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如何正確選擇金屬表面處理工藝?

來源:宿州天工   發布時間:2020-06-09 12:44:17   點擊:

本人從事金屬表面處理領域的技術開發、應用和市場拓展工作已有三十年的時間了,對汽車、摩托車、氣動液壓、五金工具、試驗機、儀器儀表、門窗設備等行業所涉及表面處理的各種工藝、行業發展、工廠分布、生產能力、市場需求的方面均有廣泛研究和深刻的理解。近年來,隨著不同行業產品的技術、工藝等內涵品質的不斷升級,光電、信息、人工智能等技術的揉入,對其零部件表面處理的要求,也在提升。為此,本文將針對汽車零部件、儀器儀表、門窗設備等類別產品零部件的涂裝工藝的正確選擇和應用,做一探討。‍

 

 

一、正確選擇金屬表面處理工藝的重要性

(一)正確選擇金屬表面處理的工藝,有助于精準實現產品整機的設計思想。

(二)正確選擇金屬表面處理的工藝,有利于提高產品整機的品質。

(三)正確選擇金屬表面處理的工藝,可以合理、科學的利用表面處理的資源。

(四)正確選擇金屬表面處理的工藝,將會提高產品及零部件的制造效率,降低產品產出成本。

(五)正確選擇金屬表面處理的工藝,有利于推動金屬表面處理行業的綠色、清潔、集約、高效、健康發展。‍

 

 

二、正確選擇金屬表面處理工藝的幾個原則

(一)遵從更環保的原則:

1、優先使用“無鉻”、“無重金屬”類產品和工藝。

2、優先使用“水性”涂料類產品和工藝。

3、避免使用各種“酸、堿”物質類的產品和工藝。

(二)遵從節約資源的原則:

1、盡量少的水資源消耗。

2、盡量少的其它能源的消耗。

3、盡量少的碳排放。

4、盡量少的VOCs排放。

(三)滿足產品及工件根本(特殊)功能需要的原則:

深入了解每個零部件在整機中的作用、功能、使用環境等因素,對滿足客戶對產品涂層(鍍層、氧化膜等)最本質的要求至關重要,抓重點,就是事半功倍的方法,否則,胡子眉毛一把抓,不但會造成無謂的浪費,還會貽誤戰機,失去前行的動力。

1、硬度

2、外觀

3、耐強腐蝕

4、尺寸

(四)用最簡單的工藝實現最優品質的原則‍。

 

 

三、 常用的種類金屬表面處理工藝

(一) 電化學類

1、 電鍍

A、 鍍鋅

B、 鍍鉻

C、 鍍硬鉻

D、 鍍鎳

2、 化學鍍

A、 化學鍍鎳

B、 鋁化學氧化

C、 鋼鐵氧化(發藍)‍

3、 電泳涂裝

4、 鋁陽極氧化

5、 鋁硬質陽極氧化

6、 鋁陽極氧化著色

(二) 擴散類

1、 達克羅

2、 真空鍍膜

(三) 噴涂類

1、 噴漆

2、 噴塑

(四) 復合類

1、 鋁氧化+噴漆 鋁氧化+電泳 鋁氧化+噴塑

2、 電泳+噴漆 電泳+噴塑‍

 

 

、行業最常用金屬表面處理工藝的應用舉

(一) 鍍鋅:是目前最常用的零部件防腐蝕工藝。

1、 特點:

A、 價格低

B、 防腐蝕和裝飾性能較差

C、 有環保之憂

D、 鍍件外觀、檔次較低

E、 覆蓋、附著等性能較差‍

2、 應用狀態:

A、 國外產品大多都已不再使用,屬淘汰類工藝

B、 行業之前普遍采用,但目前及今后使用率將降低‍

(二) 鍍鉻/鍍硬鉻:適合用于提高工件裝飾或耐磨等效果的功能性的工藝

1、 特點:

