金屬表面處理
通過物理或化學的方法在金屬表面形成一層具有某種特殊性質的表層
表面處理即是通過物理或化學的方法在材料表面形成一層具有某種或多種特殊性質的表層。通過表面處理可以提升產品外觀、質感、功能等多個方面的性能。
外觀:顏色、圖案、logo、光澤\線條(3D、2D);
質感:手感、粗糙度、壽命(品質)、流線型等等;
功能:硬化、抗指紋、抗劃傷;
下面就金屬類3D打印件的多種表面處理工藝做詳盡介紹:
一、陽極氧化
陽極氧化,金屬或合金的電化學氧化。將金屬或合金的制件作為陽極,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。陽極的鋁或其合金氧化,表面上形成氧化鋁薄層,其厚度為5~20微米,硬質陽極氧化膜可達60~200微米。陽極氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性,硬質陽極氧化膜熔點高達2320K,優良的絕緣性,耐擊穿電壓高達2000V,增強了抗腐蝕性能,在ω=0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合制造發動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。
陽極氧化好處:
1.防靜電。2.表面鎂光。3.耐磨。
半導體設備上很多小鋁件都要陽極化處理,目的是為了增加硬度,減小磨損。
二、磷化處理
磷化是常用的前處理技術,原理上應屬于化學轉換膜處理,主要應用于鋼鐵表面磷化,有色金屬(如鋁、鋅)件也可應用磷化。
磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程,所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是:給基體金屬提供保護,在一定程度上防止金屬被腐蝕;用于涂漆前打底,提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力;在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑作用。
磷化作用
1.增強涂裝膜層(如涂料涂層)與工件間結合力。
2.提高涂裝后工件表面涂層的耐蝕性。
3.提高裝飾性。
三、發黑處理
發黑是化學表面處理的一種常用手段,原理是使金屬表面產生一層氧化膜,以隔絕空氣,達到防銹目的。
發黑處理常用的方法有傳統的堿性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。但常溫發黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。堿性發黑細分出來,又有一次發黑和兩次發黑的區別。發黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發黑時所需溫度的寬容度較大,大概在135-155℃之間都可以得到不錯的表面,只是所需時間有些長短而已。
四、鈍化處理
金屬經氧化性介質處理后,其腐蝕速度比原來未處理前有顯著下降的現象稱金屬的鈍化。其鈍化機理主要可用薄膜理論來解釋,即認為鈍化是由于金屬與氧化性介質作用,作用時在金屬表面生成一種非常薄的、致密的、覆蓋性能良好的、能堅固地附在金屬表面上的鈍化膜。這層膜成獨立相存在,通常是氧和金屬的化合物。它起著把金屬與腐蝕介質完全隔開的作用,防止金屬與腐蝕介質直接接觸,從而使金屬基本停止溶解形成鈍態達到防止腐蝕的效果。
鈍化處理是化學清洗中最后一個工藝步驟,是關鍵一步,其目的是為了材料的防腐蝕。如鍋爐經酸洗、水沖洗、漂洗后,金屬表面很清潔,非?;罨?,很容易遭受腐蝕,所以必須立即進行鈍化處理,使清洗后的金屬表面生成保護膜,減緩腐蝕。
五、鐳雕
鐳雕也叫激光雕刻或者激光打標,是一種用光學原理進行表面處理的工藝。鐳雕是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料瞬間發生汽化或發生顏色變化的化學反應,從而留下永久性標記的一種打標方法。鐳雕可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級。這種技術刻出來的字沒有刻痕,物體表面依然光滑,字跡亦不會磨損。
工藝過程(實現方法):
鐳雕是指激光雕刻,是通過激光束的光能導致表層物質的化學物理變化而刻出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質,顯出所需刻蝕的圖形、文字;按照雕刻方式不同可以分為點陣雕刻和矢量切割。
鐳雕過程非常簡單,如同使用電腦和打印機在紙張上打??;可以在CorelDraw等多種圖形處理軟件中進行設計,掃描的圖形、矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機中。唯一的不同之處是,打印將墨粉涂到紙張上,而激光雕刻是將激光射到木制品、亞克粒、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。
六、電泳漆
電泳工藝分為陽極電泳和陰極電泳。若涂料粒子帶負電,工件為陽極,涂料粒子在電場力作用下在工件沉積成膜稱為陽極電泳;反之,若涂料粒子帶正電,工件為陰極,涂料粒子在工件上沉積成膜稱為陰極電泳。
電泳應用:
可分為陽極電泳漆、陰極電泳漆。
其中陽極電泳漆有陽極丙烯酸,主要應用于鋁制品,鋁材氧化后用陽極電泳漆保護,光澤度在50-90度之間、漆膜較薄,在鋁型材行業廣泛應用。陰極電泳漆又可分為:環氧電泳漆、丙烯酸電泳漆和聚氨酯電泳漆。
七、拉絲
拉絲工藝是一種金屬加工工藝。在金屬壓力加工中。在外力作用下使金屬強行通過模具,金屬橫截面積被壓縮,并獲得所要求的橫截面積形狀和尺寸的技術加工方法稱為金屬拉絲工藝。使其改變形狀。尺寸的工具稱為拉絲模。如電纜行業將8mm銅桿用銅大拉機,通過一組(5~8個)由大到小的拉絲模具,將銅桿拉成銅絲,如3.5mm、2.0mm等。
拉絲是采用拉絲的布條往復運動,在工件表面來回摩擦使工件表面光潔度提高的一種方法,表面的紋理呈直線狀??梢蕴岣弑砻尜|量,遮掩表面輕微劃痕。
拉絲的作用:
金屬板的表面,皆具有防銹,抗氧化,抗刮損,抗化學試劑及抗煙熏等特性。外觀上,由于產品本身特殊的亮麗表面,為避免因磨擦而使之失去光澤,建議運用于較少摩擦的水平表面,或是一般的垂直面。此外,建議使用在干燥,或不會常遭淋濕,濕氣不致過重的地方,以維持產品的穩定性。金屬表面拉絲可以很好的掩蓋生產中的機械紋和合模缺陷。
八、CD紋
CD紋是應用精密的CD紋機在金屬表面去除材料而得到的一種類似與CD光盤紋路的效果,它的紋路間距是根據產品的外觀尺寸效果而定。在業界大家公認CD紋是金屬表面的一種較高檔的表面處理工藝。
高品質的CD紋加工必須具備以下五大要素:
1.高精密的CD紋機。
2.科學的產品加工治具。
3.訓練有素的工藝的操作人員。
4.選擇合理的加工刀具。
5.正確的冷卻方案。
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