去除從紗外表伸出來(lái)的細(xì)微纖維,這些微纖被去除了就不會(huì)起毛起球，色澤也更光亮，外表茸毛減少使得布面更光潔。3.1.5.3生物拋光.3.1.6激光外表強(qiáng)化 激光外表強(qiáng)化可分為激光相變強(qiáng)化處置、激光外表合金化處置和激光熔覆處置等。 激光外表強(qiáng)化是用聚焦的激光束射向鋼件外表，在極短時(shí) 間內(nèi)將工件表層極薄的資料加熱到相變溫度或熔點(diǎn)以上的溫度，又在極短時(shí)間內(nèi)冷卻，使工件外表淬硬強(qiáng)化。. 激光外表強(qiáng)化的熱影響區(qū)小，變形小，操作方便，主要用于部分強(qiáng)化的零件，如沖裁模、曲軸、凸輪、凸輪軸、花鍵軸、精細(xì)儀器導(dǎo)

7、軌、高速鋼刀具、齒輪及內(nèi)燃機(jī)缸套等。 高精準(zhǔn)的硬化外表外表選擇性的硬化.3.2 外表合金化技術(shù) 經(jīng)過(guò)物理方法，使添加資料進(jìn)入基體，構(gòu)成合金化層。 該技術(shù)的典型工藝，就是金屬的滲碳、滲氮處置。通常是將金屬與滲劑同放置于密閉的腔體內(nèi)，采用加熱、真空等措施，活化金屬外表，經(jīng)分解、吸收、分散過(guò)程等作用使碳、氮進(jìn)入金屬基體。氣體滲碳法表示圖.3.3外表轉(zhuǎn)化膜技術(shù) 3.3.1鋼鐵的發(fā)黑與磷化處置3.3.3銅及銅合金著色3.3.4鋁及鋁合金的氧化與著色處置經(jīng)過(guò)化學(xué)方法，使添加資料與基體發(fā)生化學(xué)反響，構(gòu)成轉(zhuǎn)化膜。3.3.2不銹鋼著色.3.3.1鋼鐵的發(fā)黑與磷化處置.3.3.2不銹鋼著色 隨著不銹鋼的運(yùn)用普及，

8、不銹鋼著色工藝需求逐漸得到注重，目前不銹鋼不僅可以著黑色，還可以得到藍(lán)色、綠色、褐色、橙色等顏色。3.3.2.1不銹鋼著黑色 不銹鋼著黑色主要運(yùn)用于光學(xué)小光場(chǎng)所，著色方法有鉻酸浴熔融法、鉻酸鹽化學(xué)氧化法、硫化法。.3.3.2.2不銹鋼著彩色 不銹鋼外表去除氧化膜厚，采用鉻酸-硫酸等溶液處置，可以得到不同的顏色，膜的顏色隨厚度變化而變化，同時(shí)與資料的成分和外表處置方法有一定關(guān)系。 常用不銹鋼中，奧氏體不銹鋼最適宜著色處置；而鐵素體由于著色溶液有腐蝕傾向，得到的顏色不如前者艷麗；馬氏體耐腐蝕性能更差，僅能得到灰黑或黑色的外表。. 銅的著色主要運(yùn)用在裝飾品與美術(shù)品上。 3.3.2銅及銅合金的氧化處置

9、 綠色碳酸銅 黑色硫化銅或氧化銅 藍(lán)色堿性銅氨絡(luò)合物 紅色氧化亞銅 .3.3.3鋁及鋁合金的氧化與著色處置3.3.3.1鋁及鋁合金的氧化處置. 鋁陽(yáng)極氧化膜具有多孔性和化學(xué)活性，很容易進(jìn)展著色處置，根據(jù)顯色體存在位置不同，可分為四類(lèi)：3.3.3.3鋁及鋁合金氧化膜著色. 鋁陽(yáng)極氧化膜具有很高的孔隙率和吸附才干，容易受污染和腐蝕介質(zhì)侵蝕，因此，氧化膜無(wú)論著色與否，運(yùn)用于何種場(chǎng)所，都必需封孔處置。3.3.3.3鋁及鋁合金氧化膜封鎖 處置方法按照機(jī)理可分為三種： 1利用水化反響產(chǎn)物體積膨脹而堵塞孔隙，如沸水法和蒸氣法 2利用鹽的水解作用吸附堵塞封鎖，如無(wú)機(jī)鹽封孔 3有機(jī)物屏蔽封孔，如浸油、浸漆等.3

10、.4外表涂鍍層技術(shù) 3.4.1熱噴涂3.4.2真空鍍3.4.4印刷3.4.3電鍍3.4.5噴涂與噴塑 經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)方法，使添加資料在基體外表構(gòu)成鍍、涂層?；牟粎⑴c涂層的構(gòu)成。.3.4.1熱噴涂 熱噴涂是將金屬或非金屬材料加熱熔化，靠緊縮氣體延續(xù)吹噴到制件外表上，構(gòu)成與基體牢固結(jié)合的涂層，從制件表層獲得所需求的物理化學(xué)性能。3.4.1.1熱噴涂原理.3.4.1.3熱噴涂的運(yùn)用 防腐蝕:主要用于大型水閘鋼閘門(mén)、造紙機(jī)烘缸、煤礦井下鋼構(gòu)造、高壓輸電鐵塔、電視臺(tái)天線、大型鋼橋梁、化工廠大罐和管道的防腐噴涂。.3.4.1.3熱噴涂的運(yùn)用 防磨損:經(jīng)過(guò)噴涂修復(fù)已磨損的零件，或在零件易磨損部位預(yù)先噴涂上

