常用材料表面处理

材料的表面处理

第一节概述

材料的种类很多，它们的组成、结构、性质及表面状态更是千差万别。由于不同产品对于其表面处理的效果和功能的要求不同，因此，材料表面处理所涉及的技术问题、工艺问题等也是十分广泛的，并与多种学科相关。本章仅从工业设计的特点出发，介绍几种表面处理工艺。

一、表面处理的功效

造型材料的种类很多，其中金属材料、木质材料和塑料则是最为常用的基本设计材料。从工业设计的特点出发，金属材料的强度高，加工性能较好，其加工表面具有金属光泽，表面较平滑；木材质轻，较易加工，其表面具有天然的木质纹理；塑料的来源丰富，品种很多，成型较方便，且价廉，质轻，透明性和着色性较好，是一种新颖的优良材料。这些材料，以及用它们制造成的产品，若不给以一定的表面处理，则在各种使用环境下，材料或制件的表面会受到空气、水分、日光、盐雾、霉菌和其他腐蚀性介质等的侵蚀，由于腐蚀、腐朽和老化作用，会引起材料或制件失光、变色、粉化及开裂等，从而出现破坏的后果。表面处理的功效就在于一方面保护产品，即保护材质本身赋予产品表面的光泽、色彩和肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用了材料资源；另一方面是根据设计的意图，给产品表面附加上更丰富的色彩、光泽和肌理等变化，使产品表面更有节奏感。此外，随着表面处理技术的发展，还可实现提高材料表面的硬度，并可赋予材料表面导电、憎水和润滑等特殊功效。

二、表面处理和加饰

从工业设计出发，表面处理的目的首先是美化产品的外观，也即按产品设计的要求调整其表面的色彩、亮度和肌理等。因此，材料本身具有的外观不符合设计要求时，必须采用适当的表面处理方法进行调整，以达到满足产品设计的要求。

三、表面加工

使金属材料加工成平滑、光亮、美观和具有凹凸模样的表面状态的过程称为表面加工，也即使金属材料表面恢复其本身具有的色泽、亮度和表面肌理特征而进行的处理，表面加工作为电镀和涂装的前处理也是重要的。

1．切削

切削是利用刀具对金属表面层进行加工的方法与铸造、锻造、压力加工等相比较，虽有切屑产生和材料废弃，但一般可迅速加工出高精度表面的产品。

2．研磨

研磨是把金属表面加工成平滑面、有光面、镜面为目的，有时也把研磨作为表面末道加工和电镀或涂装的前处理。研磨的方式有通过坚硬微细的研磨料进行的机械研磨，有通过电解金属表面溶解而进行的电解研磨，以及通过试剂作用引起金属化学溶解而进行的化学研磨。

(1)机械研磨。研磨一般金属表面常用的磨料有Al2O3系列磨料、SiC系列磨料和Cr2O3系列磨料等。它们的使用形态有研磨粒、油脂性研磨料、研磨布、研磨带、研磨纸、砂轮及液体研磨料等，可根据研磨的对象和目的选择使用。

在表面精密加工中，有滚筒研磨和抛光研磨等方法，其中使用简便的抛光研磨与其他机械加工方法不同，它能迅速地加工出具有不涉及尺寸精度的平滑的或具有镜面光泽的表面，是一种高效率的研磨方法。

(2)电解研磨和化学研磨。电解研磨和化学研磨有两方面作用：一是使金属表面溶解，另一是使金属表面的凸部选择性溶解而使表面平滑。电解研磨基于以电解作用使金属表面溶解，化学研磨则基于以强溶剂引起的直接的化学性溶解。由于这两种研磨方法能获得独特色调和光泽的加工面，所以在日用品、照明类器具以及机械零部件的表面加工中得到了广泛应用。3．蚀刻

蚀刻是利用化学药品的作用使被加工金属表面的特定部位浸蚀溶解而形成凹凸模样的一种加工方法。在蚀刻过程中，首先将整个金属表面用耐药性的膜(隔离膜或掩蔽膜)覆盖，而把表面上要求凹下去部位的膜用机械的或化学的方法除去，使这部分的金属表面裸露。然后将药液倒入其中，使裸露部分的金属溶解而形成凹部。最后，将剩下的盖膜用其他药液除去，这部分表面就成为凸部。这样，在金属表面就描绘出所设计的凹凸模样。17世纪发明并普及的铜版画，就是将铜板全面涂蜡，然后用针尖在蜡膜上描绘肖像或风景画，并置铜板于硝酸液中浸蚀，使被描绘的图像成为凹陷的部分，这一过程即是蚀刻的凹版制版工艺过程。对于这种技法，后又经过对掩蔽膜、蚀刻药液及描绘方式等的改进，在形成掩蔽膜方面发明了利用照相冲洗的照相制版法，并有效地利用此法得到表现复杂而色调微妙的特征部分，此即把蚀刻工艺用到了有价证券原版的制版等方面。由于照相制版可进行精细的加工，因此从印刷工业中的照相版、图线版及多色版的制版开始，以致发展到金属过滤器、集成线路块、彩电显像管、铭牌及印刷线路板等的制作方面，这种蚀刻工艺都得到了广泛的应用。

四、表面层改质处理

表面层的改质处理是有目的地改变金属表面所具有的色彩、肌理及硬度等性质，这实际上是使金属表面通过化学的或电化学的反应而转变成金属氧化物或无机盐覆盖膜的过程，由此来提高基体金属的耐蚀性、耐磨性及着色性能等。表面层改质处理的方法主要有化学处理、阳极氧化处理和金属着色处理等，这些处理有时也可作为电镀和涂装等工艺的前处理。1．化学处理

化学处理是通过氧或碱液的作用使金属表面形成氧化物或无机盐覆盖膜的过程。进行化学处理后，要求形成的覆盖膜对基体金属具有耐蚀保护性、耐磨性，并对基体金属有良好的附着能力，即不会从基体金属上剥离。化学处理也可用于金属表面的着色上，如铁器的发蓝

过程就是使其表面形成Fe2O3的覆盖膜，从而起到防蚀作用。

化学处理的应用实例很多，如对铁制品、钢制品通过磷酸或磷酸盐的处理，使其表面形成磷酸铁结晶的覆盖膜，即铁器的发蓝；不锈钢制品用酸处理使其表面钝化，以及对铜和铝制品的化学处理等。

2．阳极氧化处理

阳极氧化处理是使金属制件在阳极的电解作用下，在其表面形成氧化膜而使金属钝化的过程。这种工艺中以铝制品的阳极氧化应用最多，处理后生成的覆盖膜为阳极氧化铝成分。铝制品虽可不经处理而直接使用，但为使铝制品具有更高的耐蚀性和更好的装饰性，并能长久保持其优美的外观，阳极氧化处理是最为有效的方法。氧化膜具有多孔性，此孔有似于角柱体形的厚壁圆筒管子，它们相互密集排列在制件的表面上，因此可用特殊的电解液使氧化膜着色，使其成为有色的皮膜，也可在阳极氧化处理后使染料或其他金属附着(电沉积作用)在氧化膜的孔管内，然后对这些孔管给以封闭处理，而使制件表面的氧化膜变成不易褪色的有一定硬度的着色表面。

五、表面被覆处理

表面被覆处理层是一种皮膜，如涂层或镀层覆盖制品表面的处理过程，这也是一种重要的表面处理方法。依据于被覆材料和被覆处理方式的不同，表面被覆处理有镀层被覆(电镀、熔射镀、蒸发沉积镀和气相镀等)，有以涂装为主体的有机涂层被覆，还有以陶瓷为主体的搪瓷和景泰蓝等被覆。表面被覆处理依据于被覆层的透明程度可分为透明表面被覆和不透明表面被覆。透明被覆是为了充分利用并保护基体材料自身表面所具有的色彩和辉度而用透明皮膜进行的被覆处理，不透明被覆是为了使基体材料转变成具有所要求的性质、色彩、亮度和肌理的表面而用不透明皮膜进行的被覆处理。无论制品表面采用何种被覆处理，其目的均在于保护和美化制品表面，有时还可赋予制品表面一些特殊的功效。

1．镀层被覆

镀层被覆能在制品表面形成具有金属特性的镀层，这是一种较典型的表面被覆处理工艺。镀层被覆不仅可以提高制品的耐蚀性和耐磨性，并能调整制品表面的色彩感、平滑感、光泽感和肌理感，因此能保护和美化制品。由于有优异的镀层，常常可由此提高制品的品位或档次。

镀层被覆处理时的基体主要是金属材料，随着塑料和镀层被覆处理技术的发展，塑料制品的镀层被覆正在得到日益广泛的应用。

按镀层的表面状态可分成镜面镀层和粗面镀层(梨皮面、锻光面、不整粗面或基材表面的原状)两类，或分为有光镀层、半光镀层和无光镀层。镀层被覆处理的缺点是镀层的色彩单调，并对制品的大小和形状有所限制。镀层被覆的金属有Cu、Ni、Cr、Fe、Zn、Sn、Al、Pb、Au、Ag、Pt及它们的合金。

镀层被覆的方法有电镀、化学镀、熔射镀、真空蒸发沉积镀、气相镀等，还有特殊方法——刷镀法和摩擦镀银法。随着制品的多样化和对镀层功能性的要求，发展了合金镀、多层

镀和复合镀及功能镀等方法。

2．涂层被覆

在制品表面形成以有机物为主体的涂层，即涂层被覆，这是一种简单而又经济可行的表面处理方法，在工业上通常称为涂装。涂层被覆的目的有三方面，一是防止制品表面受腐蚀、受划伤、受脏污，即提高制品的耐久性；二是将制品基体的表面转变成涂层所具有的色彩、光泽和肌理，使制品外观在视觉感受上成为一种美观悦目的制品；三是赋予制品隔热、绝缘、耐水、耐药品和耐腐蚀等性能，根据需要还可赋予制品隔音、导电、防霉和防虫等特殊功能，特别是通过涂层被覆与其他表面处理相叠加的多重处理，可得到能耐相当苛刻使用环境条件的重防蚀涂层。

涂层被覆所用的材料是各种涂料，它们由主要成膜物质、颜料和稀料等混合加工而成。主要成膜物质是涂料中的主要组分，大多数为各种合成树脂，其主要作用是使颜料分散，并使涂料附着于被覆盖物的表面上。由于有机溶剂涂料在使用时对环境有污染，又为了节省资源，现代涂料已由有机溶剂型向水性涂料、粉体涂料、固体组分涂料和反应性涂料转化，并正在向不用有机溶剂的涂料过渡。

涂层被覆工程，即涂装工程，包括涂装前处理、涂敷涂料及涂层干燥等工序。由于涂层的厚度较薄，因使用状况和使用环境的差异，制件上的涂层会随着时间的推移而出现劣化、侵蚀和磨损等，因此在实施正确的涂装工艺时，对于涂装工程中的管理问题也十分重要。3．搪瓷和景泰蓝

公元前3世纪在埃及已有了在铜器表面搪瓷的技术，此后作为工艺技术被人们继承下来，进而制造出了称为景泰蓝的工艺美术品，这类美术品很受世人的器重。这种技术应用在工业制品上则被称为搪瓷。搪瓷和景泰蓝是用玻璃质材料在金属表面进行被覆所形成的一种被覆层，它是通过将混入颜料的玻璃质釉药施涂于金属表面，然后在800℃左右进行短时间烧制而成的。

被覆搪瓷和景泰蓝的基体金属有铁、铜、铝和不锈钢等，而作为工艺美术品的景泰蓝制品也有用金和银的。通过搪瓷的制品具有坚固性和耐蚀性，并有优美的装饰性、表面光泽和肌理，但在受到交变性、急剧温度变化和冲击等作用时，被覆层容易剥落。这一缺点主要来自基体金属和玻璃质釉料的膨胀率不同和附着力大小的影响，因此可用多层搪瓷的处理方法控制膨胀率的差异程度和附着力的大小，以此改进搪瓷制品的质量。搪瓷制品现今已广泛用做厨房用品、医疗用容器、浴槽、化工装置和装饰品等。

第二节前处理

在对材料或制品进行表面处理之前，应有前处理或预处理工序，以使材料或制品的表面达到可以给以表面处理的状态。前处理的质量好坏是能否获得优质表面处理效果的重要环节。实践证明，经过表面处理获得的镀层、涂层或化学处理膜，有时会出现防蚀性差、结合力低、耐用寿命短、表面不平滑光亮、起泡或剥落等现象，这常常是由于前处理不当而造成的后果。因此，在表面处理前，必须有保证质量的前处理工序。从通用材料或一般制品使用的材质来

看，前处理可分为金属表面的前处理、塑料表面的前处理和木材表面的前处理等。

一、金属制品的表面前处理

金属制品的材料品种繁多，它们的原始表面状态各不相同，而且不同的表面处理对其前处理的要求也不一样，因此金属制品表面的前处理工艺和方法很多。其中主要包括有金属表面的机械处理、化学处理和电化学处理等。由于机械处理方法在概述中已有介绍，因此本节仅讨论黑色金属的一般化学处理和电化学处理，以及铝和铝合金制品的化学处理等。化学处理的作用主要是清理制品表面的油污、锈蚀及氧化皮等。其中包括制品在有机溶剂和无机试剂中的除油，在适当的化学试剂中的化学强浸蚀和化学弱浸蚀。电化学处理则主要用以强化学除油和浸蚀的过程，有时也可用于弱浸蚀时活化金属制品的表面状态。

