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五金压铸件表面处理工艺详解

日期:2018-1-9
来源:工业设计

  压铸件表面处理工艺详解:

  表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。

  对于金属铸件,我们比较常用的表面处理方法是,机械打磨,化学处理,表面热处理,喷涂表面,表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧化皮等。

  工件在加工、运输、存放等过程中,表面往往带有氧化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要合深层能牢固地附着在工件表面上,在涂装前就必须对工件表面进行清理,否则,不仅影响涂层与金属的结合力和抗腐蚀性能,而且还会使基体金属在即使有涂层防护下也能继续腐蚀,使涂层剥落,影响工件的机械性能和使用寿命。因此工件涂漆前的表面处理是获得质量优良的防护层,延长产品使用寿命的重要保证和措施。

  为提供良好的工件表面,表面处理有以下几点需注意:

  1、无油污及水分

  2、无锈迹及氧化物

  3、无粘附性杂质

  4、无酸碱等残留物

  5、工件表面有一定的粗糙度

  表面处理方法:

  手工处理:

  如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮,但手工处理劳动强度大、生产效率低,质量差,清理不彻底。

  化学处理

  主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应,使其溶解在酸性或碱性的溶液中,以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污,再利用尼龙制成的毛刷辊或304#不锈钢丝(耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。

  机械处理法:

  主要包括钢丝刷辊抛光法、抛丸法和喷丸法。抛光法也就是刷辊在电机的带动下,刷辊以与轧件运动相反的方向在板带的上下表面高速旋转刷去氧化铁皮。刷掉的氧化铁皮采用封闭循环冷却水冲洗系统冲掉。抛丸法清理是利用离心力将弹丸加速,抛射至工件进行除锈清理的方法。

  喷丸分为喷丸和喷砂:

  用喷丸进行表面处理,打击力大,清理效果明显。但喷丸对薄板工件的处理,容易使工件变形,且钢丸打击到工件表面(无论抛丸或喷丸)使金属基材产生变形,由于Fe304和FE203没有塑性,破碎后剥离,而油膜与其材一同变形,所以对带有油污的工件,抛丸、喷丸无法彻底清除油污。

  根据使用的方法不同,可将表面处理技术分为下述种类。

  一、电化学方法

  这种方法是利用电极反应,在工件表面形成镀层。其中主要的方法是:

  (一)电镀

  在电解质溶液中,工件为阴极,在外电流作用下,使其表面形成镀层的过程,称为电镀。镀层可为金属、合金、半导体或含各类固体微粒,如镀铜、镀镍等。

  (二)氧化

  在电解质溶液中,工件为阳极,在外电流作用下,使其表面形成氧化膜层的过程,称为阳极氧化,如铝合金的阳极氧化。钢铁的氧化处理可用化学或电化学方法。化学方法是将工件放入氧化溶液中,依靠化学作用在工件表面形成氧化膜,如钢铁的发蓝处理。

  二、化学方法

  这种方法是无电流作用,利用化学物质相互作用,在工件表面形成镀覆层。其中主要的方法是:

  (一)化学转化膜处理

  在电解质溶液中,金属工件在无外电流作用,由溶液中化学物质与工件相互作用从而在其表面形成镀层的过程,称为化学转化膜处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。

  (二)化学镀

  在电解质溶液中,工件表面经催化处理,无外电流作用,在溶液中由于化学物质的还原作用,将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程,称为化学镀,如化学镀镍、化学镀铜等。

  三、热加工方法

  这种方法是在高温条件下令材料熔融或热扩散,在工件表面形成涂层。其主要方法是:

  (一)热浸镀

  金属工件放入熔融金属中,令其表面形成涂层的过程,称为热浸镀,如热镀锌、热镀铝等。

  (二)热喷涂

  将熔融金属雾化,喷涂于工件表面,形成涂层的过程,称为热喷涂,如热喷涂锌、热喷涂铝等。

  (三)热烫印

  将金属箔加温、加压覆盖于工件表面上,形成涂覆层的过程,称为热烫印,如热烫印铝箔等。

  (四)化学热处理

  工件与化学物质接触、加热,在高温态下令某种元素进入工件表面的过程,称为化学热处理,如渗氮、渗碳等。

  (五)堆焊

  以焊接方式,令熔敷金属堆集于工件表面而形成焊层的过程,称为堆焊,如堆焊耐磨合金等。

  四、真空法

  这种方法是在高真空状态下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程。其主要方法是。

  (一)物理气相沉积(PVD)

  在真空条件下,将金属气化成原子或分子,或者使其离子化成离子,直接沉积到工件表面,形成涂层的过程,称为物理气相沉积,其沉积粒子束来源于非化学因素,如蒸发镀溅射镀、离子镀等。

  (二)离子注入

  高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的过程,称为离子注入,如注硼等。

  (三)化学气相沉积(CVD)

  低压(有时也在常压)下,气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程,称为化学气相镀,如气相沉积氧化硅、氮化硅等。