11、耐磨資料，如風(fēng)機(jī)主軸、高爐風(fēng)口、汽車(chē)曲軸、機(jī)床主軸、機(jī)床導(dǎo)軌、柴油機(jī)缸套、油田鉆桿、農(nóng)用機(jī)械刀片等。.3.4.1.3熱噴涂的運(yùn)用 特殊功能層:經(jīng)過(guò)噴涂獲得表層某些特殊性能，如耐高溫、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、防幅射等，在航空航天和原子能等部門(mén)運(yùn)用較多。.3.4.2真空鍍 所謂真空鍍，就是在真空條件下，經(jīng)過(guò)蒸餾或?yàn)R射等方式在塑件或金屬外表堆積各種金屬和非金屬薄膜的工藝。 經(jīng)過(guò)這樣的方式可以得到非常薄單分子層的外表鍍層，同時(shí)具有速度快、附著力好、污染物少等優(yōu)點(diǎn)， 該工藝色澤豐富多樣，不僅是提高資料運(yùn)用性能，在裝飾上同樣是提升檔次，提高附加價(jià)值的很好的選擇。.3.4.2真空鍍 按照工藝不同，真空鍍可分為真空

12、蒸鍍，真空濺射鍍，真空離子鍍。.3.4.2真空鍍.3.4.3普通電鍍與特種電鍍 電鍍是一種電化學(xué)和氧化復(fù)原過(guò)程。以鍍鎳為例；將金屬制件浸在金屬鹽(NiSO4)的溶液中作為陰極，金屬鎳板作為陽(yáng)極，接通直流電源后在制件上就會(huì)堆積出金屬鍍鎳層。3.4.3.1電鍍?cè)?3.4.3. 2槽鍍普通電鍍 鋼鐵零件上鍍鋅主要作用是防腐蝕，用量占全部電鍍零件的1/3至1/2，是一切電鍍種類(lèi)中產(chǎn)量最大的一個(gè)鍍種。鍍鋅具有本錢(qián)低、抗蝕性好、美觀和耐儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)，在輕工、機(jī)電、農(nóng)機(jī)和國(guó)防等工業(yè)中得到廣泛運(yùn)用。 鋼鐵零件上鍍鎘，在海洋和濕熱大氣環(huán)境中，其維護(hù)性能 比鋅好，航空、航海及電子工業(yè)中的零件大多采用鍍鎘。但鎘 鹽

13、有毒，且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，使鍍鎘的運(yùn)用遭到限制。 錫的腐蝕產(chǎn)物對(duì)人類(lèi)無(wú)害，且 易于釬焊，鍍錫廣泛用于食品罐頭 包裝制品、飲具、餐具及電子工 業(yè)中很多需求釬焊的零件。1) 鍍鋅2) 鍍鎘3) 鍍錫.4) 鍍銅 鉻在大氣中能長(zhǎng)久堅(jiān)持光澤，在堿液、硝酸、硫酸及許 多有機(jī)酸中不發(fā)生反響，鍍鉻層有很高的硬度和優(yōu)良的耐磨 性及較低的摩擦系數(shù)，故鍍鉻常用于防護(hù)裝飾性鍍層，防止 基體金屬生銹和美化外觀，也常用于提高制品的耐磨性或修 復(fù)磨損。 鍍銅常作為其他鍍層的中間層，以提高外表鍍層和基體 金屬的結(jié)合力。在電力工業(yè)中，也可用鐵絲鍍厚銅來(lái)替代純 銅導(dǎo)線，以減少銅的耗用量。 鍍鎳的運(yùn)用面很廣，可用于防護(hù)裝飾性和功能

14、性?xún)煞矫妗?前者主要用于自行車(chē)、鐘表、家用電器、五金產(chǎn)品、汽車(chē)、照 相機(jī)等零件的防護(hù)裝飾性鍍層；后者主要用于易磨損產(chǎn)品的 修復(fù)電鍍。5) 鍍鎳6) 鍍鉻.3.4.3. 3特種電鍍 刷鍍不用鍍槽，旋轉(zhuǎn)的工件接直流電源的負(fù)極，鍍筆接正極，鍍筆前端用脫脂棉包住，澆注的鍍液浸貯在脫脂棉套內(nèi)，鍍液中的金屬正離子在電場(chǎng)力作用下在工件外表(陰極)獲得電子而堆積于外表上，構(gòu)成電鍍層。3.4.3.3.1 刷鍍刷鍍?cè)O(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈敏，可進(jìn)展部分電鍍和野外作業(yè)。.3.4.3. 3特種電鍍 刷鍍可用于大型零件的部分電鍍或大中型零件的部分修復(fù)。.3.4.3.3.2非金屬電鍍 非金屬電鍍制品主要用于汽車(chē)、飛機(jī)某些裝飾性零

