表面處理工藝基礎.ppt

1、佳泰五金內部培訓教材,工藝基礎,2020/9/7,2,目 錄,絲網印刷 電鑄 鋁板拉絲 陽極處理(氧化) 噴砂 高光切削,IMD 加工中心 線切割 電鍍 壓克力,2020/9/7,3,絲網印刷,2020/9/7,4,絲網印刷可按其版式,印機品種.油墨性質及承印物的類型分成許多種類.但就其印刷方式而言,可分為以下幾種: 1.平面絲網印刷 平面絲網印刷是用平面絲網印版在平面承印物上印刷的方法.印刷時,印版固定,墨刀移動. 2.曲面絲網印刷 曲面絲網印刷是用平面絲網印版在曲面印物(如球.圓柱及圓錐體等)上進行印刷的方法.印刷時,墨刀固定,印版沿水平方向移動,承印物隨印版移動.,絲印: 絲網印刷其實就

2、是漏網印刷，簡單的絲印，就是用一張絲網（很蜜的）繃在一個框架上，然后涂抹上感光膠，然后將需要印刷的圖文用硫酸紙激光輸出，放在絲網下用曝光燈曬版（幾分鐘），最后用水泡，需要印刷的部分就沒有感光膠了，而其它不需要印刷的部分還是有感光膠的，也就是漏墨和不漏墨，吹干即可開始印刷,2020/9/7,5,3.輪轉絲網印刷 輪轉絲網印刷是用圓筒形絲網印版,圓筒內裝有固定的刮墨刀,圓筒印版與承印物作等線速同步移動的印刷方法,亦稱圓網印刷. 4.間接絲網印刷 前面三種方法均由印版對印件進行直接印刷,但它們只限于一些規(guī)則的幾何形體.如平.圓及錐面等,對于外形復雜.帶棱解及凹陷面等異形物體,則須用間接絲印法來印刷.

3、其工藝常由兩個部分組成;間接絲印=平面絲印+轉印即絲印圖像不直接印在承印物上,而先印在平面上,再用一定方法轉印到承印物上. 絲印花紙+熱轉印絲印花紙+壓敏轉印絲印花紙+溶劑活化轉印間接絲印已成為絲印業(yè)的重要領域.,2020/9/7,6,電 鑄,2020/9/7,7,原理: 電鑄是在含有某種金屬離子的電解液中，將芯模作為陰極，通以一定波形的低壓直流電，使金屬離子得到電子被還原，不斷在陰極沉積成金屬的過程。電鑄鎳時，其主要反應是鎳離子在陰極得到電子，還原成金屬鎳 。電鑄是一種電解加工工藝，遵循法拉第電解定律。在穩(wěn)定狀態(tài)下，由外線路流向陰極的電子全部參加反應，但是由于電極副反應的存在，實際所得重量小

4、于理論計算量，必須按電流效率計算。,特點 : 金屬感強，檔次高，耐磨性好。能進行超精密加工、容易加工出形狀復雜的零件；零件和模具一體。,2020/9/7,8,電鑄的優(yōu)點： 1、能進行超精密加工（復制精度好）。電鑄最重要的特征是它具有高度“逼真性”。電鑄甚至可復制0.5微米以下的金屬線。例如：1英寸的寬度內，有2500根3.5微米的超細線的電視攝像機用的高精度金屬網(超細金屬網)，就使用了電鑄法進行生產的。而香煙過濾嘴的纖維，也是使用纖維素通過超細金屬網制成的，這是用其他金屬加工法所不能達到的。電鑄復制的精度是非常高的。高精度金屬網的制造法，是在底板上用照相制板技術按需要涂上絕緣層（保護層），然

5、后以此作為模板進行電鑄。 2、能調節(jié)沉積金屬的物理性質?？梢酝ㄟ^改變電鍍條件，鍍液的組分的方法來調節(jié)沉積金屬的硬度、韌性和拉 伸強度等。還可以采用多層電鍍、合金電鍍、復合電度鍍方法得到其他加工方法不能得到的物理性質。 3、不受制品大小的限制。只要能夠放入電鍍槽就行。 4、容易制出復雜形狀的零件。,2020/9/7,9,電鑄的缺點： 1、操作時間長。例如：用3A/dmm的陰極電流密度沉積3mm厚的鎳層，需要25h20min。即使用是小薄零件要鍍厚層時，成本很高，但是電鍍過程中可以無人管理。 2、要有經驗和熟練技能的人員操作。電鑄裝置是簡單的，但在復制復雜形狀的模型中要制造母模、導電層處理、剝離處

