材料的表面處理工藝詳解，直觀易懂

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twq19810302

電梯直達

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發表于 2023-8-19 11:14:29 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由 twq19810302 于 2023-8-19 11:18 編輯

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、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。

表面處理的目的是滿足產品的耐蝕性、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。今天我們就來了解下表面處理工藝。

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、水轉印、絲網印刷、電泳等。

01.真空電鍍
- \; m3 a# E$ N3 g—— Vacuum Metalizing ——

真空電鍍是一種物理沉積現象。即在真空狀態下注入氬氣，氬氣撞擊靶材，靶材分離成分子被導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，復合材料，陶瓷和玻璃。其中最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，所以人力成本相當高，但是也取決于工件的復雜度和數量。

環境影響：真空電鍍對環境污染很小，類似于噴涂對環境的影響。

02.電解拋光
6 I/ v) V5 X4 a—— Electropolishing ——

電拋光是一種電化學過程，其中浸沒在電解質中的工件的原子轉化成離子，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微毛刺和光亮度增大的效果。

適用材料：

1.大多數金屬都可以被電解拋光，其中最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。環境影響：電解拋光采用危害較小的化學物質，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
) h: [! ~3 a6 r4 q5 \—— Pad Printing ——

能夠在不規則異形對象表面上印刷文字、圖形和圖象，現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，例如PTFE等。

工藝成本：模具費用低、人力成本低。

環境影響：由于此工藝只局限于溶解性油墨（其中含有害化學物質），所以對環境影響很大。

04.鍍鋅工藝 6 P S* Y- j& Y! A: w
—— Galvanizing ——

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，表面的鋅層是一種電化學保護層，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合技術，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，因為工件的表面質量很大程度上取決于鍍鋅前的人工表面處理。

環境影響：由于鍍鋅工藝增長了鋼鐵件40-100年的使用壽命，很好地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，對液態鋅的反復利用不會產生化學或物理廢料。

05.電鍍工藝 # C' D' F$ ?' E! B# b$ P0 ]
—— Electroplating ——

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。其中最常見的有：錫、鉻、鎳、銀、金和銠。

2.最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。

環境影響：大量有毒物質會被用在電鍍過程中，所以需要專業的分流和提取，以確保最小的環境影響。

06.水轉印 2 R K+ r5 X& A! v' R) N
—— Hydro Transfer Printing ——

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

適用材料：

所有的硬材料都適合水轉印，適合噴涂的材料也一定適用于水轉印。最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品同時進行水轉印，時間成本一般每周期不會超過10分鐘。

環境影響：和產品噴涂比較而言，水轉印更充分的應用了印刷涂料，減少了廢料泄漏和材料浪費的可能。

07.絲網印刷
% p) o8 B1 S( u* A) y; I4 f—— Screen Printing ——

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

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量，因為每一種顏色都要單獨制版。人力成本偏高，尤其當涉及到多色印刷。

環境影響：淺色絲印油墨對環境影響較小，然而含有PVC和甲醛的油墨具有有害的化學物質，需及時回收和處理以防污染水資源。

08.陽極氧化
$ i. D0 n( H5 t5 B—— Anodic Oxidation ——

主要是鋁的陽極氧化，是利用電化學原理，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：生產過程中，水、電的消耗是相當大的，特別是在氧化工序。機器本身的熱耗，需要不停地用循環水進行降溫，噸電耗往往在1000度左右。

環境影響：陽極氧化在能效方面不算出色，同時在鋁電解生產中，陽極效應還會產生對大氣臭氧層造成破壞性副作用的氣體。

09.金屬拉絲 $ s) l& n ]' b8 b! j% |. L. c# [
—— Metal Wired ——

是通過研磨產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，設備簡單，材料消耗甚少，成本比較低廉，經濟效益高。

環境影響：純金屬制品，表面無油漆和任何化工物質，600度高溫不燃燒，不產生有毒氣體，復合消防環保要求。

10.模內裝飾 $ A+ G5 e5 X1 }6 q
—— In-Mold Decoration-IMD ——

是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內，將成型用的樹脂注入金屬模內與膜片接合，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型方法。

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，制程簡化，有一次注塑成型的工法，將成型與裝飾同時達成。

環境影響：該技術綠色環保，避免了傳統的噴漆電鍍帶來的污染。