1．黑色金属制品的除油

由于金属制品在机械加工和中间过程防锈的需要，一般其表面上都黏附或涂有各种压延油、切削油、抛光膏和防锈油等油脂性物质，在进行各种表面处理之前，应将这些油污清洗干净，以免影响表面处理的效果。

油污按其性质可分为皂化油和非皂化油两类。皂化油是来源于动植物的油脂，能与碱液起化学反应生成皂，非皂化油是不与碱液起化学反应的矿物油脂，如凡士林、润滑油和石蜡等。两类油脂都不溶解于水，因此无法直接用水把它们清洗干净，一般是采用有机溶剂处理、碱液处理或电化学处理的方法除油或脱脂。

(1)有机溶剂除油。使用有机溶剂除油可同时除去皂化油和非皂化油。对于溶剂要求其溶解力强，不易燃易爆，毒性小，挥发较慢，且价格低廉。实际上使用的有机溶剂很难全面满足上述要求。生产中常用的有机溶剂有汽油、溶剂汽油、松节油、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等。其中应用较广的是氯化烃，它的优点是溶解力强，不易燃易爆，缺点是有毒，成本高，在有水存在下能分解出氯化氢，有腐蚀作用，在使用时要注意防潮防湿。

用有机溶剂除油，最简单的方法是用棉纱蘸有机溶剂对金属表面进行擦洗(适用于大型工件)。也可将制品浸入盛有有机溶剂的槽中，通过浸渍来除油，这种方法可在专用的脱脂机中进行。在脱脂机内放有若干个槽子，分别都装有有机溶剂，用机械传送的方式，使工件依次浸入其中脱脂。

在脱脂机中脱脂，溶剂多用三氯乙烯，因为它在低温时具有很强的脱脂能力，并且能随温度的升高使脱脂能力剧增。另外，由于它的沸点低，已含有大量油污的三氯乙烯可通过分馏提纯后重新被利用，使脱脂处理的成本降低。石油溶剂中最常用的是200号溶剂汽油，一般用浸洗或擦洗的方法脱脂。使用有机溶剂脱脂，在溶剂挥发后，制品表面往往还留有一薄层油膜，所以还要把工件浸入碱液中作补充处理。

用有机溶剂除油的优点是效率高。在使用脱脂机的情况下，溶剂消耗少，因而成本并不高。若不使用脱脂机，则溶剂消耗大，成本增加，且易燃并有毒。由于有机溶剂除油有这些缺点，在不使用脱脂机的情况下，应尽量不用有机溶剂的方法除油。

(2)碱液除油。碱液除油是由碱液的皂化和乳化作用来完成的，皂化可除去制品表面的动

植物油，乳化可除去制品表面的矿物油。由于碱液本身的乳化作用较弱，乳化除油的时间较长，因经常在碱液中加入各种乳化剂，如肥皂、水玻璃、OP乳化剂等，用以提高乳化除油的效率。当碱液除油的配方和工艺条件选择适当时，皂化油和非皂化油都可顺利地从制品表面清洗干净。碱液除油时碱的浓度不宜偏高，因为浓度偏高，会使肥皂的溶解度和乳液的稳定性下降，一般用5%10%的苛性钠溶液较适宜。碱液除油的配方包括以下组分：氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、水玻璃和肥皂等，其中氢氧化钠起皂化作用，碳酸钠和磷酸三钠维持溶液一定的碱度，水玻璃和肥皂主要起乳化作用。

鉴别金属表面油污除净与否，可视表面被水润湿的情况而定。当金属表面油污被除净时，则有一层连续的水膜存在，否则水将聚集成滴状。目前金属表面前处理除油工艺中，普遍使用的方法是碱性溶液化学除油。生产实践证明，采用这种除油方法是合理的，虽然应用这一除油工艺，在时间上要比用有机溶剂除油长一些，但无毒和不易燃却是它的一大优点，其所用的生产设备较简单，且经济。

(3)电化学除油。电化学除油是将制品放在碱性溶液中作为阴极或阳极而进行电解除油。一般采用的方法是阴极除油或先在阴极上除油，尔后再在阳极上除油。所用除油的碱液含有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠及硅酸钠等组分。

电化学除油的第二电极最好用镀镍钢板或镍板。在阴极除油时，如用铁板作阳极，铁会出现溶解而脏污溶液，并在阴极上产生沉积物。

电化学除油的原理是：阴极上析出的氢气或阳极上析出的氧气，对金属表面的溶液产生搅动作用，促进油污脱离金属表面，同时金属表面的溶液不断更新，加速了皂化和乳化作用。电极上析出的气体，把附着于表面的油膜薄层破坏。小气泡从油滴附近的电极上脱离而滞留于油滴的表面上，并停留在油与溶液的界面上。由于新的气泡不断析出，小气泡逐渐变大，使油滴在气泡的影响下脱离金属表面，而被气泡带到溶液表面上来。因此电化学除油比碱液除油的效果要好。电化学除油时，提高溶液的温度和提高电流密度都能提高除油的效果。

阴极除油的缺点是阴极上析出的氢气会渗到金属内部而引起金属变脆。因此，对于硬质高碳钢制件，如弹簧、弹性薄片等，可利用阳极除油，但阳极除油速度比阴极除油慢。这是因为：

①阳极附近的碱度较低，减弱了皂化作用；

②阳极上析出的氧气较少；

③由于氧气泡较大，滞留于液滴表面上的能力小，对油滴的作用弱于氢气泡的作用。根据阳极除油和阴极除油的特点，在生产上可采用先在阴极上除油，然后再在阳极上除油。在这种情况下，渗入表面的氢几乎在很短的时间内就能完全除去而恢复制品的弹性。

2．黑色金属制品的浸蚀

钢铁制品与大气长期接触或进行热处理时，其表面会覆盖上一层锈蚀物或黑色氧化皮，其化学组成是各种铁的氧化物。在进行各种表面处理时，必须预先除去这些氧化物。其方法有手工除锈、机械除锈和喷砂除锈等，而最通用的方法是采用各种酸类试剂处理来除锈。这种处理的实质是通过酸类对锈蚀物的溶解作用，以及在处理过程中酸类与金属基体反应产生

的氢气对锈蚀物的机械剥离作用而从金属表面将锈蚀物清洗干净。用酸类清除表面大量氧化物的过程称为强浸蚀，或称为酸洗，清除表面上肉眼不易觉察的薄氧化膜的过程称为弱浸蚀。有时在浸蚀过程中也通以电流，则称为电化学浸蚀，电化学浸蚀既用于强浸蚀，也用于弱浸蚀，弱浸蚀一般是在强浸蚀后进入电镀槽之前进行的，该工序之后就不允许金属制品在大气中停留太久，特别是金属制品表面不应处于干燥状态。为保证浸蚀过程顺利进行，在浸蚀之前须先行除油，否则酸与金属氧化物不能充分接触，会使化学溶解反应受到抑制。

(1)化学强浸蚀。在黑色金属强浸蚀中，常用的酸有硫酸、盐酸，或两者按一定比例混合的“混酸”。根据钢铁制品表面氧化物的组成和结构，当金属制品表面只带有疏松的锈蚀物时(其中主要是Fe2O3)，可单独用盐酸来浸蚀，因为盐酸对制品的浸蚀速度快，基体溶解少，渗氢程度也小些，当金属制品表面为紧密的氧化皮时，使用硫酸浸蚀比单独用盐酸时的酸耗量要小些，成本也低，这是因为硫酸浸蚀时的机械剥离作用要比盐酸的强，当金属表面的锈和氧化皮含高价铁的氧化物多时，可采用混合酸进行浸蚀，这样既可发挥氢对氧化皮的撕裂作用，又可加速Fe2O3和Fe3O4的化学溶解，加速洗净表面锈蚀物。影响强化学浸蚀效果的因素很多，其中主要是浓度、浸蚀温度等对于清洗效果的影响。

实践证明对应于最大浸蚀速度有一个最适宜的硫酸浓度，此值约为25％(重量)。为了减少铁基体的损失，生产中一般使用的浓度为20％。就盐酸而言，虽然随着浓度增高浸蚀速度一直增加，但实验结果表明，当盐酸的浓度在20％以上时，基体的溶解速度比氧化物的溶解速度的增加要快得多，因此生产中很少使用浓盐酸。为了避免盐酸挥发损失，减少氯化氢毒气的析出量，盐酸浓度应控制在15％以下。当使用混酸时，多采用含10％H2SO4和10％HCl 的混合液，这个比例可根据情况适当调整。温度对化学浸蚀速度也有较大影响，温度升高，浸蚀速度大幅度增加。为了减少基体金属的损耗，防止酸雾的逸出，并延长设备的使用寿命，一般都不采用高温浸蚀。当采用硫酸浸蚀时，温度最高不超过60℃。当采用盐酸或混酸浸蚀时，温度一般不超过40℃。

在10%20％的上述酸液中进行浸蚀，随着使用时间的延长，浸蚀溶液的效力将逐渐降低。这是由于酸液中酸的浓度减小和溶解了的铁的浓度增高的缘故。当溶液中剩余酸的浓度为3%5％以及铁的含量达90g/L时，浸蚀液应予以更换。

为了减轻浸蚀过程中基体金属的溶解，确保金属制品的几何尺寸和减少渗氢现象，在浸蚀液中应加入缓蚀剂。如在硫酸溶液中加入磷二甲苯硫脲和在盐酸溶液中加入乌洛托品，其缓蚀效果都不错。

(2)电化学强浸蚀。黑色金属的电化学强浸蚀是借助于直流电进行的。金属制品可以在阳极上处理，也可以在阴极上处理。清除锈蚀物的处理效果，主要视金属表面上锈蚀物的组织和种类而定。对具有厚而平整的致密氧化皮的工件，直接用电化学强浸蚀，其效果是不理想的，最好先经过硫酸溶液化学强浸蚀，待氧化皮疏松之后再进行电化学处理。当氧化物是多孔且疏松时，电化学浸蚀的效率是很高的。其优点是浸蚀速度快，酸液消耗少，且制件使用寿命长，其缺点是耗费电能。

目前在大量生产中多采用阳极浸蚀。对于形状较复杂而几何尺寸要求严格的制件，为了

防止阳极浸蚀容易出现的过浸蚀缺陷，则可采用联合电化学浸蚀，即先用阴极进行浸蚀，而后转为阳极浸蚀。阳极浸蚀可除去阴极浸蚀附着于制件表面的污物。这种联合工艺的另一优点是可以减轻渗氢现象。黑色金属阳极浸蚀时，常用的电解液是15%20％H2SO4溶液，阳极电流密度为510A/dm2，操作多在室温下进行。

(3)弱浸蚀。弱浸蚀是金属制品进行电镀前的最后一道预处理工序。其目的是除去制品表面上极薄的一层氧化膜，使表面呈现出金属的晶体组织，其实质是金属表面活化的过程。这个常被人们忽视的操作工序，对基体金属与镀层间的良好结合起着极为重要的作用。通常在金属制品经过弱浸蚀后，应立即予以清洗，并转入镀槽中电镀。所以电镀总是在经过除油和弱浸蚀后才进行的。弱浸蚀处理的特点是浸蚀介质的浓度低，处理时间短，并多在室温下进行。对于黑色金属的弱浸蚀，可用化学法，也可用电化学法。采用化学法时，多使用含3%5％H2SO4或HCl的稀溶液，浸蚀0.51分钟。采用电化学法弱浸蚀时，多用阳极处理，使用1%3％稀硫酸溶液，阳极电流密度为510A/dm2。

3．铝及铝合金制品的除油

铝是两性金属，既能溶于酸，也能溶于碱。它在强碱性溶液中，会遭到剧烈浸蚀而生成铝酸盐；因此对这类金属制品的除油，不采用强碱性溶液。通常根据其表面黏附油污的程度，可采用不同的除油工艺。若表面油污严重，应先选用有机溶剂除油，然后再用碱性盐溶液化学除油。若表面油污较少时，可直接选用含少量苛性碱的除油液，或用碱性盐溶液处理。

有机溶剂除油常用三氯乙烯或三氯乙烯与四氯乙烯的混合有机溶剂。如无这种高效能有机溶剂，且制品表面又黏附大量油污时，也可采用乳化除油法。这种方法是把除油能力低的有机溶剂，如煤油、二甲苯等与乳化剂，以及如弱碱性肥皂或三乙醇胺与油酸等形成的皂类进行必要的组合，使油污在有机溶剂溶解和乳化的双重作用下被清洗。

4．铝及其铝合金制品的浸蚀

轻金属制品的浸蚀可以用酸液，也可以用碱液。在碱溶液中浸蚀的工艺是广泛采用的方法，此法浸蚀速度较快，在表面油污较少时，甚至可以不经过除油而直接进行碱液浸蚀。

浸蚀一般在50℃80℃下于10%20%的苛性钠溶液中进行，浸蚀时间约为两分钟，其作用是由于氢的强烈析出而促使非溶性污物离开金属表面。

5．黑色金属制品的磷化

黑色金属表面通过化学反应生成一层非金属的、不导电的、多孔的磷酸盐膜的处理过程称为磷化或磷化处理，形成的磷酸盐膜称为转化膜。磷化处理广泛用于金属加工成形以及防锈封存等工序中，其中作为涂层被覆表面处理的基底或前处理应用最为普遍。磷化膜具有多孔性，涂料可渗入到这些孔隙中，因而能显著地提高涂层的附着力。此外，磷化膜又能使金属表面由优良导体转变为不良导体，从而抑制了金属表面微电池的形成，有效地阻碍了金属的腐蚀，可成倍地提高涂层的耐蚀性和耐水性，所以磷化膜已被公认为涂层被覆最好的基底。对薄板金属制品的涂层被覆要求在被覆前100%地进行磷化处理。