6、理等，這些工序都要求有經驗和熟練技能的人員才能操作。 3、必須有很大的作業(yè)面積。即使是小制品，也需要有鍍槽、水洗槽等平面布置，廢水處理裝置必須有相當大的作業(yè)面積。 4、除了要有電鍍操作技術外，還必須有機械加工和金屬加工知識。電鑄法并不是單用電鍍操作而制出制品，還要進行襯底加工、研磨等機械操作，所以必須具備這些方面的知識和技巧。,2020/9/7,10,產品展示,2020/9/7,11,鋁板拉絲其實是一種修復工藝，也可起美觀作用。根據(jù)效果可分為直紋、亂紋、波紋、 螺旋紋等。并且一般是先拉絲再電鍍。 1.直紋拉絲是指在鋁板表面用機械磨擦的方法加工出直線紋路。連續(xù)直紋可用百潔布或不銹鋼刷通過對鋁板表

7、面進行連續(xù)水平直線磨擦獲得。改變不銹鋼刷的鋼絲直徑可獲得不同粗細的紋路。,鋁板拉絲,2020/9/7,12,2.亂紋拉絲是在高速運轉的銅絲刷下，使鋁板前后左右移動磨擦所獲得的一種無規(guī)則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工，對鋁或鋁合金板的表面要求較高。 3.波紋一般在刷光機或磨擦機上制取。利用上組磨輥的軸向運動，在鋁或鋁合金板表面磨刷，得出波浪式紋路。 4.旋紋也稱旋光，是采用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鉆床上，用煤油調和拋光油膏，對鋁或鋁合金板表面進行旋轉拋磨所獲取的一種絲紋。多用于圓形標牌和小型裝飾性表盤的裝飾性加工。 5.螺紋是用一臺在軸上裝有圓形毛氈的小電機，將其固定在桌面上，與桌子邊沿成6

8、0度作用的角度，另外做一個裝有固定鋁板的拖板，在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋進度。利用毛氈的旋轉與拖板的直線運動，在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。,2020/9/7,13,陽極處理又稱為陽極著色處理，也被稱做腐蝕處理,俗稱:氧化處理。 鋁的陽極處理是金屬表面借由電流作用而形成的一層氧化物膜，顏色豐富、色澤優(yōu)美、電絕緣性好并且堅硬耐磨，抗腐蝕性極高。其基本原理為：在電極和電解液的作用下，表層的鋁離子會被分解到電解液中和顏料離子混合后，再將電極反轉，使鋁離子和顏料離子再重新附著到鋁件的表面上，這樣就能鍍上顏色均勻、附著力強的氧化物薄膜。在這個過程中要注意控制電極作用的時間，以保持

9、鋁件的厚度不變。 封孔（Sealing）為陽極處理的后處理，是將吸附染料的微孔狀氧化層與水反應，生成水含氧化鋁，使氧化鋁的體積增加；封閉表面微孔，形成非導電性膜層；還可防止再吸附造成的膜層污染；增加著色的牢固性；提高表面耐磨性和耐氣候性等。,陽極處理,2020/9/7,14,產品展示,2020/9/7,15,噴砂處理是為了獲得膜光裝飾或細微反射面的表面，以符合光澤柔和等特殊設計需要。同時，可以使絲印時印料和承印物的結合更牢固。噴砂通常在專用噴砂機內進行。根據(jù)砂面粗細程度的要求，選擇適當目數(shù)的石英砂，噴制成適當?shù)纳懊?。均勻適度的噴砂處理，基本上可克服鋁材表面的常見缺陷。,噴砂處理,2020/9/

10、7,16,1.高光加工嚴格說不屬于預處理，而是后加工。高光加工的零件由于光澤度高，配以粗細刀紋，利用折光原理，可以大大增強裝飾效果，近兩年來深受歡迎。 2.高光切削是在CNC機床應用刀具進行快速切削使標牌及其它裝飾件產生出高光亮面的工藝。切削過程中由于發(fā)熱會使鋁表面產生一層氧化膜，保護加工面長期保持光亮。,高光切削,2020/9/7,17,IMD,2020/9/7,18,IMD的中文名稱：注塑表面裝飾技術即IMD（In-Mole Decoratiom），IMD是目前國際風行的表面裝飾技術，主要應用于家電產品的表面裝飾及功能性面板，常用在手機視窗鏡片及外殼、洗衣機控制面板、冰箱控制面板、空調控制

