材料的表面處理工藝詳解，直觀易懂

twq19810302

2 p" x* H' Z8 u3 r  ]
表面處理是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機(jī)械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。
, ]; i- l, d1 W& `+ Q, U; w+ }. J2 u
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(jī)械打磨、化學(xué)處理、表面熱處理、噴涂表面，表面處理就是對(duì)工件表面進(jìn)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。
3 R/ Q1 W3 d7 \' _' D: j8 g# G9 T
3 s" i. d* j* H+ @: }常用表面處理的工藝有：

$ ^, ]# H2 n( w& X6 G2 D3 Q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。

1 N/ C# ^+ }0 P' p  d4 ]  01.真空電鍍  
——  Vacuum Metalizing  ——
: m. ^# Z) M/ m' _; l4 [
9 w; p- S6 P$ G% Y  ?# B4 o% C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：
4 R  t# b/ E; o, Q9 L
1、很多材料可以進(jìn)行真空電鍍，包括金屬，軟硬塑料，復(fù)合材料，陶瓷和玻璃。其中最常見用于電鍍表面處理的是鋁材，其次是銀和銅。

" t: P5 G4 e2 N6 N* W2 U, a* Y" F2、自然材料不適合進(jìn)行真空電鍍處理，因?yàn)樽匀徊牧媳旧淼乃謺?huì)影響真空環(huán)境。
) l" R2 \2 s5 H0 l% M7 [9 K
7 f1 D! u6 z# p, G! H. ~. [, u% a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。

1 n+ d, J6 f: u2 J4 \環(huán)境影響：真空電鍍對(duì)環(huán)境污染很小，類似于噴涂對(duì)環(huán)境的影響。
" ~9 u7 n& S8 V3 P* r/ D

) O# [0 q% q/ O' W* }

  02.電解拋光  
——  Electropolishing  ——

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(dá)到工件表面除去細(xì)微毛刺和光亮度增大的效果。

+ g( E) |/ ~" S0 ?; I/ C2 B6 f適用材料：

1.大多數(shù)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(jí)不銹鋼）。
  A" ~. ]+ T$ A
2.不同材料不可同時(shí)進(jìn)行電解拋光，甚至不可以放在同一個(gè)電解溶劑里。
0 L) E. w1 H, _! L! v
工藝成本：電解拋光整個(gè)過程基本由自動(dòng)化完成，所以人工費(fèi)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(gè)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。

$ R- a9 Y! z+ c0 T% A0 f. l

03.移印工藝  
5 e7 j, g1 e2 c% n! ^$ C5 k& K) d" G——  Pad Printing  ——

能夠在不規(guī)則異形對(duì)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。
; d% X) a+ P6 _0 }3 y  L6 |
5 n. J8 u$ D% [' u/ s# i# J$ E9 K適用材料:
; d8 @6 o, `: s
8 h8 B# I( W1 T+ K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(fèi)用低、人力成本低。
' w2 ^5 v' r6 R/ [
# F6 g" k! D; _' V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(duì)環(huán)境影響很大。
# w# r: N5 _' E2 @

# F* I1 u, f/ W- [$ L

  04.鍍鋅工藝  
7 s5 _, J' H, f0 A. X——  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(shù)，表面的鋅層是一種電化學(xué)保護(hù)層，可以防止金屬腐壞，主要采用的方法是熱鍍鋅和電鍍鋅。

% ~. D& o6 X1 b; r' }$ `# [適用材料：
- k+ R2 S8 k4 I! s
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。
. g7 ~$ N/ s4 V9 m2 l$ v6 r
7 e- Y4 d: k5 h, _1 i+ ]" J4 q工藝成本：無模具費(fèi)用，周期短/人力成本中等，因?yàn)楣ぜ谋砻尜|(zhì)量很大程度上取決于鍍鋅前的人工表面處理。
, l& M4 S1 A7 ^5 A3 T1 b
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，很好地防止了工件的生銹和腐壞，所以對(duì)保護(hù)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(duì)液態(tài)鋅的反復(fù)利用不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)或物理廢料。

( i/ d& e; O  g! G  {1 R

05.電鍍工藝  
——  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(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性及增進(jìn)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(jìn)行電鍍，但是不同的金屬具有不同等級(jí)的純度和電鍍效率。其中最常見的有：錫、鉻、鎳、銀、金和銠。
) A( b: I! g" }/ m  {
2.最常用于電鍍的塑料為ABS。
2 t4 A- }% o1 O1 _2 p" w
3.鎳金屬不可用于電鍍接觸皮膚的產(chǎn)品，因?yàn)殒噷?duì)皮膚有刺激性且有毒性。

