材料的表面處理工藝詳解

  表面處理 是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。
  表面處理的目的是滿足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。我們比較常用的表面處理方法是，機械打磨，化學(xué)處理，表面熱處理，噴涂表面，表面處理就是對工件表面進行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等。

常用表面處理的工藝有： 真空電鍍、電鍍工藝、陽極氧化、電解拋光、移印工藝、鍍鋅工藝、粉末噴涂、水轉(zhuǎn)印、絲網(wǎng)印刷、電泳等。

 

  01.真空電鍍  

  真空電鍍是一種物理沉積現(xiàn)象。即在真空狀態(tài)下注入氬氣，氬氣撞擊靶材，靶材分離成分子被導(dǎo)電的貨品吸附形成一層均勻光滑的仿金屬表面層。

  適用材料：

  1、很多材料可以進行真空電鍍，包括金屬，軟硬塑料，復(fù)合材料，陶瓷和玻璃。其中主要常見用于電鍍表面處理的是鋁材，其次是銀和銅。

  2、自然材料不適合進行真空電鍍處理，因為自然材料本身的水分會影響真空環(huán)境。

  

工藝成本：真空電鍍過程中，工件需要噴涂，裝載，卸載和再噴涂，所以人力成本相當(dāng)高，但是也取決于工件的復(fù)雜度和數(shù)量。環(huán)境影響：真空電鍍對環(huán)境污染很小，類似于噴涂對環(huán)境的影響。

 

  02.電解拋光  

   電拋光是一種電化學(xué)過程，其中浸沒在電解質(zhì)中的工件的原子轉(zhuǎn)化成離子，并由于電流的通過而從表面移除，從而達到工件表面除去細(xì)微毛刺和光亮度增大的效果。

  適用材料：

  1.大多數(shù)金屬都可以被電解拋光，其中主要常用于不銹鋼的表面拋光（尤其適用于奧氏體核級不銹鋼）。

  2.不同材料不可同時進行電解拋光，甚至不可以放在同一個電解溶劑里。 

工藝成本：電解拋光整個過程基本由自動化完成，所以人工費用很低。環(huán)境影響：電解拋光采用危害較小的化學(xué)物質(zhì)，整個過程需要少量的水且操作簡單，另外可以延長不銹鋼的屬性，起到讓不銹鋼延緩腐蝕的作用。

 

  03.移印工藝  

  能夠在不規(guī)則異形對象表面上印刷文字、圖形和圖象，現(xiàn)在正成為一種重要的特種印刷。

  適用材料:

  幾乎所有的材料都可以使用移印工藝，除了比硅膠墊還軟的材質(zhì)，例如PTFE等。

工藝成本：模具費用低、人力成本低。 環(huán)境影響:由于此工藝只局限于溶解性油墨（其中含有害化學(xué)物質(zhì)），所以對環(huán)境影響很大。

 

  04.鍍鋅工藝  

  在鋼鐵合金材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防銹等作用的表面處理技術(shù)，表面的鋅層是一種電化學(xué)保護層，可以防止金屬腐壞，主要采用的方法是熱鍍鋅和電鍍鋅。

  適用材料：

  由于鍍鋅工藝依賴于冶金結(jié)合技術(shù)，所以只適合鋼和鐵的表面處理。

工藝成本：無模具費用，周期短/人力成本中等，因為工件的表面質(zhì)量很大程度上取決于鍍鋅前的人工表面處理。環(huán)境影響：由于鍍鋅工藝增長了鋼鐵件40-100年的使用壽命，很好的防止了工件的生銹和腐壞，所以對保護壞境有積極的作用。另外，鍍過鋅的工件在使用壽命到期后，可以重新送返鍍鋅槽，對液態(tài)鋅的反復(fù)利用不會產(chǎn)生化學(xué)或物理廢料。

 

  05.電鍍工藝  

  利用電解作用使零件表面附著一層金屬膜的工藝，從而起到防止金屬氧化，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性及增進美觀等作用，不少硬幣的外層亦為電鍍。

  適用材料：

  1.大多數(shù)金屬可以進行電鍍

  但是不同的金屬具有不同等級的純度和電鍍效率。其中主要常見的有：錫，鉻，鎳，銀，金和銠；

  2.主要常用于電鍍的塑料為ABS。

  3.鎳金屬不可用于電鍍接觸皮膚的產(chǎn)品，因為鎳對皮膚有刺激性且有毒性。

 