A、 價格高

B、 美觀,也能較好解決抗磨的問題

C、 耐腐蝕能力差‍

2、 應用于各種缸類、軸類,抗磨性要求很高以及增加尺寸的的產品。

(三) 鋁陽極氧化和鋁硬質陽極氧化

隨著產品的不斷升級換代,一方面鋁材的許多材質特點可以滿足零部件及整機發展的需要,另一方面鋁材表面處理后的品質和外觀優勢也在不斷的展示出來,再一方面近幾年來鋁材的使用量也在呈幾何指數級別的增加。所以說鋁質產品的表面處理將是現在和未來一個很大的應用市場。

1、 工藝特點:

A、 耐腐蝕好

B、 可以再涂覆

C、 沒有尺寸變化之虞

D、 可以做各種顏色

E、 裝飾性好,外觀靚麗、品位高

F、硬度優

G、抗磨,表面不易破壞‍

2、 工藝應用領域和行業

A、凡是鋁材零部件或整機都應將其作為前處理和后處理的必選工藝

B、尤其應在醫療器械、精密儀器上,由于沒有涂層,不用考慮配合尺寸、涂層剝落二次污染等因素,

C、傳統的航空、航天、飛機等制造業,

D、人工智能設備,諸如機器人、智能激光、5G等行業,

E、燈具、家具等輕工產品。‍

(四) 鋼鐵氧化(發藍):該工藝只是最初級的防腐手段,不應將此作為行業產品零部件表面處理的選擇

1、 特點:

A、 價格低

B、 防腐性極差

C、 外觀較差‍

2、 該工藝只適用于過度性的,臨時防腐的工件,不能當做最終零部件或產品的防腐于裝飾的手段

(五) 噴塑:又稱為噴粉,是行業產品殼體較為廣泛使用的涂裝手段之一。

1、 特點:

A、 價格低

B、 工藝簡單

C、 遮蓋性好

D、 涂層飽滿

E、 涂層物理性能較差‍

2、 該工藝使用較為廣泛,一般用在大小型殼體、床體上面,不適于體積小、物理性能有要求的工件

(六) 陰極電泳涂裝

1、 概念:就是將工件作為陰極置于陽離子的電泳涂料中,在電場作用下,裹含著樹脂的陽離子的漆粒子,游向工件(陰極),經過電解、電泳、電沉積、電滲等過程,完成附著。然后經固化,最終在工件上形成優質的涂層。

2、 工藝特點:

A、 泳透性好由于是浸在工作液中,又是在電勢差的作用下,附著過程中的絕緣性,使得過程中的漆分子立體附著效率高,死角、腔體等都可附著

B、 環保電泳涂料采用純水作為溶劑,在施工過程中的泳涂和固化兩個階段都是無污染環保的

C、 效率高 電泳可以在工件濕膜狀態下施工,不必經過繁瑣的前處理,故施工效率較高‍

3、 涂層特點

A、 附著力好,可達一級

B、 耐鹽霧可達到720小時

C、 均勻,涂層整體及微觀平整度相當高,無與倫比

D、 物理性能優,沖擊、柔韌均可達到較高水平

E、 化學性能優,具有很好兼容性,各種油脂及溶劑都無法溶解它,都可將它做底漆做再涂裝

F、 外觀,由于涂層薄,且又均勻、平整,目視質感好‍

4、 類別

A、 按使用的電場及涂料,可分為陽極電泳和陰極電泳,或陽離子電泳和陰離子電泳

B、 按使用的樹脂分,可分為酚醛樹脂類、環氧樹脂類,丙烯酸樹脂類,聚酯類或復合樹脂類

C、 按顏色分??煞譃橥该髑迤犷?,黑色及彩色類

D、 按成膜的厚度分,可分為一般類和厚膜類

E、 另外還有復合等類型的涂料‍

5、 應用狀況

A、汽車領域電泳技術的誕生源于汽車行業的需求,早在上世紀的六十年代,美國汽車行業的發展,尤其是汽車底盤零部件急需一種物理性好、耐石擊,又有較高防腐能力的涂料和工藝,經過不斷的努力和探索,電泳技術中的電泳涂料和電泳工藝就誕生了,它不但解決了底盤的防腐問題,還在其它位置零部件得到了使用,并產生了很好的效果。至今,汽車整體有百分之八十以上的面積都是用電泳涂層做底漆或面漆。