按形成磷化处理剂的组成可分为，以铁盐为主的磷化处理，以锌盐为主的磷化处理及以锰盐为主的磷化处理。作为涂层被覆表面处理的前处理，最广泛应用的是用锌盐为主的磷化

处理，这种处理速度快，形成的磷化膜厚度适当(13μm)，是涂层被覆的良好基底。锌盐磷化处理剂的主要组分是磷酸二氢锌(可用氧化锌与磷酸配制)、氧化剂(常用硝酸盐)、催化剂(常用亚硝酸钠、氯酸钠和过氧化氢等强氧化剂)和一些添加剂(如三聚磷酸钠、氟化钠等)。以下列举两种磷化液的配方及工艺规范供参考。

配方一

氧化锌工业用纯度98％以上 25g

磷酸工业用含量83％ 23ml

硝酸工业用含量65％ 45ml

碳酸钠工业用 16g

自来水 70ml

此配方所制得的浓磷化液，总酸度接近500点，总酸度与游离酸度之比为7∶110∶1。将此浓磷化液稀释至磷化工艺所规定的总酸度(喷射法采用1216点)，另外补充添加亚硝酸钠0.20.3g/L，在60℃65℃下喷射处理l1.5分钟，即可在除油和酸洗后的洁净的钢铁表面上获得结晶细致的磷化膜，磷化膜重量为2.02.5g/m2。

配方二

磷酸二氢锌工业用 10g/L

硝酸钠工业用 7g/L

硝酸锌工业用 7g/L

磷化处理时应添加亚硝酸钠0.3g/L及三聚磷酸钠0.1g/L。这种磷化液的总酸度为1012点，总酸度与游离酸之比为10∶115∶1，磷化温度为60℃±5℃，喷射磷化处理需23分钟，磷化膜重量为2.02.5g/m2，适用于钢铁表面的喷射磷化处理。

上述有机溶剂除油、碱液除油、电化学除油、化学强浸蚀中，电化学强浸蚀和弱浸蚀属于镀层被覆表面处理的前处理，碱液除油、化学强浸蚀和磷化处理属于涂层被覆表面处理的前处理，铝及铝合金的除油和浸蚀属于表面改质处理的前处理。

二、塑料制品的表面前处理

塑料制品的表面处理主要包括涂层被覆处理和镀层被覆处理。一般塑料的结晶度较大，极性较小或无极性，表面能低，这会影响涂层被覆的附着力。由于塑料是一种不导电的绝缘体，因此不能按一股电镀工艺规范直接在塑料表面进行镀层被覆，所以在表面处理之前，应进行必要的前处理，以提高涂层被覆的结合力和为镀层被覆提供具有良好结合力的导电底层。1．涂层被覆的前处理

前处理包括塑料表面的除油处理，即清洗表面的油污和脱模剂，以及塑料表面的活化处理，目的是提高涂层被覆的附着力。

(1)塑料制品的除油。与金属制品表面除油类似，塑料制品除油可用有机溶剂清洗或用含表面活性剂的碱性水溶液除油。有机溶剂除油适用于从塑料表面清洗石蜡、蜂蜡、脂肪和其他有机性污垢，所用的有机溶剂应对塑料不溶解、不溶胀、不龟裂，其本身沸点低，易挥发，

无毒且不燃。

碱性水溶液适用于耐碱塑料的除油。该溶液中含有苛性钠、碱性盐以及各种表面活性物质。最常用的表面活性物质为OP系列，即烷基苯酚聚氧乙烯醚，它不会形成泡沫，也不残留在塑料表面上。

(2)塑料制品表面的活化。这种活化是为了提高塑料的表面能，也即在塑料表面生成一些极性基或加以粗化，以使涂料更易润湿和吸附于制件表面。表面活化处理的方法很多，如化学品氧化法、火焰氧化法、溶剂蒸气浸蚀法和电晕放电氧化法等。其中最广泛使用的是化学晶氧化处理法，此法常用的是铬酸处理液，其典型配方为重铬酸钾4.5%，水8.0％，浓硫酸(96％以上)87.5%。

有的塑料制品，如聚苯乙烯及ABS塑料等，未进行化学品氧化处理时也可直接进行涂层被覆。为了获得高质量的涂层被覆，也有用化学品氧化处理的，如ABS塑料在脱脂后，可采用较稀的铬酸处理液浸蚀，其典型的处理配方为铬酸420g／L，硫酸（比重1.83）200ml/L。典型的处理工艺为65℃70℃/5min10min，水洗净，干燥。

用铬酸处理液浸蚀的优点是无论塑料制品的形状多复杂，都能处理均匀，其缺点是操作有危险，并有污染问题。

2．镀层被覆的前处理

镀层被覆前处理的目的是提高镀层与塑料表面的附着力和使塑料表面形成导电的金属底层。前处理的工序主要包括有：机械粗化、化学除油、化学粗化、敏化处理、活化处理、还原处理和化学镀。其中前三项是为了提高镀层的附着力，后四项是为了形成导电的金属底层。

(1)机械粗化和化学粗化。机械粗化和化学粗化处理是分别用机械的方法和化学的方法使塑料表面变粗，以增加镀层与基体的接触面积。一般认为，机械粗化所能达到的结合力仅为化学粗化的10％左右。

(2)化学除油。塑料表面镀层被覆前处理除油的方法与涂层被覆前处理除油方法相同。

(3)敏化。敏化是使具有一定吸附能力的塑料表面上吸附一些易氧化的物质，如二氯化锡、三氯化钛等。这些被吸附的易氧化物质，在活化处理时被氧化，而活化剂被还原成催化晶核，留在制品表面上。敏化的作用是为后续的化学镀覆金属层打基础。

(4)活化。活化是借助于用催化活性金属化合物的溶液，对经过敏化的表面进行处理。其实质是将吸附有还原剂的制品浸入含有贵金属盐的氧化剂的水溶液中，于是贵金属离子作为氧化剂就被S2+n还原，还原了的贵金属呈胶体状微粒沉积在制品表面上，它具有较强的催化活性。当将此种表面浸入化学镀溶液中时，这些微粒就成为催化中心，使化学镀覆的反应速度加快。

(5)还原处理。经活化处理和用清水洗净后的制品在进行化学镀之前，用一定浓度的化学镀时用的还原剂溶液将制品浸渍，以便将未洗净的活化剂还原除净，这称为还原处理。化学镀铜时，用甲醛溶液还原处理，化学镀镍时用次磷酸钠溶液还原处理。

(6)化学镀。化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜，给塑料制品电镀金属层创造条件，因此化学镀是塑料电镀的关键性步骤。

三、木材制品的表面前处理

木材制品表面处理的方式是涂层被覆。由于木材中含有树脂、单宁、色素和水分等，它们对涂层被覆的附着力、干燥性和装饰性均有影响。为了得到平滑光洁、花纹颜色一致和性能优良的被覆涂层，在进行涂层被覆处理前，也要对木材制品表面进行前处理。前处理的主要过程有干燥、去毛刺等项。

1．干燥

木材具有多孔性、易吸水和排水，并有干缩湿胀的特点，这造成被覆涂层起泡、开裂和回粘等现象，因此新木材需要干燥到含水量在8%12％时才能进行涂层被覆。木材的干燥方法有自然晾干和低温烘干两种。

2．去毛刺

木制品表面虽经刨光或磨光，但总有些没有完全脱离的木质纤维残留表面，它们一经吸收水分或溶剂会润湿膨胀而竖立刮手，并影响表面着色的均匀性，使被覆的涂层留下一些未着色的小白点，因此涂层被覆前一定要去除毛刺。对一般木制品只要经几次砂磨即可，高级木制品可用如下的方法处理：

（1）在表面刷上稀的虫胶清漆(虫胶∶酒精＝1∶71∶8)，这样毛刺不但能竖起，而且发脆，很容易用砂磨除净。

（2）用润湿的清洁抹布擦拭表面，使毛刺吸水膨胀而竖起，待表面干燥后用细砂纸或旧砂纸将其磨光。如在水中略加些骨胶水，效果更好。

（3）采用火燎法，即用排笔刷上一层薄薄的酒精，立即用火点着。经过火燎的毛刺变硬发脆，易于砂磨除净，此法只适用处理平面。

3．清除污物

受胶痕、油迹等污物弄脏的木制品表面，可先用砂纸将其磨光，再用棉纱蘸汽油擦洗，若仍然清洗不净时，可用精光短刨将表面刨净。

4．去松脂

大多数针叶树木材中都含有松脂。松脂中有松节油和松香，它们的存在会影响被覆涂层的附着力和颜色的均匀性。在气温较高的情况下，松脂会从木材中溢出，造成涂层发黏。清除松脂常用的方法是用有机溶剂清洗，如用酒精、松节油、汽油、甲苯和丙酮等清洗，也可用碱洗，如用5%6％的碳酸钠溶液或4%5％烧碱溶液清洗，使松香皂化，再用刷子或海棉蘸热水擦洗干净。待表面干净后，在清洗部位刷12道虫胶漆，防止木材内层的松脂继续渗出。5．漂白

不少木材含有天然的色素，如桑木、紫檀等具有黄、紫、红的色素。对木材的色素有时需要保留，以起到装饰作用，如果木制品要涂成浅淡的颜色或涂成与原来材料颜色无关的任意色彩时，木制品白坯表面要进行漂白。一般情况下，常在颜色较深的局部表面进行漂白处理，使涂层被覆前木材表面颜色取得一致。

漂白的方法很多。常用的漂白剂有双氧水(30％浓度)与氨水(25％浓度)的混合液(双氧

水∶水∶氨水＝1∶1∶0.2)或氢氧化钠溶液(500克水中溶解250克氢氧化钠)或双氧水等。

用双氧水与氨水的混合液漂白时，如果漂白单板，则可将单板全泡在混合液中浸漂；如果在整个表面上进行漂白，则可将溶液涂在木材表面上，待表面达到漂白要求时，再用清洁的湿抹布将表面擦干净；如果是局部漂白，为提高漂白效果，可用一小团清洁的棉纱浸漂白液后压在要漂白的部位，在达到漂白要求之前应始终保持棉纱团上有漂白剂。

用氢氧化钠溶液漂白时，将该液涂在木材表面，经半小时后，再涂上双氧水。处理完后用水擦洗木材表面，并用弱酸(如1.2％的醋酸或草酸)溶液中和氢氧化钠，再用水擦洗干净。以上两种方法对水曲柳、栎木等效果都较好，漂白后的表面多年不变色。

6．染色

为了得到纹理优美、颜色均匀的木质表面，木制品一股需要染色。木材的染色一般可分为水色染色和酒色染色两种。水色是染料的水溶液，酒色是染料的醇溶液。配制水色最好用酸性染料，市售的黄纳粉和黑纳粉是由几种酸性染料混合制成的。用水色染色时，水分挥发较慢，染色均匀，且价格低，使用方便。它的主要缺点是水使木材起毛，要另加砂磨，以消除起毛现象。

配制酒色最好用醇溶盐基染料。酒色是利用酒精作溶剂的，它易挥发，不润湿木材，消除了木面起毛现象，并且染成的色彩鲜明。酒色染色的缺点是易出现色调浓淡不匀的现象。若采用酒色染色，可称取醇溶液染料6分、酒精70分及虫胶清漆24分，混合均匀后，用手工刷涂或喷涂染色。

溶解染料时，不论是水色染色或酒色染色，最好在玻璃杯、陶瓷罐或搪瓷盆内操作，不要使用金属容器，以免引起变色现象。

第三节涂饰

涂饰是一种表面被覆处理的工艺，它与镀层被覆及陶瓷被覆相比，在特性和用途上既有共同点，又有差异之处，而在应用的广度上，涂饰则是三者中居于首位的。

一、涂饰的功效

涂饰是用涂敷这一方法把涂料涂覆到产品或物体的表面上，并通过产生物理或化学的变化，使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。产品的涂饰也称为产品的涂装或产品的油漆。

涂料具有的功能，即其保护功能、装饰功能和特殊功能，只有在涂料转变为产品表面的涂膜之后才能得以实现。由此，就涂料自身而言，它仅是一种半成品，即涂料所具有的功能仅是它的一种潜在功能。因此，涂饰的功效就是使涂料的潜在功能转变成为实际的功能，使工业产品能得到预期的保护和装饰效果，以及某些特殊的效能。

二、涂饰的要素

为了保证产品的涂饰质量，使形成的涂膜能达到设计的技术要求，以获得产品最高的经济效益，则必须严格掌握涂饰的技术要素。在涂饰工程中，直接影响涂膜质量的是涂料、涂

饰技术和涂饰管理这三个要素。

1．涂料

涂料的质量高，且配套性良好，这是获得优质涂膜的基本条件。在选用涂料时，应从涂料的作业性、配套性、涂膜性能和经济性多方面综合考虑，或通过试验筛选，首先选用作业性、配套性良好，并能满足产品使用功能要求的优质涂料。