  五、其它方法

  主要是机械的、化学的、电化学的、物理的方法。其中的主要方法是。

  (一)涂装

  闲喷涂或刷涂方法,将涂料(有机或无机)涂覆于工件表面而形成涂层的过程,称为涂装,如喷漆、刷漆等。

  (二)冲击镀

  用机械冲击作用在工件表面形成涂覆层的过程,称为冲击镀,如冲击镀锌等。

  (三)激光面表处理

  用激光对工件表面照射,令其结构改变的过程,称为激光表面处理,如激光淬火、激光重熔等。

  (四)超硬膜技术

  以物理或化学方法在工件表面制备超硬膜的技术,称为超硬膜技术。如金刚石薄膜,立方氮化硼薄膜等。

  (五)电泳及静电喷涂

  1、电泳,工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中,与涂料中另一电极构成解电路。在电场作用下,涂料溶液中已离解成带电的树脂离子,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子,连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面,形成涂层,这一过程称为电泳。

  2、静电喷涂,在直流高电压电场作用,雾化的带负电的油漆粒子定向飞往接正电的工件上,从而获得漆膜的过程,称为静喷涂。编辑本段其他分类法。

  3、钢丝刷的普通应用是铸件的清理,包括铁类和非铁类的;焊接中喷溅和焊渣的清理;只要基体材料的强度足够承受刷擦,就可以清楚粉尘、腐蚀物、和油漆。钢丝刷能产生一个漂亮的表面,还可以用它制造具有装饰性的表面。

  所有上述种类的划分不是绝对的。如表面处理技术还可划分为表面改性技术、薄膜技术、涂镀层技术三大技术,表面处理的意义:能有效提高工件表面的硬度、耐磨性能等。

 

  清理等级

  也即清洁度,代表性国际标准有两种:一种是美国85年制订“SSPC-”;第二种是瑞典76年制订的

  “Sa-”,它分为四个等级分别为Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3,为国际惯常通用标准,详细介绍如下:

  Sa1级——相当于美国SSPC—SP7级。采用一般简单的手工刷除、砂布打磨方法,这是四种清洁度中度最低的一级,对涂层的保护仅仅略好于未采用处理的工件。

  Sa1级处理的技术标准:工件表面应不可见油污、油脂、残留氧化皮、锈斑、和残留油漆等污物。Sa1级也叫做手工刷除清理级。(或清扫级)

  Sa2级——相当于美国SSPC—SP6级。采用喷砂清理方法,这是喷砂处理中最低的一级,即一般的要求,但对于涂层的保护要比手工刷除清理要提高许多。Sa2级处理的技术标准:工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质(疵点除外),但疵点限定为不超过每平方米表面的33%,可包括轻微阴影;少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色;氧化皮及油漆疵点。如果工件原表面有凹痕,则轻微的锈蚀和油漆还会残留在凹痕底部。Sa2级也叫商品清理级(或工业级)。

  Sa2.5级——是工业上普遍使用的并可以作为验收技术要求及标准的级别。Sa2.5级也叫近白清理级(近白级或出白级)。Sa2.5级处理的技术标准:同Sa2要求前半部一样,但疵点限定为不超过每平方米表面的5%,可包括轻微暗影;少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色;氧化皮及油漆疵点。

  Sa3级——级相当于美国SSPC—SP5级,是工业上的最高处理级别,也叫做白色清理级(或白色级)Sa3级处理的技术标准:与Sa2.5级一样但5%的阴影、疵点、锈蚀等都不得不存在了。

  喷砂粗糙度

  即通常所谓的粗糙度,喷砂砂粒冲击并向外反弹,这种冲击造成表面几千分之一寸的压痕,叫基础图式。回弹会使某些表面向外高出几千分之一寸,低的叫“谷”,高的叫“峰”,每一个沙粒冲击表面都会造成一个“谷”和一个“峰”,这就是基础图式(粗糙度的形成原因)。它用MILL(密耳)表示,一密耳是1/1000秒。

  形成的基础图式值应是总涂层系统的30%,不宜超过干膜涂层厚度的1/3,一般防腐在50-70(um)之间。

  1微米(um)=0.001毫米(mm)

  1密耳=0.001秒=0.0254毫米(mm)

  国际通用表面处理标准对比:

   钢结构油漆委员会SteelStructurePaintingCouncil(SSPC)

  国家防腐工程师协会NationalAssociationofCorrosionEngineers(NACE)

  英国标准ISO8501-1/BSIBS7079

  瑞典标准SwedishStandard

  国标GB-3092/GB-8923-88

  表面处理标准比较

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  液体涂装与粉体涂装比较

  产品上的呈现:

  粉体烤漆的颜色比较单调,颜色种类不多,液体烤漆颜色较缤纷。液态涂料的光泽度和漆面状况比粉体好,涂膜平整性相对于粉体烤漆也比较佳。

  制程:

  粉体烤漆需要专门的涂装设备,但是很好涂装,简单就可以达到客户要求的膜厚和均匀度液体烤漆需要较高的涂装技术才能展现较佳的涂膜。

  对被涂物的保护:

  粉体应优于液体,现在的脚踏车,汽车铝合金钢圈,全是粉体涂装,以上两个例子,几乎整天日晒雨淋,异物碰撞,所以制造者通常优先选择粉体涂装。

  粉体的另一个好处是环保,因完全不使用溶剂,再就是经济,粉体涂料完全不浪费,漆料没有损耗。

关键字:表面处理
[责任编辑:woody]
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