15、部件以 及印刷線路板、電子儀器屏蔽和碳纖維等。 非金屬電鍍是指對(duì)塑料、玻璃、陶瓷、纖維等非金屬制品電鍍。 非金屬電鍍的關(guān)鍵工藝是外表金屬化，使非金屬基體上生成導(dǎo) 電層、以便進(jìn)展導(dǎo)電。外表金屬化的方法有化學(xué)鍍法、噴涂法、 和涂刷法等。 塑料電鍍是非金屬電鍍中運(yùn)用最廣泛的一種。經(jīng)過(guò)電鍍可 提高塑料制品的強(qiáng)度，防止老化，使其具有導(dǎo)電性、電磁 性、焊接性和裝飾性的外觀。.3.4.4印刷 印刷是指運(yùn)用印版或其他方式將原稿上的圖文信息轉(zhuǎn)移到承載物上的工藝過(guò)程。 常用的有絲印、移印、轉(zhuǎn)印3.4.4 .1絲印 絲網(wǎng)印刷是孔版印刷術(shù)中的一種主要印刷方法。印版呈網(wǎng)狀，印刷時(shí)印版上的油墨在刮墨板的擠壓下從版面通孔部

16、分漏印至承印物上。絲印主要優(yōu)勢(shì)表達(dá)在印制非常大 的平面或者曲面。 .3.4.4 .2移印 先將設(shè)計(jì)的圖案蝕刻在印刷鋼板上然后把蝕刻板涂上油墨利用硅橡膠資料制成的曲面移印頭將其中的大部分油墨轉(zhuǎn)印到被印刷物體上。 移印適宜于印到不規(guī)那么承印物上如儀器、電氣零件、玩具等，且移印速度快。 .3.4.4.3轉(zhuǎn)印水轉(zhuǎn)印，熱轉(zhuǎn)印，模內(nèi)轉(zhuǎn)印等水轉(zhuǎn)印：是利用水壓將帶彩色圖案的轉(zhuǎn)印紙/塑料膜進(jìn)展高分子水解的一種印刷。 熱轉(zhuǎn)?。菏菍⒒y或圖案印刷到耐熱性膠紙上，經(jīng)過(guò)加熱，加壓，將油墨層的花紋圖案印到品資料上的一種技術(shù) 。 模內(nèi)轉(zhuǎn)?。核追Q(chēng)IMR，是在模具內(nèi)轉(zhuǎn)印圖案.3.4.4.3轉(zhuǎn)印水轉(zhuǎn)印，熱轉(zhuǎn)印，模內(nèi)轉(zhuǎn)印等.3.4

17、.4.4 UV覆膜印刷 UV覆膜技術(shù)貼膜法是在絲網(wǎng)印刷技術(shù)上再在油墨顏料上覆蓋一層塑膠膜，使得手指與油墨顏色的接觸減少，耐用度有所加強(qiáng)。 優(yōu)劣：UV覆膜技術(shù)是絲網(wǎng)印刷技術(shù)的改良版，因此在油墨耐磨性上有更佳的表現(xiàn)，而且本錢(qián)相對(duì)較低。 .3.4.5涂裝涂裝根據(jù)運(yùn)用資料不同，可分為油漆和塑粉3.4.5.1油漆油漆的種類(lèi)很多，有PU漆，橡膠漆，UV漆，鋼琴漆，磨砂漆等。 PU漆：Pu漆是聚氨酯漆的通常叫法。 其工藝是只需噴一層就行，光澤度比較亮，但是相對(duì)UV來(lái)講沒(méi)有那么豐滿。 UV 漆：是指采用紫外光輻射固化的樹(shù)脂涂料，即利用紫外光作固化能源，在常溫下快速交聯(lián)成膜的高分子樹(shù)脂涂料。 該工藝外觀面要求比較高，略微一點(diǎn)的雜質(zhì)都會(huì)顯得非常明顯的表現(xiàn)出來(lái) .橡膠漆： 橡膠漆又稱(chēng)皮革漆。無(wú)色。噴涂于物體外表，掩蓋普通注塑出現(xiàn)的瑕疵或夾水紋，呈啞光或半啞光形狀，手感相當(dāng)細(xì)膩、平滑，柔軟如橡膠，提高產(chǎn)品附加值。 鋼琴漆：有極高的裝飾功能，漆膜極其光亮、豐滿、鞏固、耐磨、附著力好，與普通的高亮噴漆不同。 工藝上有區(qū)別有：1.鋼琴漆有很厚的底漆層；2.鋼琴漆是烤漆工藝，而不是噴漆工藝，經(jīng)過(guò)了一次高溫固化過(guò)程 磨砂漆：在一些數(shù)碼產(chǎn)品外面面噴涂上耐磨防滑的磨砂漆，不僅讓手機(jī)更具質(zhì)感，也不會(huì)出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的景象。. 目前