11、面板、汽車儀表盤、電飯煲控制面板多種領域的面板、標志等外觀件上。 IMD又分為IML、IMR，這兩種工藝的最大區(qū)別就是產品表面是否有一層透明的保護薄膜。 目前國內一些人士把IMR稱之為IMD，把IML獨立于IMD之外。最根本的區(qū)別在于IML和IMR在lens表面的不同， IML表面有PET或PC片材，而IMR表面只有油墨。,2020/9/7,19,IML的中文名稱：模內鑲件注塑 其工藝非常顯著的特點是：表面是一層硬化的透明薄膜，中間是印刷圖案層，背面是塑膠層，由于油墨夾在中間，可使產品防止表面被刮花和耐磨擦，并可長期保持顏色的鮮明不易退色。 IMR的中文名稱：模內轉印 此工藝是將圖案印刷在薄膜

12、上，通過送膜機將膜片與塑模型腔貼合進行注塑，注塑后有圖案的油墨層與薄膜分離，油墨層留在塑件上而得到表面有裝飾圖案的塑件，在最終的產品表面是沒有一層透明的保護膜，膜片只是生產過程中的一個載體。但IMR的優(yōu)勢在于生產時的自動化程度高和大批量生產的成本較低。IMR的缺點：印刷圖案層在產品的表面上，厚度只有幾個微米，產品使用一段時間后很容易會將印刷圖案層磨損掉，也易褪色，造成表面很不美觀。另外新品開發(fā)周期長、開發(fā)費用高，圖案顏色無法實現(xiàn)小批量靈活變化也是IMR工藝無法克服的弱點。,2020/9/7,20,2020/9/7,21,IML的工藝工序裁料-平面印刷-油墨干燥固定-貼保護膜-沖定位孔-熱成型-

13、剪切外圍形狀-材料注塑成型,IML工藝的優(yōu)點和缺點 優(yōu)點：1) 膠片制作周期短，可表現(xiàn)多重色彩； 2) 在生產中可以隨時更改圖案及顏色；3) IML最外層是FILM，油墨絲印于中間層，外表光潔美觀，越摸越光亮，具有優(yōu)良的抗刮性； 4) IML生產批量數(shù)量很靈活，適合多品種小量生產 缺點： 1)前期周期長； 2) 易產生膠片脫落、扭曲變形等情況； 3) 產品不良率高。,2020/9/7,22,IMD/IML產品的優(yōu)點：1、耐劃傷、那腐蝕性強、使用壽命長。 2、立體感好。 3、防塵、防潮、抗變型能力強。4、顏色任意更改，圖案隨意變更。,IMD/IML,IMR,2020/9/7,23,加工中心是指備

14、有刀庫，具有自動換刀功能，對工件一次裝夾后進行多工序加工的數(shù)控機床。加工中心是高度機電一體化的產品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具，自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序。因而大大減少了工件裝夾時間，測量和機床調整等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。,加工中心,2020/9/7,24,加工中心通常以主軸與工作臺相對位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。 (1)臥式加工中心：是指主軸軸線與工作臺平行設置的加工中心，主要適用于加工箱體類零件。 (2)立式加工中心：是指主軸軸線與

15、工作臺垂直設置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。 (3)萬能加工中心(又稱多軸聯(lián)動型加工中心)：是指通過加工主軸軸線與工作臺回轉軸線的角度可控制聯(lián)動變化，完成復雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復雜空間曲面的葉輪轉子、模具、刃具等工件的加工。,2020/9/7,25,線切割是一種電加工機床,靠鉬絲通過電腐蝕切割金屬(特別是硬材料、行狀復雜零件）。 電火花線切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM），又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的細金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、

16、切割成型。它主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產周期短、制造成本低等突出優(yōu)點，已在生產中獲得廣泛的應用。,線切割,2020/9/7,26,根據(jù)電極絲的運行速度不同，及加工質量不同，電火花線切割機床通常分為三類：第一類是高速走絲電火花線切割機床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為810m/s，電極絲可重復使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓，使加工質量下降，是我國生產和使用的主要機種，也是