2．涂饰技术

涂饰技术(包括涂饰设备和涂饰环境等)是获得优质涂膜的必要条件。涂膜的质量优劣不仅取决于涂料自身的质量，而且在很大程度上取决于形成涂膜的工艺过程和条件。劣质涂料不可能形成优质涂膜，但优质涂料如果对其施工不正确，也不会得到优质涂膜。例如，在对产品涂饰时，良好的前处理则能增强涂膜的附着力和耐蚀性，并延长涂膜的寿命。反之，如将涂料涂饰在未经良好前处理的产品表面上(如表面有锈迹、油斑及其他污物等)，将会引起涂膜起泡、剥落，或出现膜下腐蚀等。

3．涂饰管理

涂饰管理是确保工艺规范的实施，从而达到涂饰目的和获得优质涂膜的重要条件，在采用机械化和自动化程度较高的现代工业产品涂饰中，严格的科学管理更显得十分重要。涂饰管理不仅包含劳动的组织和分工，明确各岗位的责任，更主要的是对关键工序的工艺参数和执行的情况进行监测和记录，对出现的质量问题及时地研究并处理，还应加强对作业人员的技术培训，这些都是现代化工业生产中的重要环节。

三、涂饰的基本操作

产品在经过了前处理之后，涂饰的基本操作主要有涂漆和涂膜干燥这两个工艺过程。1．涂漆

涂漆是把不同状态的涂料均匀地涂覆在被涂物的表面上，使其在被涂物表面形成厚薄均匀的涂膜。因涂料的状态、性能、涂漆条件和环境的不同，以及对涂膜外观的要求不同，涂漆的方法很多。常用的涂漆方法有空气喷涂法、高压无空气喷涂法、静电喷涂法、粉末静电喷涂法、阳极电泳涂漆法、阴极电泳涂漆法、刮涂法和刷涂法等。其中，空气喷涂法、高压无空气喷涂法和静电喷涂法的效率高，形成的涂膜厚薄均匀，外观平整光滑，既适合喷涂形状复杂的产品，又适合喷涂表面积大的产品，既适合喷涂面漆，又适合喷涂底漆，它们是工业上应用最广泛的涂漆方法。

粉末静电喷涂法是喷涂粉末涂料的一种涂漆方法。由于粉末静电喷涂法高效、节能、无毒和不污染环境，正在大力推广应用中。

电泳涂漆法是涂覆水溶性电泳漆的一种专用方法，它无毒、安全、高效、优质，是大批量产品涂底漆的理想方法。目前，阴极电泳涂漆正在取代阳极电泳涂漆法。

刮涂法是在产品表面用刮刀涂刮腻子以填平表面不平整缺陷的方法。涂刮腻子的操作是在经干燥的底漆涂膜上进行的。在大批量产品的涂饰中不用刷涂法，因为它生产效率低，且涂膜有刷痕，但在不具备其他涂漆方法的条件下，也可采用刷涂法涂漆。

涂漆方法的选择要根据涂料的状态、性质、对涂膜外观的要求、产品涂饰的批量等具体条件而定。

2．涂膜的干燥

涂膜的干燥是指产品经涂漆之后形成的液态涂膜或粉末状涂膜，在室温或加热条件下通过物理或化学变化转变成具有一定强度的干硬涂膜的过程。湿涂膜或粉末状涂膜通过何种方式转变为干硬的涂膜，这取决于涂料品种的性质。属于溶剂挥发固化成膜的涂料，如硝基漆和过氯乙烯漆等，是通过物理变化固化成膜，干涂膜可在室温下固化，干燥速度快。油脂漆、酚醛漆、醇酸漆、环氧酯漆、双组分环氧漆和聚氨酯漆等，是通过化学变化固化成膜，湿膜也可在室温下固化，但干燥速度慢。氨基漆、热固性丙烯酸树脂漆和合成树脂固化环氧树脂漆，也是通过化学变化固化成膜的，但必须在加热到一定温度下才能进行。因此，这些漆的湿涂膜不能在室温下固化成膜，必须通过加热烘烤才能固化成膜。

综上所述，选择涂料品种时要根据产品的材质、对涂膜性能的要求、装备条件，以及涂料品种的固化方式和固化条件等全面考虑。

四、涂饰的工艺程序

涂饰的工艺程序因制品材质、涂饰类型、涂膜装饰性等级和表面平整性不同而异。以下按机械产品的高装饰性涂饰介绍涂饰的一般工艺程序。

1．涂底漆

这是将底漆直接涂覆在制品的表面上，通过固化干燥，使其形成一层连续均匀的底漆涂膜的过程。由于底漆具有优良的附着力和防蚀性，涂底漆可提高涂层的附着力和耐蚀性，所以它是涂饰工序中的一道基础工序。底漆的品种很多，因此涂底漆的方法则不一样。选择底漆应根据产品材质、类型、批量、涂饰设备和使用环境等条件，例如汽车、拖拉机和自行车等产品广泛使用水溶性电泳底漆；机床和重型设备，则广泛使用过氯乙烯底漆和醇酸底漆。2．涂刮腻子

这是用刮刀通过手工刮涂方法将稠厚的腻子涂刮在底漆膜上，以填平表面的各种不平整缺陷。若底漆涂膜表面平整光滑，或涂层对表面的光亮度和平整性要求不高，则可不涂刮腻子或少刮腻子。腻子层除起填平作用外，会降低涂层的质量，在涂饰过程中应尽量不刮或少刮腻子。

3．打磨

腻子层干燥后表面很粗糙，须用磨具或手工方法将腻子层打磨平整。

(1)磨料：常用的磨料有金刚砂、刚玉、花岗岩粉、浮石、玻璃粉和石英砂等，其中应用最广泛的是各种砂布和耐水砂纸。

(2)打磨方法：

①干打磨法。这是直接用砂纸或浮石等磨料对腻子层进行打磨。

②湿打磨法。这是先用水、肥皂水或松香水等液体将要打磨的腻子层润湿，然后再用水砂纸或浮石对腻子层进行打磨。干打磨法在操作中易扬起粉尘，湿打磨法不扬起粉尘，效

率高，质量好。一般多采用干打磨法，对于平整性要求高的腻子层可采用湿打磨法。

4．涂二道底漆

在底漆涂膜上或在腻子层干燥和打磨平整后，在它们上面所涂覆的一道稠度稀薄的底漆，通常称为二道底漆。

涂二道底漆的目的是为了填实腻子层中存在的针孔和打磨时留下的划痕。对于保护性涂层或不涂刮腻子层的底漆涂膜，可不涂二道底漆。

二道底漆的漆膜干燥后，要用更细的砂纸打磨，用以提高它与面漆层的结合力。

5．涂面漆

这是涂完二道底漆之后的工序。对于高装饰性的涂层，涂面漆的主要目的是使涂层有装饰性和对环境的稳定性，也即面漆层既要有符合设计要求的色调、光泽和肌理，又具有耐候性、耐湿性、耐化工介质及打磨的稳定性，因此涂面漆是一道关键性的工序，为了获得优良的面漆层，应注意以下一些问题：

(1)面漆品种的选择。面漆的品种很多，为了保证面漆层的涂饰效果，应根据产品涂饰要求的装饰性和涂层对环境的适应性，选择并调配好面漆的品种及色调。

(2)调整面漆的黏度。如果面漆黏度过低，则面漆层会干瘪，而黏度过高，则面漆层不平滑，因此只有黏度适中，面漆层才会呈现出光亮丰满的外观。

(3)涂层的层数。面漆涂几道或几层，应根据涂料的黏度和遮盖力来决定。一般面漆涂两道。对于某些涂料，涂层的装饰性要求越高，则面漆的涂层数也越多。

(4)涂面漆的方法。对于面漆要求其涂层厚薄均匀，表面平滑光亮，因此一般采用空气喷涂法或用静电喷涂法。为了提高面漆层的光泽和丰满度，提高面漆层的防腐性，涂饰最后一道面漆时，可在面漆中加入一定量的清漆，待混合均匀后再用于最后这道面漆的涂饰，也可在涂完最后一道面漆后，再涂一道或两道清漆，这有罩光面漆层的效果。

6．抛光上蜡

对于高装饰性要求的面漆层，需要进行抛光和上蜡。

(1)抛光。这是用砂蜡作为磨料来磨平面漆层表面的一些细微的不平整缺陷，从而使面漆层显出光泽。抛光时一般使用棉布、呢绒或海绵等蘸着砂蜡先使涂层润湿，然后再均匀地用力擦拭。一般涂层经抛光后可获得镜面一样的光泽。

(2)上蜡。这是对于经过抛光后的面漆层再涂上一层光蜡，可使涂层表面更富有均匀的光泽，光亮度也高。如在产品的使用过程中，经常进行上蜡处理，擦亮后的涂层会长久显得光亮如新。

7．装饰和保养

这是指在涂面漆后和在罩清漆之前在面漆层上进行的印(贴)图案、标志和色带等。(1)印花。将印有图案、花纹或商标的印(贴)花纸，先在其正面涂抹一层颜色浅的罩光清漆作黏结剂用，待其表面干燥到略感发黏时，将它贴在面漆层的指定部位上，然后用海绵在印花纹的背面轻轻擦拭，使它紧贴在涂层的表面，再用清水润湿印花纸背面的托印纸，并将它擦净，这样图案或商标就印(贴)在涂层表面上。

(2)画线。利用画笔或画线器在面漆层上描画彩色线条，如自行车和缝纫机等产品在涂完面漆之后，都要印花和画线。为了使贴印的图案或画的线条不受磨损，在印花或画线之后，要涂一道罩光清漆。

(3)保养。在产品表面涂饰工艺全部结束之后的一定时间内，应避免涂层受磨擦、碰撞和玷污，以免涂层的外观受损害，这是因为涂层的性能只有在一定的保养期后才能真正体现出来。

五、产品涂饰工艺举例

1．轿车车身的涂饰工艺

大生产的中、高级轿车车身涂饰，面包车车身和质量要求高的汽车驾驶室等的涂饰，一般均采用底漆层、中间层和面漆层的三层涂饰工艺。

2．电冰箱的涂饰工艺

电冰箱一般用于家庭和室内，不受日光照射和风雨侵蚀，使用条件较好，因此要求使用寿命长达几十年而不生锈；电冰箱是贮藏食品并使之保持较低的温度，因此要求经常保持具有清洁感受和冷感；由此电冰箱用的涂料应具有以下几方面性能。

（1）颜色、光泽等外观质量好；

（2）硬度高，能耐食品容器、玻璃等的碰击；

（3）耐污染性好，与调味品和其他物质接触时不产生污染，与黄油、牛油和食用植物油等不发生作用；

（4）耐腐蚀性好，能耐水和温度升降时产生的湿气，能耐果汁、汽水及清洗用的碱水等；（5）无难闻的气味；

（6）施工性能好，适于流水线生产，成本低。

目前电冰箱用的涂料有热固性溶剂型丙烯酸涂料、热固性溶剂型高固体分聚酯树脂涂料及粉末涂料等。

3．ABS塑料制品的涂饰工艺

ABS塑料是不透明塑料，外观呈浅象牙色，光泽较强。它的热变形温度高，具有较高的抗冲击强度、抗蠕变性和耐化学药品性等优点，能用各种成型方法加工成型，并且尺寸稳定，因此是一种重要的工程塑料，广泛应用于制造表盘、仪表外壳、电视机外壳和汽车及飞机上的零部件等。ABS塑料的耐候性差，颜色单调，需要通过涂层被覆提高它的耐候性和装饰性。常用的涂饰工艺有透明涂饰工艺和不透明涂饰工艺两种。ABS塑料制品的透明涂饰工艺见表1-1所示。

表1-1 ABS塑料的透明涂饰工艺

第四节镀饰

镀饰是在金属和非金属制品的表面通过电化学的方法使金属化合物还原为金属，并形成符合要求的平滑致密的金属层的过程，此过程也称为电镀。其中，使金属化合物还原为金属的过程，称为电沉积。换而言之，镀饰是用电沉积的方法在金属和非金属制品表面形成符合要求的平滑致密的金属层的过程。

镀饰属于镀层被覆表面处理的范畴，是获得金属镀层的先进方法之一。镀饰时可通过控制工艺条件(电镀时间、电流密度等)得到所需要的镀层厚度，并可在大多数金属材料上镀金属或合金层，还可通过一些特殊处理方法，在某些非金属材料上镀覆金属层。镀饰过程与获得熔射镀层、热熔镀层、真空蒸发沉积镀层及真空气相镀层等相比较，其工艺设备简单，操作也较容易控制，因此镀饰工艺在生产和科研部门得到了最广泛的应用。

一、镀饰的目的和对镀层的要求

1．镀饰的目的

依据于对制品要求的差异，可通过镀饰在它们的表面上形成各种不同性质的金属镀层。随着生产和科技的进步，镀饰工艺所涉及到的学科领域越来越宽广，并对于镀层的要求也愈来愈高。镀饰的主要目的有两个方面：