*其在汽車上應用的廣泛性已毋庸再言。

B、儀器儀表、試驗機、門窗設備領域 這類產品的特點是,結構復雜,既有整體的架構裝置,又有相互關聯的傳動裝置,還有料物輸送、加緊、施力裝置,這樣就存在大量的支架、支座、連桿、連接軸、盤、套、板、管等零部件,這些零部件形狀復雜、體積小、尺寸精、要求高,對其表面處理的要求這就具有了特殊性,一要防腐好,二要附著力好,三要覆蓋性好,四要尺寸可控,五要外觀質感好;究其上面介紹的各種表面處理工藝,發藍只可滿足其三,防腐和外觀較差,噴塑則難以滿足尺寸、附著力的要求,鍍鋅也只能滿足尺寸可控的要求,其覆蓋性、防腐等都難以達到要求,綜上分析可以發現,只有電泳技術可以滿足所有的特殊要求。‍

(七)工藝性能評價表‍

工藝\性能

外觀

附著力

耐鹽霧

物理性能

化學性能

覆蓋力

電泳

噴塑

鍍鋅

鍍鉻

一般

一般

發藍

0

較差

0

0

0

 

 

五、綜述

以濟南市社會經濟發展的狀況來分析金屬表面處理技術在制造業中所處的位置,濟南市有著比較好的儀器儀表、試驗機產業基礎,五十年代有國家投資建立的濟南儀表廠、濟南試驗機廠,曾經是全國知名的行業排頭兵,在溫度、流量、壓力、輸送測量以及拉力、壓力、硬度測量等領域是國家重點扶持的企業,企業中建有科研所、高精度檢測室和產品型式試驗室,加工手段十分齊全,由于產品涉及電子、光學、信息、控制、高精度機械加工等技術和工序,并公認為是高新技術企業,只是因為體制等方面的原因,濟南儀表廠于上世紀末被迫倒閉,濟南試驗機廠也被民企兼并,雖然如此,企業的技術、工藝卻被從企業遣散在社會上的仁人志士所繼承和發揚,當然,無論是通過繼承、模仿、引進和自主開發等多種途徑的發展,現今的行業狀況是,產品結構、技術附加值、品質、企業體量等已和當年不可同日而語,尤其是以濟南藍光機電有限公司、濟南光明門窗設備有限公司、濟南天辰試驗機有限公司為代表的民營企業聚集、發展、形成起來的濟南儀器儀表、試驗機行業、門窗設備制造業集群,充滿無限生機,由于技術領先、產業規模大、配套齊全、產業鏈完整、營銷市場發達等條件的具備,業已確立了全國此類行業的領頭羊地位。

當今的儀器儀表、試驗機、激光雕刻、門窗設備制造業,其產品是機械、電子、信息、光學、控制、軟件等技術集合體,體積小、易操作、效率高、高精度等特點往往是客戶和生產廠家所追求的,這樣就對產品的機械架構提出了更高的要求,對構成結構的金屬零部件的設計、工藝、加工、表面處理等方面也提出了更高的要求。

一般來講,金屬表面處理的目的有三個,一是防腐,就是防止金屬物在自然狀態下和非自然狀態下銹蝕,出現表面和結構狀的損壞。二是裝飾美化,為協調整機的視覺美感,需要對零件修飾涂覆色彩。三是增強功能,多數具有滑動、壓縮、摩擦、抗特殊環境等功能的鋼鐵、鋁合金材質的零件,需要采用鍍硬鉻,硬質氧化工藝,以提高零件表面的硬度。

在眾多的表面處理工藝中,我們業內常用的有:鍍鋅、鍍鉻、噴塑、電泳、發藍、鋁陽極氧化等。下面就使用方向列表做一推薦‍:

工藝

殼體

支架

工作臺

連桿

軌道

鋁面板

缸體

連接板

電泳

*

*

 

*

*

     

*

*

鍍鋅

   

*

             

陽極氧化

           

*

     

發藍

         

*

       

噴塑

*

 

*

             

鍍硬鉻

         

*

 

*

   

硬質氧化

         

*

 

*

   

此文關鍵字: 金屬表面處理工藝

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