17、我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式；第二類是低速走絲電火花線切割機床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質量較好，但加工速度較低，是國外生產和使用的主要機種。第三類中速走絲電火花線切割機床，準確地應該叫“多速走絲”。是我國獨創(chuàng)的，其原理是對工件作多次反復的切割，開頭用較快絲筒速度、較強高頻來切割，就如現(xiàn)在的快走絲線切割，最后一刀用較慢絲筒速度、較弱高頻電流來修光，從而提高了加工光潔度；而且絲速減低后，導輪和軸承的抖動少了，加工精度也提高了；,2020/9/7,27,電 鍍,2020/9/7,28,1.1 水鍍

18、最常見的電鍍方式，是一個電化學的過程，利用正負電極，加以電流在鍍槽中進行，鍍金，鍍銀，鍍鎳，鍍鉻，鍍鎘等，電鍍液污染很大。水鍍還要分為電鍍和化學鍍兩種，電鍍一般作為裝飾性表面，因為有高亮度，化學鍍的表面比較灰暗，一般作為防腐蝕涂層。水鍍的工藝主要由前處理和電鍍兩部分組成。前處理的功能是將原本不導電的塑膠材質變成導電的塑膠材質。,水鍍的前處理工藝流程：塑膠殼 掛釣 整面脫脂（去除表面油污） 水洗 表面粗化 水洗 回收 水洗 中和除去及還原表面鉻酸 水洗 敏化吸著PD-SV錯化物 水洗 除錫使PD活化 水洗 化學鎳 水洗 完成,2020/9/7,29,1.2 真空蒸鍍 真空蒸鍍法是在高真空下為金屬

19、加熱，使其熔融、蒸發(fā)，冷卻后在樣品表面形成金屬薄膜的方法,鍍層厚度為0.8-1.2uM。 加熱金屬的方法：有利用電阻產生的熱能，也有利用電子束的。 在對樹脂實施蒸鍍時，為了確保金屬冷卻時所散發(fā)出的熱量不使樹脂變形，有必須對蒸鍍時間進行調整。此外，熔點、沸點太高的金屬或合金不適合于蒸鍍。,真空蒸鍍的流程： 1.脫脂處理：用丙酮或酒精進行清洗塑件。 2.表面處理：用電暈放電處理，紫外線照射處理等,2020/9/7,30,3. 底面涂布/硬化處理：為了得到精美的蒸鍍膜，有時必須進行底面涂布處理。進行底面涂布處理可以得到以下的效果 A 改善樹脂與蒸鍍膜之間的密接性 B 將成形品表面的微小凹凸部分填平，

20、以獲得如鏡面一樣的表面 無論是為了得到反射鏡作用而實施真空蒸鍍，還是對密接性較低的奪鋼進行真空蒸鍍時，都必須進行底面涂布處理。本公司的產品中Fortron與金屬膜的密接性較高，若不需要制品的表面如鏡面一樣時，則可省去底面涂布處理。（這時，蒸鍍表面會依存于成形品的表面）底面涂布工藝基本與涂布工藝相似。如一般的涂料一樣，可以使用噴槍進行噴涂。 4.真空蒸鍍工藝: 蒸鍍用金屬為Al、金等 5.表面涂布/硬化處理: 由真空蒸鍍所產生的金屬薄膜相當?shù)谋?，為了利用外界的化學、物理等性能，以達到保護蒸鍍膜的目的，有時需要實施表面涂布處理(或過量涂布)。表面涂布就是使用人們所說透明的涂料，與底面涂布一樣，采用

21、與涂布相同的工藝進行涂布、固化。,2020/9/7,31,1.3 濺鍍 濺鍍原理: 主要利用輝光放電(glow discharge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面, 靶材的原子被彈出而堆積在基板表面形成薄膜。 濺鍍薄膜的性質、均勻度都比蒸鍍薄膜來的好,但是鍍膜速度卻比蒸鍍慢很多。新型的濺鍍設備幾乎都使用強力磁鐵將電子成螺旋狀運動以加速靶材周圍的氬氣離子化, 造成靶與氬氣離子間的撞擊機率增加, 提高濺鍍速率。一般金屬鍍膜大都采用直流濺鍍,而不導電的陶磁材料則使用RF交流濺鍍,基本的原理是在真空中利用輝光放電(glow discharge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)