（1）提高金属制品或零件的抗腐蚀能力，赋予制品或零件表面以装饰性的外观。

（2）使制品或零件的表面具有某种特殊的功能，例如提高表面的硬度、耐磨性、导电性、磁

性及高温抗氧化性等，以及减小零件接触面间的滑动摩擦，增强金属表面的反光能力，使零件便于钎焊，防止射线对制品的破坏作用，防止零件热处理时渗碳或渗氮，等等。

对于第一方面目的性的镀层通常称为防护性镀层或防护装饰性镀层；对于第二种目的的镀层则统称为功能性镀层。

2．对镀层的要求

不同金属的镀层有不同的特性，同一种镀层因应用场合差异则要求也不同。作为金属镀层，无论其品种和性质如何，应有的共同要求是：镀层结构细致紧密，镀层厚度均匀一致，镀层与基体材料的结合牢固等。提出这些要求是因为要有效防止基体金属的腐蚀，镀层必须是紧密无孔的，为保证制品或零件的使用寿命，镀层厚度必须均匀一致，否则镀层最薄处会首先磨损掉，导致提前报废；又如镀层与基体间结合不牢固，则此种镀层并无实际的使用价值，因此，上述这些要求是镀饰工艺必须严格控制的重要质量因素。

二、镀饰镀层的分类

镀饰镀层的分类方法很多。例如，可按镀层的使用目的分，也可按镀层的组合情况分，还可按金属腐蚀过程中镀层与基体间的电化学关系分，其中以按镀层的使用目的分类应用较为普遍。据此将镀层分为防护性镀层、防护—装饰性镀层和功能性镀层等。

1．防护性镀层

这种镀层主要用于防止金属制品及零件的腐蚀。根据制品材料、使用环境及工作条件等，可选用不同的金属镀层。如钢铁制品在一般大气腐蚀条件下，可用锌镀层保护，而在海洋气候条件下，可用镉镀层保护，对于接触有机酸的黑色金属制品(如食品容器)则应选用银镀层，银镀层不仅防锈力强，且产生的腐蚀产物对人体无害。

2．防护—装饰性镀层

这种镀层不但能防止制品零件腐蚀，而且还能赋予制品及零件以某种经久不变的光泽外观。这类镀层的使用量很大，而且多半是多层的，即首先在基体上镀“底”层，然后再镀“表”层，有时甚至还有中间层，这是因为很难找到一种单一的金属镀层，能同时满足防护与装饰的双重要求。某些镀层虽然防腐能力强，但在使用条件下不能经久保持光泽，且质软，易磨损，另一些镀层虽然防腐能力较差，但它能赋予制品以悦目的光泽外观，且不易磨损掉。利用镀层不同的优点，进行适当的搭配，可获得既抗蚀又光泽耐磨的多层防护—装饰性镀层。在国内以往防护—装饰性镀层多用铜锡合金作为底层。其防腐能力较强但易氧化变色，然后再镀上一层光亮铬镀层。它既具有经久不变的银蓝色光泽，又耐磨。近来国内采用铜—镍—铬多层防护—装饰性镀层的制品在增多，如轿车、自行车和钟表等的外露光泽镀层均属此类。3．功能性镀层

这种镀层的作用是使制品在某种使用条件下具有某种特殊的功能。常用的功能性镀层有耐磨和减磨镀层、热加工用镀层、可焊性镀层、导电性镀层、磁性镀层及高温抗氧化镀层等。功能性镀层在工业技术中有其特殊的重要作用。

三、典型镀层

制品的外露件中广泛应用防护—装饰性镀层，它是与产品设计密切相关的一类镀层，有关这类镀层的典型镀饰工艺介绍如下。

1．镀铜

(1)铜镀层的性质及用途。铜镀层呈美丽的玫瑰色，性质柔软，富有延展性，易于抛光，并具有良好的导热性和导电性。但它在空气中易于氧化，从而迅速失去光泽，因而不适合作为防护—装饰性镀层的“表”层。

铜镀层主要用于钢铁件多层镀覆时的“底”层，也常作为镀锡、镀金和镀银时的“底”层，其作用是提高基体金属与表面或(或中间)镀层的结合力，同时也有利于表面镀层的沉积。当铜镀层无孔时，可提高表面镀层的抗蚀性，如在防护—装饰性多层镀饰中采用厚铜薄镍的镀饰工艺的优点就在于此，并可节省贵重的金属镍。

(2)全光亮酸性镀铜。镀铜的工艺很多，其中广泛使用的有氰化物镀铜，焦磷酸盐镀铜及全光亮性镀铜等。全光亮性镀铜能直接从镀槽中获得高整平性的镜面光泽镀层，这对防护—装饰性镀层是至关重要的。我国研制成功的有M—N全光亮酸性镀铜及SH—110全光亮酸性镀铜工艺，其中使用的电解液的性能稳定，成本低廉，允许使用的电流密度高，可强化生产，允许的温度变化范围较宽，特别是温度的上限可达40℃。由于这种电解液中使用了高效整平光亮剂，可直接获得镜面光泽镀层，可免去繁重的抛光工序，为多层电镀的自动化创造了条件，在全光亮酸性镀铜方面我国处于世界上领先地位。

这种镀铜工艺目前存在的缺点是电解液的分散能力还不及氰化物镀铜及焦磷酸盐镀铜，并要求及时控制各种有机添加剂，且最好采用连续过滤电解液，以保证获得高质量的镀层。在钢铁制品上直接用酸性硫酸铜电解液镀铜的工艺问题至今还未解决，因此，钢铁制件在酸性镀铜之前，还必须有预镀过程。

2．镀镍

(1)镍镀层的性质及用途。金属镍具有很强的钝化能力，可在制件表面迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气和某些酸的腐蚀，所以镍镀层在空气中的稳定性很高。在镍的简单盐电解液中，可获得结晶极其细小的镀层，它具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层具有镜面般的光泽，同时在大气中可长期保持其光泽。此外，镍镀层还具有较高的硬度和耐磨性。根据镍镀层的性质，它主要用做防护—装饰性镀层的底层、中间层和面层，如镍—铬镀层，镍—铜—镍—铬镀层、铜—镍—铬镀层及铜—镍镀层等。

由于镍镀层的孔隙率较高，只有当镀层的厚度在25μm以上时才是无孔的，因此一般不用镍镀层作为防护性镀层。

镍镀层的生产量很大，镀镍所消耗的镍量约占全世界镍总产量的10％。

(2)光亮镀镍。镀镍的方法很多，如镀暗镍，光亮镀镍，多层镀镍及镀黑镍等。获得光亮镍镀层的方法有机械抛光法、化学浸亮法和采用光亮添加剂的光亮镀镍法。其中以采用光亮添加剂的光亮镀镍法最好，此法不仅可以得到质量合格的光亮镀层，而且省略了繁重的抛光工序，能减轻对环境的污染，能节约药品、材料和工时，因此可提高生产效率。

光亮镀镍中使用的光亮剂绝大部分是有机光亮剂，其用量少，且效果显著。在镀液的同

时加入的光亮剂，按其作用有初级光亮剂(第一类光亮剂)和次级光亮剂(第二类光亮剂)。

常用的初级光亮剂有2，8—萘二磺酸、2，8—萘二磺酸钠和糖精等，它们的主要作用是使镀层的晶粒细小，能获得结晶细致的半光亮镀层。加入初级光亮剂的作用是在镀层中产生压应力，这能抵消次级光亮剂引起的拉应力，因而可减小镀层的内应力。初级光亮剂与次级光亮剂联合使用，还能增加镀层的延展性。

常用的次级光亮剂有香豆素、1，4—丁炔二醇和近年研制的以1，4—丁炔二醇及环氧丙烷为原料合成的全光亮镀镍的光亮剂等，它们的作用是产生全光亮镀层。但当它们单独使用时效果不明显，会使镀层产生较大的拉应力，并且镀层脆性大，允许使用的电流密度范围也不够宽。若把次级光亮剂和初级光亮剂联合使用时，则能在较宽的电流密度范围内获得全光亮镀层，并且整平快，出光快，同时也使内应力和脆性减小。

3．镀铬

(1)铬镀层的性质及用途。铬为银白色略带蓝光色泽的金属。铬镀层具有很高的硬度和耐磨性，其硬度超过最硬的淬火钢，仅次于金刚石。铬镀层耐热性好，500℃以下其硬度及颜色均无明显变化。在预先经过抛光的表面上镀铬，可得到银蓝色具有镜面光泽的镀层。铬具有很强的钝化能力，在制件表面很容易生成极薄的钝化膜，并在潮湿空气中不发生变化，能长久保持其光泽的外观，呈现出类似贵金属的外观，有极好的装饰性。

由于铬镀层具有许多优异性能，所以镀铬工艺得到广泛的应用，如镀装饰铬可用做防护—装饰性镀层的表层，又如火车、汽车、自行车、医疗器械、轻工产品、金属家具等的外露部件都需镀覆装饰铬。装饰铬层的光泽性好，反光能力强，也常用做反光镜面。由于铬镀层具有优良的硬度及耐磨性，所以镀硬铬、松孔铬、乳白铬和镀双层铬等工艺广泛用在轴类、切削工具类、发动机汽缸、活塞环、量具刃具等零部件的加工工艺中。

(2)镀装饰铬(镀亮铬)。镀铬工艺中应用最普遍的是镀装饰铬和镀硬铬。镀装饰铬的镀覆时间短(一般只镀58分钟)，镀层很薄，要求被镀制品表面全部覆盖，并且镀层外观光亮、美观，有像镜面一样的银蓝色光泽，为此应采用深镀能力好和铬酐浓度很高的电解液(铬酐含量为300-500g／L)。对于形状复杂的镀件，除了使用象形阳极和防护阴极外，还须施加冲击电流。

四、塑料电镀

塑料制品须进行镀层被覆处理时，应在表面粗化、除油、敏化、活化、还原及化学镀一系列前处理之后，在其表面形成一个导电的金属膜，从而为塑料制品创造有如金属制品表面电镀的条件。由于化学镀仅是给塑料制品表面施加一层导电膜，因此一般都镀得较薄。为了满足塑料制品的装饰性等要求，需要在其上继续镀上其他金属层，此即塑料电镀工艺。至于具体采用何种电镀工艺，则取决于化学镀金属的类型及对塑料制品的使用要求。

1．塑料制品经过化学镀铜后的加厚

化学镀铜后的制件一般都用电镀铜加厚镀层，除强碱性氰化物镀铜工艺不适用外，其他像酸性镀铜和焦磷酸盐镀铜等工艺均可采用。值得注意的是化学镀铜层不应被玷污，否则要

机械加工常用材料与表面处理资料

机械加工中常用材料与表面处理 本人虽是机械专业本科毕业，但是对于机械原理和机械设计的基本知识仅仅是知道点，而机械加工的很多基本知识连知道点都不敢说。其主要原因还是自己上课时没有好好学习，加之在学校的时候用得少，就造成一无所知了。直到工作后，才陆陆续续的画了一些的图纸，但是碰到加工方面的问题总是使自己很窘迫，因为没搞清楚或不知道而做出来废品给企业和社会造成的损失和浪费就更加惭愧了。因此查找了一些互联网上的资料，结合自己少许的经验，归纳了一些常用的机械加工中常用材料和表面处理的基本知识。一是更进一步了解这些知识点的同时加深印象；二是今后方便查看（书本早已卖掉换钱了）；三来如有需要者看到了，或者帮到了他们，就甚是欣慰了。 1.材料 材料大类上可以分为金属材料和非金属材料，金属材料一般都是合金，分类和命名也是根据合金中某种成分的含量进行划分的；非金属材料多为塑料，做结构时相对金属用得少，但是某些特殊的地方用起来优点很多。 1.1 钢和铸铁 钢和铸铁可以说都是铁碳合金，以含碳量2.11%为分界。钢又分为碳素钢和合金钢（为了获得某些特殊性能而加入一些合金元素），下面的表是一个关于钢的大概分类 表格1 钢 钢（含碳量 <2.11%） 名称与牌号用途说明 碳素钢（碳钢）：含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金含碳量越高，钢的硬度越大，韧性越小碳素结构钢：Q195， Q215，Q235，Q255， Q275，Q345。这些牌号 表示屈服强度 Q235、Q255可用于螺栓、螺 母、拉杆、连杆及建筑、桥梁结 构件； Q275用于强度较高转轴、心轴、 齿轮等； Q345用于船舶、桥梁、车辆、大 型钢结构。 Q235（以前叫A3钢） 属工程用钢，主要用作结 构件，如角钢，槽钢、工 字钢和钢板等，高压输电 线路的杆塔很多都是 Q235镀锌的，而埃菲尔 铁塔是锻铁组成的。 优质碳素结构钢：08、 10、20、35、40、45、 50。这些牌号的表示含碳 量（万分之几） 08钢，含碳量低，塑性好，主要 用于制造冷冲压零件； 10、20钢，常用于制造冲压件和 焊接件； 35、40、45、50钢属中碳钢，经 热处理后可获得良好的综合力学 性能，主要用制造齿轮、套筒、 轴类零件等。 45钢属机械用钢，塑性 较高，强度低，易加工， 一般都是表面处理提高强 度硬度后用作机械零件