工藝成本：無模具費(fèi)用，但需要夾具對(duì)零件進(jìn)行固定/時(shí)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(jìn)行操作，因?yàn)槠鋵?duì)外觀和耐久性的要求很高。
$ s# p) V1 ~( ]8 U( |: {$ y7 l
環(huán)境影響：大量有毒物質(zhì)會(huì)被用在電鍍過程中，所以需要專業(yè)的分流和提取，以確保最小的環(huán)境影響。
1 ?* V0 d  z/ k3 H
$ {/ L- r+ L( ?7 a$ C, D+ o! y

- \7 l- D4 l0 d$ z

06.水轉(zhuǎn)印  
——  Hydro Transfer Printing  ——
2 y, ?* X& s( d" y: q& g9 s! b& @
0 _+ l- C, B  r/ r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(duì)產(chǎn)品包裝與表面裝飾要求的提高，水轉(zhuǎn)印的用途越來越廣泛。

適用材料：

; x" H& G: k2 f3 [7 c1 W9 u3 e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。最常見的為注塑件和金屬件。
9 V9 B8 G4 G2 P! w
工藝成本：無模具費(fèi)用，但需要利用夾具將多件產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行水轉(zhuǎn)印，時(shí)間成本一般每周期不會(huì)超過10分鐘。

  n  f! I7 Q5 D2 m' K, [( k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(fèi)的可能。
; L5 X# m* |- X- B

9 X6 u& R4 g' ~

07.絲網(wǎng)印刷  
& N5 N7 |7 A3 _* `——  Screen Printing  ——

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(qiáng)。

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。
8 }7 X5 u% Y  t. r' N" ?4 @
' A, M  D) G( U8 K& W( Z適用材料：

! ^2 U$ a2 F; @* H9 X( [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。
8 H0 z; N$ [3 z( J
工藝成本：模具費(fèi)用低，但是還是取決于顏色的數(shù)量，因?yàn)槊恳环N顏色都要單獨(dú)制版。人力成本偏高，尤其當(dāng)涉及到多色印刷。
7 @3 P( u0 ], l3 v' q
5 S( M" k! ^+ C) {( S) J' g, y環(huán)境影響：淺色絲印油墨對(duì)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(shí)回收和處理以防污染水資源。
7 q+ I# W7 |! u
0 [7 [8 b' G% j/ z; b

" s$ H1 {: Q. i0 v0 h

08.陽極氧化  
* e- y" |0 c) [——  Anodic Oxidation  ——

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(hù)性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性。
: Y1 l9 |1 D( ^4 W0 \& Y( E
適用材料：

3 g* V; v8 z& u1 {2 W# X) X+ d鋁、鋁合金等鋁制品
; W9 \) e5 Q4 q# `$ [$ X0 A
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(jī)器本身的熱耗，需要不停地用循環(huán)水進(jìn)行降溫，噸電耗往往在1000度左右。

. n+ m3 P( F2 i- z環(huán)境影響：陽極氧化在能效方面不算出色，同時(shí)在鋁電解生產(chǎn)中，陽極效應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生對(duì)大氣臭氧層造成破壞性副作用的氣體。

+ P" o0 q, E" _: t* Q" b9 Y

4 t- d& E5 {9 ~/ ]- ^+ @! n

09.金屬拉絲  
——  Metal Wired  ——

% F9 D" G1 d( G' _- C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。
9 C7 L* `1 p4 c/ o/ ?$ h% Z# v' H  ]
" @" C- W& o- u7 G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(jì)效益高。

, S# Y9 t' E" l3 U/ w3 W# u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。

2 \  g& {- w4 y
. d2 K1 w+ J% T5 H% R/ Z6 |+ B1 s2 d

10.模內(nèi)裝飾  
——  In-Mold Decoration-IMD  ——

是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內(nèi)，將成型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型方法。
9 K7 D! B- Y8 ^# N+ `
- ~) @$ R- ^: d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(shí)高自動(dòng)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(shí)達(dá)成。
# _, u2 s0 J+ H3 x
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。
0 Q2 V  g# O8 {) q, K! i& p8 A

# S, O1 w; L+ L) I# I9 ]

3 q3 W' m  c* _9 h; I) N- h- |. e
, ~7 J9 q6 w' a1 s! ~& T! m0 \
# t8 B; O2 x' ?) G8 W0 B

205060

感謝分享

45°人生

不錯(cuò)