产品设计常用表面处理工艺

产品设计常用表面处理工艺
表面处理：是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。

表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。

对于金属铸件，我们比较常用的表面处理方法是，机械打磨，化学处理，表面热处理，喷涂表面，表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧化皮等。

1.静电喷塑:塑粉在高压直流（60-90kV）电场中带负电荷，在静电场及气流联合作用下飞下工件表面，经加热后，涂料粉末熔融固化成漆层的过程称。

特点：涂层优良，粉末涂料尤其是优良的丙烯酸粉末和聚氨酯粉末，漆膜性能更佳;
粉末涂料不含溶剂也不用底漆。

喷涂过的粉末可回收，涂料利用率达99%，节约成本。

喷涂工艺简单，且一次可喷涂40-100um厚涂层。

但设备较复杂，投入大，工艺要求较严格。

设备：喷涂室+高压静电发生器+喷枪+供粉器+粉末回收装置+烘烤固化设备
工艺流程：前处理（去油污、磷化、钝化）--保护不喷面—喷粉（电压：60-90kV;气压：0.15-0.2MPa）—加热固化—修补缺陷。

工艺参数：
电压：60-90kV；气压：0.15-0.2MPa；
枪与工件距离10-20cm；供粉量:150-250g/min;
固化温度：（180±5）℃，30min；
膜层厚度：60-70um;
2.静电喷漆：雾化的油漆微粒在直流高压（60-90kV）的电场中带负电荷，在电场里的作用下飞向带正电的工件表面，形成漆膜。

特点：比手工喷漆生产效率高劳动条件好；漆膜质量高，膜厚均匀、光洁。

比手工喷漆节约油漆约60%。

但投资较大，工艺复杂。

工艺参数：
电压：氨基漆75kV，丙烯酸漆70kV；漆液电阻率：10-50MΩ·cm；漆料粘度：氨基漆24s，丙烯酸漆22s;
输漆量：40ml/min;
枪与工件距离:30cm；工件运行速度：0.8m/min;
喷枪转速：2800r/min以上；
膜层厚度：20-30um;
固化温度：（180±5）℃，30min；
3.氟碳喷涂：以聚偏二氟乙烯树脂为基料，配以金属微粒为色料制成的各种涂料静电喷涂的工艺称为氟碳喷涂，香港称为锔油。

属于高档次喷涂价格较高，具有优异的耐磨性，抗冲击性、抗退色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的耐腐蚀性，抗紫外线能力强，抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。

特点：超耐候性,实验表明户外使用可达20年以上；耐腐蚀，氟碳涂层配合其他涂层使用；耐污性，氟碳涂料具有自润滑性表面光滑容易
清洗。

附着性能强，施工方便，可喷涂、刷涂、滚涂；装饰性能好，可调配出实体色，金属色、珠光色以及各种光泽；耐温性好，聚四氟乙烯涂层可长期在-250-+250℃下使用。

能耐瞬间300℃的高温。

4.电泳：类似电镀，工件放在电解液中。

与电解液中另一电极分别在直流电的两端，构成电解电路。

电解液为导电水溶性或水乳化的涂料。

涂料溶液中已经被电解的阳离子在电场力的作用下向阴极移动，阴离子向阳极移动，这些带电的树脂离子连同呗吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面并失去电荷形成湿的涂层。

分为阳极电泳和阴极电泳：
阳极电泳：原料价格便宜（一般比阴极电泳便宜50%）；设备较简单，投资少（一般比阴极电泳便宜30%）；技术要求较低；涂层耐蚀性能较阴极电泳差（约为阴极电泳寿命之1/4）。

阴极电泳涂层耐蚀性高的原因是：工件是阴极，不发生阳极溶解，工件表面及磷化膜不破坏；电泳涂料（一般为含氮树脂）对金属有保护作用，且所用漆价高质优。

特点：在涂装方法中，电泳生产效率最高只要将工件投入涂料中几分钟即可,适合大批量生产;图层质量好，表面均匀，漆膜紧密，附着力好，不会出现流痕不均匀等缺陷。

原料利用率高；
工艺流程及参数：
除油（碱性化学除油液60℃蒸汽，20min）
→热水洗（60℃蒸汽，20min）
→除锈（硫酸或盐酸除锈液+1.5%清洗剂，室温下洗10-20min）
→冷水洗（流动冷水1min）
→磷化（60℃，10min）
→热水洗→钝化
→阳极电泳（电解液成分：电泳漆；电压：70±10V;时间：2-2.5min；漆液温度：15-35℃；pH值8-8.5；漆膜厚度：≦40um）
→清水洗→烘干（（165±5）℃，40-60min）
5.阳极氧化：金属或合金的电化学氧化。

金属及其合金作为阳极在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。

通常是指硫酸阳极氧化。

（铝及铝合金、镁合金、锌合金、钢等都可阳极氧化）
特点：提高硬度、耐磨性、耐腐蚀性，绝缘性和耐热性均有大幅提高。

铝合金的氧化：装饰氧化：厚度5-20um，其中草酸阳极氧化最好，氧化膜厚度8-20um，只需改变工艺参数就可获得多种不同颜色的膜层。

氧化膜弹性及绝缘性能良好，但成本高（稀硫酸阳极氧化的3-5倍），有一定毒性。

稀硫酸阳极氧化用途最广
硬质氧化：厚度可达60-200um，硬度3500HV以上，耐热性能：硬质氧化熔点2050℃。

耐蚀性能：耐大气腐蚀，在3%NaCl中可经受数千小时。

硬度高，耐磨性能好。

常用的是硫酸硬质阳极氧化。