CMF工业设计必须知道的表面材料及表面处理工艺

材料及表面处理 化学镀（自催化镀）autocalytic plating 在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。 电镀electroplating 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。 电铸electroforming 通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。真空镀vacuum plating 真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。 塑料电镀------塑料电镀的特点 塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后，可防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。 随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛，成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀，其中尤以ABS塑料电镀应用最广，电镀效果最好。 塑料的工艺过程--------塑料制件电镀的主要工艺流程。 塑料制件---机械粗化---化学除油---化学粗化 敏化处理---活化处理---还原处理---化学镍---电镀---成品 塑料电镀的主要工艺流程 1、化学除油 防止塑料变形、溶解，应考虑除油液对塑料的适应性。当用碱性除油液时，应注意使用温度，以防变形；用有机溶剂除油时，应注意其是否有溶解塑料的现象。 2、粗化 为提高结合强度，就得尽可能地增加镀层和基体间的接触面积。粗化的方法有机械粗化法和化学粗化方法两种。机械粗化如喷砂、滚磨、用砂纸打磨等。化学粗化可以迅速地使工件表面微观粗糙，粗化层均匀、细致、不影响工件的外观。 3、敏化处理工业上常用的敏化剂为氯化亚锡或三氯化钛的水溶液。 4、活化处理所谓活化处理，就是将吸附有还原剂的制件浸入含有氧化剂的溶剂中。一般

不锈钢常用表面处理方法

不锈钢常用表面处理方法： 不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业及家庭装潢，精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。 不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理技术发展程度。 1不锈钢常用表面处理方法 1.1不锈钢品种简介 1.1.1不锈钢主要成分：一般含有鉻(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)等优质金属元素。 1.1.2常见不锈钢：有鉻不锈钢，含Cr≥12%以上；镍鉻不锈钢，含Cr≥18%，含Ni≥12%。 1.1.3从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。马氏体不锈钢，例如：Cr17，Cr28等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。 1.2常见不锈钢表面处理方法 常用不锈钢表面处理技术有以下几种处理方法：①表面本色白化处理；②表面镜面光亮处理；③表面着色处理。 1.2.1表面本色白化处理：不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种： ⑴喷砂(丸)法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。 ⑵化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。 1.2.2不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。 1.2.3表面着色处理：不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。不锈钢着色方法有如下几种： ⑴化学氧化着色法； ⑵电化学氧化着色法； ⑶离子沉积氧化物着色法； ⑷高温氧化着色法； ⑸气相裂解着色法。 各种方法简单概况如下： ⑴化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法”(INCO)使用较多，不过要想保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电极来控制。 ⑵电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。 ⑶离子沉积氧化物着色法化学法：就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带，一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。

常用材料热处理表面处理

代号 工艺规范 HB HRC Z 840~860℃ 空冷≤229—组织均匀化消除应力 T215820~840℃ 水冷200~230—T235550~630℃ 回火220~250—T265820~840℃ 水冷—T265530~570℃ 回火—C42820~840℃ 水冷—C42 350~400℃ 回火—C48820~840℃ 水冷—C48240~280℃ 回火—G42860~900℃高频、水冷—G42340~370℃ 回火—G48860~900℃高频、水冷—G48220~250℃ 回火—G54860~900℃高频水冷—G54100~200℃ 回火—H48860~900℃高频水冷—H48250~300℃ 回火—Y62 950~980℃ 油冷——H62160~180℃ 回火——Y58950~980℃ 油冷——H58200~270℃ 回火—— Th 850~870℃ 保温—Th 720~750℃ 等温炉冷—C48 1030~1050℃ 油冷——C48570~590℃ 回火——Y62980~1030℃ 油冷——H62160~180℃ 回火——Y58980~1030℃ 油冷——H58200~270℃ 回火—— Th 700~790℃ 保温—Th 680~700℃等温炉冷—冷处理在淬火后 1小时内冷却到70℃——提高硬度(HRC+1)稳定尺寸C56 840~860℃ 油冷 — 常 用 金 属 材 料 热 处 理 提高硬度和耐磨性 表面耐磨,芯部韧性好,变形小 表面耐磨，芯部韧性好 降低硬度，细化组织 57~59细化组织，降低硬度热处理目的 钢号 54~59 CrWMn 207~255 Cr12CrMoV 207~255 46~5161~6346~5157~5946~5161~6346~5152~5740~45提高性能，改善组织 45 热 处 理 硬 度250~280 40~45 Cr12

关于金属材料表面处理的几种方法

【紧固件的表面处理——电镀、热镀锌、机械镀及达克罗】 紧固件的表面处理，按照其产品的要求，有许多处理的方法和种类。按表面处理方法，譬如有：涂漆、电镀、化学镀、真空涂镀、浸镀、阳极氧化、化学被膜处理、化学抛光、电解抛光、镀覆、珩磨、喷砂硬化、涂层、气相沉积、渗碳、氮化、表面淬火等；按加工技术，有物理的、化学的、电加工的、机械的、冶金的等等。目前，常用的表面处理方法有以下四种，介绍如下： 一、电镀： 将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时将染黑，磷化等也包括其中。电镀中易产生氢脆，对工件机械强度影响大。 二、热镀锌（H.D.G.）： 通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的熔化锌的镀槽内完成。其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。但因热镀中因温度过高，钢材易产生高温退火不良影响。 三、机械镀(Mechanical plating): 机械镀是将活化剂、金属粉末、冲击介质（玻璃微珠）和一定量的水混合为浆料，与工件一起放入滚筒中，借助于滚筒转动产生的机械能作用，在活化剂及冲击介质（玻璃微珠）机械碰撞的共同作用下，常温下在铁基表面逐渐形成锌镀层的过程。 四、达克罗(dacromet)： 1.锌铬膜（达克罗）防腐机理简述： 锌铬膜（达克罗）涂复工艺是一种全新的表面处理技术，又称达克罗、达克乐、达克锈、锌铬膜（达克罗）、达克曼等。在发达国家的汽车工业、土木建筑、电力、化工、海洋工程、家用电器、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、造船、军事工业等多种领域已得到极为广泛的应用。我国随着该技术的逐步推广，已在汽车、电力、锚链、公路、海洋工程等方面开始大量使用，并获得了极高的评价。锌铬膜（达克罗）液是一种水基处理液，金属件可以采用浸涂、喷刷或刷涂处理，然后送进加热炉炉固化，固化温度在300℃左右，经四十五分钟到一小时的烘烤，形成锌铬膜（达克罗），铬固化时，涂膜中的水份、有机类（纤维素）物质等挥发份在挥发的同时，依靠锌铬膜（达克罗）母液中的高价铬盐

发黑表面处理工艺

发黑表面处理工艺 （1）发黑工艺 去油———（去铜）——→酸洗——→清洗——→氧化（或二次氧化）——→清洗——→热水清洗——→皂化——→浸水膜装置换油——→入库。 各道工序要求 一去油 1．化学去油NaoH100～150克/升+Na2CO320-27克/升加热至沸点滚桶内加入少量废酸和铁悄 2．用汽油或柴油洗洗油。 3．用喷砂或喷丸去除油及锈 4．淬火回火的工件可用滚桶去油及锈 二去铜用铬酸250～300克/升+硫酸铵80～100克/升无铜时可省去此道工序加水浸1～2分钟，然后再在清水中清洗 三酸洗用30%工业盐酸浸1～2分钟去除油污及锈酸洗时间不能太长 四清洗清洗后在弱碱槽内中和，防止酸带入氧化槽中 五氧化氢氧化钠650～700克/升+亚硝酸钠100～150克/升加热到140～144℃，保温30～60分钟 NaoH: NaNO2=5～8:1 六清洗氧化后在流动的清水中冲洗 七热水清洗热水90～100℃，清洗1～2分钟 八皂化 10～20%工业皂片或三乙油酸皂加热50～60℃1～2分钟温度不能太高十上油浸MS-1水膜置换防锈油 十一入库

发黑工艺操作规程 （Ⅰ）每天上班后开动电源将槽液加热至沸点，扒去槽中的氧化铁（沉淀物）；（Ⅱ）扒去沉淀物后加入0.5kg左右的黄血盐(亚铁氰化钾); (Ⅲ)按发黑工艺技术要求加入一定量亚硝酸钠（符合5～8：1）； （Ⅳ）用温度计测量发黑槽液湿度，确保槽液温度140～144℃，若温度过高要加水，并控制好加热电源； （Ⅴ）发黑前，工件必须经充分的酸洗和清洗，拉力工件必须垂直装框，便于清洗； （Ⅵ）发黑时必须严格执行工艺技术要求，液面的油渣要及时捞掉，槽液要及时补充； （Ⅶ）发黑后须经高压水度分喷洗，经沸水清洗，皂化温度控制在50～60℃；（Ⅷ）工件经沥掉过量油后装框、入库。倒去工件的铁框须经高压水喷洗后再重复使用。 （Ⅸ）下班时，在氧化槽中加入一定量氢氧化钠（符合5～8：1），关掉电源。清理、打扫工作场地，保持场地的整洁； 发黑工艺操作时的注意事项 （Ⅰ）氧化工件如发现有黄色挂霜现象，说明槽液温度过高，水份太少。（Ⅱ）氧化工件不黑，呈灰色，是槽液温度过低或缺亚硝酸钠。 （Ⅲ）氧化槽的沸点在140℃以下则要加氢氧化钠。 （Ⅳ）皂化槽要经常补充皂片或三乙油酸皂以保持一定的浓度。 （Ⅴ）含硅钢材的氧化膜允许呈棕色或棕黑色； （Ⅵ）工件发黑质量自检时，应在工件上油工序前进行，2%硫酸铜溶液浸泡

常用材料表面处理

材料的表面处理 第一节概述 材料的种类很多，它们的组成、结构、性质及表面状态更是千差万别。由于不同产品对于其表面处理的效果和功能的要求不同，因此，材料表面处理所涉及的技术问题、工艺问题等也是十分广泛的，并与多种学科相关。本章仅从工业设计的特点出发，介绍几种表面处理工艺。 一、表面处理的功效 造型材料的种类很多，其中金属材料、木质材料和塑料则是最为常用的基本设计材料。从工业设计的特点出发，金属材料的强度高，加工性能较好，其加工表面具有金属光泽，表面较平滑；木材质轻，较易加工，其表面具有天然的木质纹理；塑料的来源丰富，品种很多，成型较方便，且价廉，质轻，透明性和着色性较好，是一种新颖的优良材料。这些材料，以及用它们制造成的产品，若不给以一定的表面处理，则在各种使用环境下，材料或制件的表面会受到空气、水分、日光、盐雾、霉菌和其他腐蚀性介质等的侵蚀，由于腐蚀、腐朽和老化作用，会引起材料或制件失光、变色、粉化及开裂等，从而出现破坏的后果。表面处理的功效就在于一方面保护产品，即保护材质本身赋予产品表面的光泽、色彩和肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用了材料资源；另一方面是根据设计的意图，给产品表面附加上更丰富的色彩、光泽和肌理等变化，使产品表面更有节奏感。此外，随着表面处理技术的发展，还可实现提高材料表面的硬度，并可赋予材料表面导电、憎水和润滑等特殊功效。 二、表面处理和加饰 从工业设计出发，表面处理的目的首先是美化产品的外观，也即按产品设计的要求调整其表面的色彩、亮度和肌理等。因此，材料本身具有的外观不符合设计要求时，必须采用适当的表面处理方法进行调整，以达到满足产品设计的要求。 三、表面加工 使金属材料加工成平滑、光亮、美观和具有凹凸模样的表面状态的过程称为表面加工，也即使金属材料表面恢复其本身具有的色泽、亮度和表面肌理特征而进行的处理，表面加工作为电镀和涂装的前处理也是重要的。 1．切削 切削是利用刀具对金属表面层进行加工的方法与铸造、锻造、压力加工等相比较，虽有切屑产生和材料废弃，但一般可迅速加工出高精度表面的产品。 2．研磨

钣金表面处理工艺

钣金表面处理工艺 1、粉末喷涂 粉末喷涂： 是用喷粉设备（静电喷塑机）把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异（粉末·涂料的不同种类效果）的终涂层。 工艺流程： 上件→静电除尘→喷涂→低温流平→烘烤 技术特点： 优点：

1、颜色丰富，高光、哑光可选； 2、成本较低，适用于建筑家具产品和散热片的外壳等； 3、利用率高，100%利用，环保； 4、遮蔽缺陷能力强； 5、可仿制木纹效果。 2、金属拉丝 拉丝： 是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为：直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。 技术特点： 拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽，同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵。

3、喷砂 喷砂: 是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。 技术特点: 1、实现不同的反光或亚光。 2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。 3、清楚前处理时遗留的残污，提高工件的光洁度，能使工件露出均匀一致的金属本色，使工件外表更美观，好看。 4、抛光

抛光： 利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。针对不同的抛光过程: 粗抛(基础抛光过程)，中抛(精加工过程)和精抛(上光过程)，选用合适的抛光轮可以达到好的抛光效果，同时提高抛光效率。 工艺流程：