工藝成本：無模具費用，但需要夾具對零件進行固定/時間成本取決于溫度和金屬種類/人力成本（中-高），取決于具體電鍍件的種類，例如銀器和珠寶的電鍍就需要極高的熟練工人進行操作，因為其對外觀和耐久性的要求很高 環(huán)境影響:大量有毒物質(zhì)會被用在電鍍過程中，所以需要專業(yè)的分流和提取，以確保很小的環(huán)境影響。

 

  06.水轉(zhuǎn)印  

  是利用水壓將轉(zhuǎn)印紙上的彩色紋樣印刷在三維產(chǎn)品表面的一種方式。隨著人們對產(chǎn)品包裝與表面裝飾要求的提高，水轉(zhuǎn)印的用途越來越廣。

  適用材料：

  所有的硬材料都適合水轉(zhuǎn)印，適合噴涂的材料也一定適用于水轉(zhuǎn)印。主要常見的為注塑件和金屬件。

工藝成本:無模具費用，但需要利用夾具將多件產(chǎn)品同時進行水轉(zhuǎn)印，時間成本一般每周期不會超過10分鐘。環(huán)境影響:和產(chǎn)品噴涂比較而言，水轉(zhuǎn)印更充分的應(yīng)用了印刷涂料，減少了廢料泄漏和材料浪費的可能。

  07.絲網(wǎng)印刷  

  通過刮板的擠壓，使油墨通過圖文部分的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到承印物上，形成與原稿一樣的圖文。絲網(wǎng)印刷設(shè)備簡單、操作方便，印刷、制版簡易且成本低廉，適應(yīng)性強。

  常見的印刷品有：彩色油畫、招貼畫、名片、裝幀封面、商品標(biāo)牌以及印染紡織品等。

  適用材料：

  幾乎所有的材料都可以絲網(wǎng)印刷，包括紙張，塑料，金屬，陶藝和玻璃等。

工藝成本：模具費用低，但是還是取決于顏色的數(shù)量，因為每一種顏色都要單獨制版。人力成本偏高，尤其當(dāng)涉及到多彩印刷。環(huán)境影響：淺色絲印油墨對環(huán)境影響較小，然而含有PVC和甲醛的油墨具有有害的化學(xué)物質(zhì)，需及時回收和處理以防污染水資源。

 

  08.陽極氧化  

  主要是鋁的陽極氧化，是利用電化學(xué)原理，在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3（氧化鋁）膜。這層氧化膜具有防護性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性
  適用材料：

  鋁、鋁合金等鋁制品

工藝成本：生產(chǎn)過程中，水、電的消耗是相當(dāng)大的，特別是在氧化工序。機器本身的熱耗，需要不停地用循環(huán)水進行降溫，噸電耗往往在1000度左右。環(huán)境影響：陽極氧化在能效方面不算出色，同時在鋁電解生產(chǎn)中，陽極效應(yīng)還會產(chǎn)生對大氣臭氧層造成破壞性副作用的氣體。

 

 

  09.金屬拉絲  

是通過研磨產(chǎn)品在工件表面形成線紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據(jù)拉絲后紋路的不同可分為：直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋

適用材料：幾乎所有的金屬材料都可以使用金屬拉絲工藝

工藝成本：工藝方法簡單，設(shè)備簡單，材料消耗甚少，成本比較低廉，經(jīng)濟效益高環(huán)境影響：純金屬制品，表面無油漆和任何化工物質(zhì)，600度高溫不燃燒，不產(chǎn)生有毒氣體，復(fù)合消防環(huán)保要求

 

 

 

  10.模內(nèi)裝飾  

  是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內(nèi)，將成形用的樹脂注入金屬模內(nèi)與膜片接合,使印刷有圖案的膜片與樹脂形成一體而固化成成品的一種成形方法。

  適用材料：塑膠表面

工藝成本：只需開一套模具，能降低成本與工時高自動化生產(chǎn)，制程簡化，有一次注塑成型的工法，將成型與裝飾同時達成。環(huán)境影響：該技術(shù)綠色環(huán)保，避免了傳統(tǒng)的噴漆電鍍帶來的污染

來源：沐風(fēng)機械

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