22、表面，電漿中的陽離子會加速沖向作為被濺鍍材的負電極表面，這個沖擊將使靶材的物質飛出而沉積在基板上形成薄膜。,2020/9/7,32,一般來說，利用濺鍍制程進行薄膜披覆有幾項特點： (1)金屬、合金或絕緣物均可做成薄膜材料。 (2)再適當?shù)脑O定條件下可將多元復雜的靶材制作出同一組成的薄膜。 (3)利用放電氣氛中加入氧或其它的活性氣體，可以制作靶材物質與氣體分子的混合物或化合物。 (4)靶材輸入電流及濺射時間可以控制，容易得到高精度的膜厚。 (5)較其它制程利于生產大面積的均一薄膜。 (6)濺射粒子幾不受重力影響，靶材與基板位置可自由安排。 (7)基板與膜的附著強度是一般蒸鍍膜的10倍以上，且由于

23、濺射粒子帶有高能量，在成膜面會繼續(xù)表面擴散而得到硬且致密的薄膜，同時此高能量使基板只要較低的溫度即可得到結晶膜。 (8)薄膜形成初期成核密度高，可生產10nm以下的極薄連續(xù)膜。 (9)靶材的壽命長，可長時間自動化連續(xù)生產。 (10)靶材可制作成各種形狀，配合機臺的特殊設計做更好的控制及最有效率的生產。,2020/9/7,33,1.4 涂鍍 利用專門的配置的兩種涂液，在金屬件需要鍍的部分不?！巴克ⅰ?，在涂刷區(qū)域產生化學反應，堆積出一個涂層，手工操作，用于工件上面的“加料”，以達到尺寸要求，常用于柴油機曲軸，連桿等的處理。有污染,2020/9/7,34,壓(亞)克力,壓克力英文Acrylics音譯

24、，它是丙烯酸類化學品的通稱。在塑料領域，壓克力是指聚甲酯即PMMA，是一種具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。 壓克力板材也有優(yōu)劣之分，在目前國內的壓克國板材市場上，存在著一種價格低廉、品質低下的壓克力板-回收壓克力板。這類板材，是采用回收壓克力邊角料，經過熱降解后得到再生MMA（甲基丙烯酸甲酯）單體，再由化學聚合反應之后得來。需要指明的是，在國外，壓克力生產商制訂有科學的廢料回收計劃，并投巨資建有廢料裂解工廠，經過嚴格的工藝流程，可以重新得到純凈的MMA單體，與新合成單體，品質上沒有任何區(qū)別。而眼下國內的一些工藝落后的作坊式小工廠，由于片面追求利潤、生產條件簡陋，生產出的降解單體，純度不高，制

25、成板材后，其品質往往不敢恭維。,2020/9/7,35,特性純新料透明亞克力板：A：透光率大于92%，截面處透明無色B：抗紫外線性能優(yōu)異，戶外5-8年不褪色、失光、變黃、開裂C：表面硬度高，與鋁材和黃銅相當D：抗開裂和抗化學品性能優(yōu)良 E：高品質的保護膜，提供足夠保護回收料再生板透明亞克力板：A：透光率小于86%，截面處發(fā)黃B：抗紫外線性能非常差，最多半年就會黃變、陽光照射下容易出現(xiàn)裂紋 C：表面硬度低，易劃傷 D：容易開裂 E：保護膜質量低劣，易老化變質。,2020/9/7,36,鑒別方法： 回新料再生板： A：再生板外觀泛黃。 B：表面容易刮傷，切割是產生刺激嗅味。 C：熱成型加熱時，容易

26、產生氣泡變形。 D：對油漆、油墨敏感，容易出現(xiàn)銀紋或裂紋。 E：燃燒時，起泡發(fā)出黑煙并有刺激氣味。 純新料亞克力板： A：再生板外觀顏色純正，從截面看尤為明顯。 B：優(yōu)異的表面硬度和抗劃傷性能，切割是無刺激嗅味。 C：熱成型加熱時，不容易產生氣泡和變形。 D：對油漆、油墨適應性穩(wěn)定。 E：燃燒時，不起泡無黑煙沒有刺激氣味。,2020/9/7,37,種類 亞克力板按生產工藝分澆鑄板和擠壓板，按透光度可分為透明板、半透明板（包括染色板透明板）、色板（包括黑白及彩色板）、；按性能分抗沖擊板、抗紫外線板、普通板和特殊板如高抗沖板、阻燃板、磨砂板、金屬效果板、高耐磨板、導光板等 A：澆鑄板：分子量高，具有出色的剛度、強度以及優(yōu)異的抗化學品性能。因而比較適合加工大尺寸的標識牌匾，相對在軟化過程中時間稍長。這種板材的特點是小批量加工，在顏