常用表面处理参考

常用表面处理 一、常规表面处理手段 1.电镀 电镀是利用外加电流作用从电解液中析出金属，并在物体表面沉积而获得金属覆盖层的方法。名称特点作用适用材料 镀锌 锌在酸及碱、硫化物中 极易遭受腐蚀。锌层一般 都要经钝化处理，在铬酸 盐液中钝化后，由于形成 的钝化膜不易与潮湿空气 作用，防腐蚀能 锌在干燥的空气中，比 较稳定，不易变色，在水 中及潮湿大气中则与氧或 二氧化碳作用生成氧化 物或碱性碳酸性薄膜，可 以防止锌继续氧化，起护 作用。 钢，铁零件 镀铬 铬在潮湿的大气、 碱、硝酸、硫化物、碳酸 盐的溶液以及有机酸中非 常稳定，易溶于盐酸及热 浓的硫酸。其缺点是硬、 脆，容易脱落，当受交变 的冲击荷载时更为明显。 才能达到防锈、装饰目 的。目前广泛应用在为提 高零件的耐磨性、修复 尺寸、光反射以及装饰等 黑色金属、铜及铜合金零 装饰性镀铬、耐磨性镀铬 镀铜 铜在空气中不太稳 定，同时具有较高的正电 位，不能很好地防护其他 金属不受腐蚀，但铜具有 较高的导电性，铜镀层紧 密细致，与基本金属结合 牢固，有良好的抛光性能 等。 一般用来提高其他材料 的导电性，作其他电镀的 底层，防止渗碳的保护 层，在轴瓦上用来减少摩 擦或作装饰等 黑色金属、铜及铜合镀 镍、镀铬的底层

镀镍 镍在大气和碱液中化 学稳定性好，不易变色， 但易溶于稀硝酸。在浓硝 酸中易钝化，其缺点是有 多孔性，为克服这一缺 点，可采用多层金属镀 层，而镍为中间层。 镍镀层硬度高、易于抛 光、有较高的光的反射 性并可增加美观耐，具有 好的耐腐蚀性能。 可沉积在各种材料的表 面上，例如：钢镍基合 金、锌基合金、铝合金、 玻璃、陶瓷、塑料、半导 体等材料 镀锡 锡具有较高的化学稳 定性，在硫酸、硝酸、盐 酸的稀溶液不容易溶解， 硫化物对锡不起作用，锡 在有机酸中也很稳定，其 化合物无毒。 广泛用于食品工业的 容器上和航空、航海及无 线电器材的零件上。可以 用来防止铜导线不受橡胶 中硫的作用，以及作为非 渗氮表面的保护层 铁、铜、铝及其各自的合 金上进行 镀铜锡合金 电镀铜锡合金是在零件 上镀铜锡合金后，不必镀 镍，而直接镀鉻。 镍是一种比较稀少而 贵重的金属，目前在电镀 工业上广泛采用电镀铜锡 合金来代替镀镍。 防腐能力良好，其物 理、力学性能和工艺性 能。 钢制零件、铜及铜合金零 2.化学镀、热浸镀、真空镀膜 名称特点作用适用材料 化学镀不用外加电源，利用还原剂将镀液中的金属离子还原并沉积在有催化性的工件表面形成镀层化学镀层厚度均匀且不受工件形状复杂程度的影响，无明显边缘效应。 镀层精粒细、致 密、孔缝少、外观光 亮、耐蚀性好化学镀有 镍、铜、银、钯、金、 铂、钴等金属或合金 及复合镀层。 不仅可以使金属，而且 可以使经特殊镀前处理的非 金属（如塑料、玻璃、陶瓷 等）直接获得镀层

表面处理工艺

表面处理工艺

电镀工艺 1前言 2常用镀种简况 2.1镀锌 2.2镀铜 2.3镀镍 2.4镀铬 3合金电镀 3.1高耐蚀锌合金电镀工艺 3.1.1电镀锌-铁合金工艺及钝化处理 3.1.2电镀锌-镍合金工艺及钝化处理 3.2代铬工艺 3.3玫瑰金电镀工艺 3.4仿金电镀工艺 3.5黑色镀层电镀工艺 4电子电镀 4.1PCB电镀简况 4.1.1传统的PCB的电镀 4.1.2直接电镀技术出现和发展 4.1.3印制板电镀多种表面涂复工艺流程实例4.1.4印制板电镀技术的最新进展 4.2电子元器件和接插件的电镀

4.2.1电子元器件和接插件电镀简况 4.2.2微电子元器件电镀 4.2.3镀锡 4.2.4甲基磺酸镀锡铅合金 4.2.4.1甲基磺酸镀锡铅合金溶液的原材料 4.2.4.2镀液配方及操作条件 4.2.5无铅钎焊电镀工艺的发展 5化学镀镍 6典型通用产品的电镀工艺 6.1锁具、灯饰与装饰五金的电镀 6.2摩托车、汽车配件与钢制家俱的电镀 6.3卫生洁具配件的电镀 6.4电池壳的电镀 6.5汽车铝合金轮毂的电镀 7环境保护与清洁生产 7.1电镀废水处理技术现状 7.2清洁生产势在必行 8电镀技术发展展望 8.1培养与造就一批高素质的电镀复合型人材，培训一大批现场工程师与技师 8.2形成比较完善的电镀技术研究开发体系 8.3我们基础化工原材料、金属材料品种还不够

齐全，质量参差不一 8.4电镀生产过程的自动化控制 8.5宣传、贯彻质量管理和质量保证体系的ISO9000标准、ISO14000及电镀国家、行业标准 8.6加强国际间的合作与交流，参加国际市场竞争 8.7加强工艺管理及设备配套，切实提高产品质量 8.8缩小南北、东西差距，重新思维观念定位8.9环境保护与资源回收利用 铝汽缸镀铬故障的解决办法 1 故障分析 由于铝在空气中易氧化，从前处理到电镀的每一个细小环节出现问题，都可能引起镀层剥落，因此在查找原因时，必须深入生产现场，逐个工序进行排查。 由于长期承担小型无人驾驶飞机的生产任务，其中发动机汽缸材料为铸铝合金。为了提高汽缸体内腔的表面硬度，增强耐磨性能，长期以来一直采用镀硬铬工艺；镀层的各项性能均较好。然而近来有一批汽缸体在镀铬后出现了镀层

机械加工常见的表面处理种类和作用

机械加工常见表面处理的种类基本原理和用途 表面处理工艺:静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀 静电喷涂：静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。 静电喷涂的作用 1、一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆100～300μm的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆4～6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。涂层的耐腐性能很好。 2、粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。 3、采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。 4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。 粉末涂料开始用于防护和电气缘方面，随着科技的发展，目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究，并在生产上得到应用。发展到目前已广泛得到使用。 烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。 镀锌：是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。颜色有很多种，一般常见的有蓝白色、银白色等。 镀铬：在金属制品表面镀上一层致密的氧化铬薄膜，可以使得金属制品更加坚固耐用。镀铬有两种的，一种是装饰铬，一种是硬铬。镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：模具等，镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。

材料表面处理工艺

材料表面处理工艺 一、表面处理分以下方式： 1、机械表面处理：喷砂、拉丝、机械抛光、压纹、喷涂、抛丸、磨光、刷光、刷漆、抹油化学表面处理：QPQ处理、光中氮化、铬化、镀铬、镀锌、化学镀镍、化学抛光、发黑/发蓝、酸洗 2、电化学表面处理：阳极氧化、磷化、电化学镀镍、电化学抛光、电泳。 现代化超硬化表面处理：TD覆层处理、物理气相沉积（PVD）、物料化学气相沉积（PCVD）、化学气相沉积（CVD） 3、其他类型表面处理：离子镀膜、离子注入、激光表面处理 二、机械表面处理说明： 1、喷砂：利用高速砂流的冲击作用清理和粗化零件表面，行成哑光珍珠银面。 特点：提高工件抗疲劳性，增加工件与涂层的附着力，延长涂层的耐久性，利于涂料的流平和装饰、表面易脏。 用途：可适用所有黑色金属及铝合金材料进行表处前进行或者不锈钢钣金表面。 2、拉丝：通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的表面处理，形成缎面效果，体现金属材料的质感 3、机械抛光：利用抛光工具和磨料颗粒或其它抛光介质对工件表面进行修饰加工，降低表面粗糙度，获得光亮、平整表面的加工方式。 4、压纹：压制各种纹理 5、喷涂：覆盖其他非金属涂层。钢钣金常用喷涂颜色：大波纹米白色静电喷涂、表面粉末静电喷涂黑色亚光、黑色细砂纹静电喷涂 三、化学表面处理说明： 1、QPQ：将黑色金属放入两种性质不同的盐浴中，通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层，使表面改性的目的。 特点：良好的耐磨性和耐疲劳性；良好的抗腐蚀性；变形小；时间周期短；无公害。误差可保持在0.005mm。 颜色：亮黑色 用途：可适用所有黑色金属材料。 2、光中氮化：QPQ升级工艺，将钢或不锈钢放入由多种元素混合的盐浴中进行渗透处理，

金属件常用表面处理方法

金属件常用表面处理方法 自行车常用的表面处理方式分类 1.涂装，包含电泳涂装、静电涂装、手工涂装、静电粉末涂装及流化床粉末涂装等； 2.电镀，常用的有普通镀锌（台资企业叫UCP，有蓝锌与白锌）、彩色镀锌、镀铬（又叫CP，有亮面与雾面之分）； 3. 化学镀，主要用于塑料件，先在工件表面化学镀一层铜或镍，然后再进行后续的电镀，最后一层大多为镀铬； 4. 阳极氧化、电解着色或染色，主要是针对有色金属之铝合金，以及现在新兴起的镁合金，处理后表面形成一层致密的氧化膜，可以是金属本色，也可以染成不同的颜色，由于具有坚硬耐磨，耐腐蚀性优良的特点，一般外边不在涂装油漆或粉末； 5. 抛光、磨花、拉丝，也是针对铝合金的一种处理方式，通过机械（手工或震动抛光）或化学的（三酸或两酸化学抛光或电化学抛光）处理方式，使得铝合金表面微观变得平整，达到不同级别的平滑光亮效果，然后喷透明漆，或继续在抛光的工件表面磨花或拉丝等处理后改变外观效果再进行涂装； 6. 防锈磷化与发黑处理，不具有装饰性，目的就是为了提高工件的防锈性能，主要用在花鼓、轴承的处理； 7. 达克罗处理，又叫达克锈处理或锌铬膜，即片状锌基铬盐防护涂层，是国际上金属表面处理的一种高新技术，一种防锈性能很好的涂装方式，达克罗不用电沉积方法而将工件直接浸入达克罗处理液中，或用刷涂、静电喷涂法使处理液粘附于工件表面，然后经烧结而成的含锌、铝及铬元素的无机转化膜。主要用在小零件的防锈处理上，如螺丝螺帽等，也可应用在链条、支撑、泥除脚、车首竖杆、货架、停车架 ED电著处理意思金属表面电着色 一般来说,电镀的成膜物质是金属,电泳的成膜物质是树脂. 非金属(如塑料)可以电泳,但要求先电镀,再电泳,因为塑料的耐温较低,对电泳漆的选择就要多注意了 BED电泳, -----电泳的成膜物质是树脂

材料表面处理方法

表面处理方法常用的表面处理方法主要有脱脂处理法、机械处理法和化学处理法三大类。选择表面处理法应考虑多种因素，其中主要包括：（1）表面污染物的种类。如动物油、植物油、矿物油、润滑油、脏土、流体、无机盐、水份、指纹等。（2）污染物的物理特性。如污染物的厚度、紧密或疏松程度等。（3）胶接材料的种类。如钢材料可用碱溶液，而处理黄铜、铝材料时应考虑选用腐蚀性较小的温和溶液。（4）需要清洁的程度。（5）清洗液的清洁能力和设备情况。（6）危险性和价格成本等。现对常用的表面处理方法介绍如下。一、脱脂处理法（一）溶剂脱脂法有机溶剂能有效地除去表面上的油污。对于清洗脱脂所用的有机溶剂要求能具有如下的性能：（1）溶解污物的能力强；（2）比热或潜热低；（3）不燃；（4）无毒；（5）化学性能稳定，对处理表面呈惰性；（6）沸点较低；（7）在气态时比空气重，在液态时也有较大的密度；（8）具有低表面张力等。能满足上述所要求的有机溶剂事实上并不存在。因此必须按照具体情况，选择较为合适的溶剂种类。通常采用的有机溶剂有：丙酮、苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氯化碳、醋酸乙酯、香蕉水、汽油等。对于大批量的连续生产的胶接件，最好采用三氯乙烯蒸汽浴除油脂。采用溶剂脱脂也容易出现部分污染物凭借溶剂全面扩散的现象。在这种场合，应经常更换溶剂并反复清洗。一般应采用少量多次的方法去除油脂。另外，采用溶剂脱脂时，一定要有必要的晾干时间，否则由于溶剂残留在胶接件表面上而使其胶接强度下降。对于大面积的胶接件表面，可采用从上至下或从左到右一个方向擦拭，反复进行，直至无油污为止。也有一些采用溶剂除油脂后，再用除垢剂进行冲洗。由于许多有机溶剂均为易燃物质，因此在用这些溶剂去除油脂时，必须遵守易燃易爆物操作的有关规定。如果把溶剂脱脂与超声波脱脂合并使用，则其处理效果更好。表2 示出了钢的溶剂脱脂处理及与超声波脱脂处理并用的效果。表 2 溶剂脱脂的处理效果处理方法未处理甲苯脱脂庚烷脱脂丁酮脱脂抗剪强度比较值（%）28 93 93 94 醋酸乙酯脱脂三氯乙烯脱脂甲基三氯甲烷，超声波5min 脱脂甲基三氯甲烷，超声波13 min 脱脂甲基三氯甲烷，超声波20min 脱脂（二）高温脱脂及除积炭100 100 110 113 114 此方法一般用于使用过的胶接件脱脂除油处理。由于胶接件长期使用，表面容易吸附或沉积油污，在胶接前如不除尽油污，在胶粘剂与胶接件表面之间便会形成一个油膜隔离层，从而严重影响胶接强度。对于这些胶接件，如允许采用高温处理时，可将它们置于200-250°C 的电热鼓风干燥箱中。如胶接件太大，无法加入电热鼓风干燥箱，则可采用几个红灯或喷灯局部加热，使胶接件表面及周围的油脂渗出，然后用干净棉纱揩擦，再用溶剂除油。必须指出，在用溶剂除油时，溶剂一定要与火源隔开，以防发生意外。对于返修的旧制件，如果上面沉积有坚韧的积炭薄层，则在胶接修补前必须将积炭仔细除去。积炭一般由燃烧产物、金属氧化物、尘埃、油脂及其胶质油泥沉积物等复杂成份组成。清除积炭的方法可分为机械处理和化学处理两种。但无论使用什么方法，都需事先除油脱脂。机械处理主要用手工工具刮除，如用钢丝刷、铜丝刷、刮刀、风动工具等清除。必要时先将制件在煤油中浸泡一段时间，然后用磨料等清除。化学处理又分为碱性熔盐浴法和溶液处理法两种。碱性熔盐浴的配方如下：氯化钠 5 氢氧化钠6.5 硝酸钠30 将上述混合物熔融，再将制件在250°C 下置于上述熔融浴中处理，处理时间视具体情况而定。溶液处理法清除积炭的配方及工艺条件如下：[配方1] 氢氧化钠[配方2] 碳酸钠[配方3] 氢氧化钠10 [配方4] 碳酸钠 1.9 水玻璃0.9 软皂 1 水100 处理条件：90-95°C ，2-4h 。处理对象：铝。（三）化学脱脂如果条件许可，对胶接件最好采用化学脱脂法。在化学脱脂法以及在后面所述的化学处理法的配方中所用的水，均为软水或纯水，即用一般容易得到的蒸馏水来配制处理溶液。洗涤用水采用自来水。钢材的化学脱脂法所用的溶液配方如下：[配方1] 硅酸钠10 [配方2] 氢氧化钠10 碳酸钠50 硅酸钠50 水1000 将胶接件在上述溶液中于80-100°C 下处理30min ，然后水洗、干燥。水洗时必须要多次充分冲洗，将胶接件表面上残留的碱液洗涤干净，否则将会影响胶接强度。另外，对铝合金

材料的特性及表面处理的方法

UV特种印刷材料的特性 一、PVC（聚氯乙烯）材质类 PVC材质类通常有PVC软胶（18PHR以上）、硬胶（18度以下）、PVC膜、镭射PVC、水晶条纹PVC、PVC防皮等。价格较低，易加工。 物理性：透明度较好、比重为1.4、绝缘性能好、干流性好、低毒、收缩率横向为45-50%、纵向为5%。 化学性：对热和光相对不稳定（一般靠加入稳定剂来弥补这一缺陷）表面张力为36-39达因（一般不用表面处理，如印刷上色不稳定，可通过化学表面处理法氧化处理）、防气候变化、含有的添加剂有：“填充剂、抗氧化剂、润滑剂、 抗静电剂（此二项会影响表面张力）、增塑剂、稳定剂（此二项对身体有害）。 二、PET（乙烯乙酸乙烯共聚物）材质类 PET材质类通常有PET硬片、PET薄膜、（价格较高）。 物理性：透明度极高、比重为1.33、PET强度比PVC高20%以上、耐冲击性好、耐低温、耐折性好、光泽度比PVC好、易成型、拉伸强度为>45MPA、但不耐晒。 化学性：抗紧外线、抗幅照、耐腐蚀、表面张力为41-42达因（无需作表面处理） 三、PP材质类 PP材质通常有PP板、PP薄膜（价格最低、但加工难度大，粘接效果较差） 物理性：较透明度一般、比重为0.91、无毒、无味、耐高温、强度高、比PE弹性好、机械性能好、阻气阻水性好，阻氧性差、容易皱折。 化学性：表面张力为29-30达因（如要印刷加工，则需通过电晕处理使其表面张力达到40达因以上），。含有的填加剂有：抗静电剂、爽滑剂、填充剂、阻燃剂等。 四、EV A材质类 EV A材质类通常有EV A软、硬胶片、EV A发泡料等（易加工但加工过程易皱折。无毒、是PVC很好的代替材料）物理性：透明、比重为0.93-0.94、无毒、无味、表观致密、弹性优良。 化学性：低温脆点为-70℃，溶点84-95、含有的添加剂为：爽滑剂、抗粘剂。 五、TPU材质类（价格贵） TPU材质通常有TPU软胶片、TPU防皮（随着发达地区对环保的关注，近年来此种材料已用于多个行业，由于价格昂贵的原因，所以比较适合发达国家使用。） 物理性：透明、比重为1.2、弹性好、抗静电、耐磨损、环保、经过大阳照射易熔化、。 化学性：无铅无毒、耐低温冲击、用火烧无烟。表面张力（用电晕处理法处理） 测试方法 1、油墨粘度测试（用4号粘度杯测试）。 2、殊材料表面张力测试（配制达因液测试特殊材料表面的张力）。 3、UV光源波长测试。 4、特殊材料表面处理（电晕处理、化学处理、火焰处理等）。 5、印刷前油墨色序编排。 6、首件确认测试（用指甲刮试、用胶带粘试、反折测试以及用布浸湿溶剂再搓已干的印纹）。 影响材料表面张力的原因及处理方法 影响其表面张力的原因有两种 1、本身化学结构决定的。（由于大多数塑料属于非极性的高分子，其表面对油墨的亲和力都比较差，只要表面张力小于38达因的 材料就不易印刷。 2、添加剂决定的。 影响表面张力的添加剂有抗静电剂、爽滑剂、增塑剂等，而且这些物质很容易析出而汇集于材料表面形成无定形层，使这些印刷材料表面的润性能变差。 判断是否是添加剂引起的可用酒精基丙酮或醋酸乙脂擦洗表面，待干燥后再用相同的油墨及相同的条件去印刷，如果处理后的表面印刷牢度比原来好，那说明明添加剂的问题，当证实添加剂的存在时后，就不能再用这种材料印刷。 表面张力的解决方法有以下几种 A:电晕处理： 电晕处理的原理是经过有高压存在的两电极间，高压使电极间的空气发生电离，并使电极间产生电子流，电子在材料表面打

铝合金表面处理工艺

【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在 0.5-4um，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。

铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度0.3-4um 。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由于材质中CU 的含量不同，因此7075 硬质氧化呈黄色，6061，6063 呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075 没多大的差别，但2024 就容易出现很多金斑。 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色，拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)。

机械加工常见手段、常用材料及表面处理

常规加工手段的介绍（冷加工） ●车床：加工圆柱形、圆环、圆洞（精度较高） ●铣床：对工件的边、槽、不规则孔加工（精度高、价格偏贵） ●钻床：钻孔、攻丝（被钻孔外圆与工件边缘距离不能小于1mm） ●剪床：矩形板料剪切（精度低<±0.5mm>、方便） ●冲床：依照模具快速加工（适合数量较大的金属板件加工，但需要开模具、 被加工的金属板不能太厚，危险） ●线切割：武侠小说中的“盘龙丝”或《龙门飞甲》中范晓萱所使用的天蚕丝 就可以理解为线切割，机加工中起切割作用的是钼丝（精度很高、能切出各种形状，但价格贵） ●刨床：大型工件的局部或整个面磨平、开槽（它很多功能用铣床或磨床都能 代替的，适于中型或大型零件的加工） ●磨床：跟刨床有相似之处，边、面磨平（可以磨得很光滑，表面光洁度要求 高的加工手段；但很多情况下都可以用砂轮代替它……不多见，有点危险）●镗床：掏一个圆洞或加工曲面（有点贵） ●电火花：比如说你需要打一个很小很深的孔或窄缝（能加工硬度很大的金属， 要求工件导电，所以只能加工金属……火灾制造者） 机械加工常用材料介绍 机械加工中，用得最多的金属是铜铁铝这三类；用得最多的非金属是玻纤板、聚四氟乙烯。 铜类： ?黄铜——除铜以外主要以锌为添加元素，牌号从H96到H59，最常见最好

买的是H65、H62、H59这三种牌号；H是“黄”的汉语拼音首字母，后面的数字表示铜所占的百分比，数字越大，材料越软、延展性越好、在车床铣床上加工时，常常会有“粘刀”现象。 ?青铜——首先记住铍青铜和磷青铜，他们的弹性非常好！弹簧、点接触导电 元件首选他们……可能铍青铜要比磷青铜好买一些；另外常见的还有锡青铜、铅青铜、铝青铜，三者都比较适合铸造件，铝青铜的强度耐磨耐腐蚀最好。 ?紫铜——也叫红铜，就是纯铜。T1、T2、T3、T4四个牌号，T1的含铜量 是99.95%，延展性好、导电特性好，当然也很软（车床加工有点考手艺）…… 一般导电部分或屏蔽部分用这个材料。 铁类： ?不锈钢——这个不解释……地球人都知道。在一定范围内，镁的含量越高， 越不容易生锈； ?镔铁——就是那种很薄、亮白色、有冰片一样的东西（80后童年时常见的 路边小店中公用电话的保护壳），弯折后用铆钉固定，加工起来比较方便快捷，如果没处理边沿的话，锋利的它很容易将人划伤。 ?冷轧铁——就是咱们平时生活中常说的铁，机械加工中用得最多的铁，若你 在图纸中标注以“铁”为材料，一般默认就是这种，不进行电镀等表面处理的话，容易生锈；在一些没有特殊要求的地方，用这种材料比起铜便宜得多。 ?4J36——俗称殷钢或可阀，在中国能买到的温度膨胀系数最小的金属材料就 是它！ 铝类： ?硬铝（Ly12）——硬度、机械强度都比较适中，拿来做仪器仪表的底板、面

材料表面处理技术

材料表面处理技术 摘要：介绍了表面处理技术的内容，现代材料表面处理技术与传统表面处理技术的区别，重点介绍了表面处理技术在模具上的应用和发展，最后针对材料表面处理技术研究和应用所存在的问题，提出了自己的看法。 关键词：表面处理技术区别模具问题。 一、表面处理技术的内容 材料表面处理技术与工程,是80年代以来世界十大关键之一的新兴技术,现已迅速发展成跨学科的、综合性强的新兴的先进工程技术,涉及到材料、物理、化学、真空技术及微电子学等许多学科,应用领域非常广。 表面处理技术包括：表面覆盖技术、表面改性技术和复合表面处理技术。1)表面覆盖技术 这项技术的种类很多,目前主要有下列24类:1电镀；2电刷镀；3化学镀；4涂装；5粘结；6堆焊；7熔结；8热喷涂；9塑料粉末涂敷；10电火花涂敷；11热浸镀；12搪瓷涂敷；13陶瓷涂敷；14真空蒸镀；5溅射镀；16离子镀；17普通化学气相沉积；18等离子体化学气相沉积；19金属有机物气相沉积；20分子束外延；21离子束合成薄膜技术；22化学转化膜；23热烫印；24暂时性覆盖处理。上述每类表面覆盖技术又可分为许多种技术。例如电镀按镀层可分为单金属电镀和合金电镀。单金属镀层有锌、镉、铜、镍等数10种,合金镀层有锌铜、镍铁、锌-镍-铁等100多种。按电镀方式,可分为挂镀、吊镀、滚镀和刷镀等。某些分类有重叠情况,例如塑料粉末涂敷可归入涂装一类,但由于其特殊性,故单独列为一类。又如陶瓷涂敷,其中不少内容可归入热喷涂一类,但考虑其完整性,也单独列为一类。有些技术,尤其是一些新技术,根据其特点和发展情况,在需要时可单独列为一类。例如片状锌基铬盐防护涂层(又称达克罗等),是由细小片状锌、片状铝、铬酸盐、水和有机溶剂构成涂料,经涂敷和300℃左右加热保温除去水和有机溶剂后形成涂层,因具有涂层薄、防蚀性能优良、无氢脆、耐热性好、附着性高以及无环境污染等优点,所以发展迅速,可考虑从涂装中单独列出。 2)表面改性技术 目前大致可分为以下几类:喷丸强化；表面热处理；化学热处理；等离子扩渗处理；激光表面处理；电子束表面处理；高密度太阳能表面处理；离子注入表面改性。 实际上“表面改性”是一个具有较为广泛涵义的技术名词,它可泛指“经过特殊表面处理以得到某种特殊性能的技术”。因此,有许多表面覆盖技术也可看作表面改性技术。为了使这些覆盖技术归类完整起见,我们说的表面改性技术是指“表面覆盖”以外的,通过用机械、物理、化学等方法,改变材料表面的形貌、化学成分、相组成、微观结构、缺陷状态或应力状态,来获得某种特殊性能的表面处理技术。 3)复合表面处理技术 表面技术种类繁杂,今后还会有一系列新技术涌现出来。表面技术的另一个重要趋向是综合运用两种或更多种表面技术的复合表面处理将获得迅速发展。随着材料使用要求的不断提高,单一的表面技术因有一定的局限性而往往不能满足需要。目前已开发的一些复合表面处理如等离子喷涂与激光辐照复合、热喷涂与