表面處理：它是通過機械和化學的方法處理后，能在產(chǎn)品的表面上形成一層保護機體的保護層。在自然界中能達到穩(wěn)定狀態(tài)，增加機體的抗蝕性和增加產(chǎn)品的美觀，從而提升產(chǎn)品的價值。表面處理種類的選擇首先要從使用環(huán)境，使用壽命，人為欣賞的角度出發(fā)，當然經(jīng)濟價值也是考慮的核心所在。

 

表面處理的流程包括前處理，成膜，膜后處理。包裝，入庫。出貨等工序，其中前處理包括機械處理，化學處理。

 

機械處理包括噴吵，拋丸，打磨，拋光，打蠟等工序。機械處理目的使產(chǎn)品表面剔除凹凸不平，補救表面其它外觀不良現(xiàn)象。 化學處理使產(chǎn)品表面的油污銹跡去除，并且形成一層能使成膜物質(zhì)更好的結(jié)合或和化成活性金屬機體，確保鍍層有一個穩(wěn)定狀態(tài)，增加保護層的結(jié)合力，從而達到保護機體的作用。

 

鋁材表面處理

 

鋁材常見的化學處理有鉻化，噴漆， 電鍍，陽極氧化，電泳等工藝。其中機械處理有拉絲，拋光，噴吵，打磨等工藝。

 

第一節(jié) 鉻化

 

鉻化會便產(chǎn)品表面形成一層化學轉(zhuǎn)化膜，膜層厚度在 0.5-4um，這層轉(zhuǎn)化膜吸附性好，主要作為涂裝底層。外觀有金黃色，鋁本色，綠色等。這種轉(zhuǎn)化膜導電性能好，是電子產(chǎn)品的最好選項，如手機電池內(nèi)導電條，磁電設(shè)備等。該膜層適合所有鋁及鋁合金產(chǎn)品。但該轉(zhuǎn)化膜質(zhì)軟，不耐磨，因此不利于做產(chǎn)品外部件利用。

 

鉻化工藝流程：

 

脫脂—>鋁酸脫—>鉻化—>包裝—>入庫

 

鉻化適合于鋁及鋁合金，鎂及鎂合金產(chǎn)品。

 

品質(zhì)要求：

 

1）顏色均勻，膜層細致，不可有碰傷，刮傷，用手觸摸，不能有粗糙，掉灰等現(xiàn)象。

 

2 ）膜層厚度0.3-4um 。

 

第二節(jié)，陽極氧化

 

陽極氧化:可以使產(chǎn)品表面形成一層均勻，致密的氧化層，(Al2O3 。6H2O 俗名鋼玉)這種膜能使產(chǎn)品的表面硬度達到(200-300HV)，如果特種產(chǎn)品可以做硬質(zhì)陽極氧化，產(chǎn)品表面硬度可達 400-1200HV，因而硬質(zhì)陽極氧化是油缸，傳動，不可缺的表面處理工藝。

 

另外這種產(chǎn)品耐磨性非常好，可做航空，航天相關(guān)產(chǎn)品的必用工藝。陽極氧化和硬質(zhì)陽極氧化不同之處:陽極氧化可以著色，裝飾性比硬質(zhì)氧化要好的多。施工要點:陽極氧化對材質(zhì)要求很嚴格，不同的材質(zhì)表面有不同的裝飾效果，常用的材質(zhì)有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相對效果要差一些， 由于材質(zhì)中CU 的含量不同，因此7075 硬質(zhì)氧化呈黃色，6061，6063 呈褐色，但普通陽極氧化6061，6063，7075 沒多大的差別，但2024 就容易出現(xiàn)很多金斑。

 

一，常見工藝

 

常見的陽極氧化工藝有拉絲霧面本色，拉絲亮面本色，拉絲亮面染色，霧面拉絲染色(可染成任何色系)。拋光亮面本色，拋光霧面本色，拋光亮面染色，拋光霧面染色。噴吵亮面本色，噴吵霧面本色，噴沙染色。 以上鍍種均可用在燈飾器材上。

 

二，陽極氧化工藝流程

 

除油—>堿蝕—>化拋—>中和—>黎地—>中和

 

陽極氧化—>染色—>封孔—>熱水洗—>烘干

 

三，常見品質(zhì)異常判斷

 

A 表面出現(xiàn)花斑。這種異常一般是由于金屬調(diào)質(zhì)不好或材質(zhì)本身太差所至，處理辦法，重新熱處理。或更換材質(zhì)。

 

B 表面出現(xiàn)彩虹色。這種異常一般陽極作業(yè)失誤所致。，上掛時松動，造成產(chǎn)品導電不良。，處理辦法，退電重新陽極處理。

 

C，表面碰傷，刮傷嚴重。這種異常一般是由于運輸或加工過程中，作業(yè)大意所致，處理辦法，退電，打磨再電。

 

D，染色時表面出現(xiàn)白點。，這種異常一般是由于陽極作業(yè)時，水中有油，或其它雜質(zhì)所致。

 

四，品質(zhì)標準

 

1） 膜厚5-25um ，硬度在200HV 以上，封孔實驗色變率小于5%

 

2 ） 鹽霧實驗在36 小時以上，且能達到9 級以上CNS 標準

 

3 ） 外觀不能有碰傷，刮傷，彩云等現(xiàn)象。表面不能有掛點，發(fā)黃等不良現(xiàn)象

 

四，壓鑄鋁，如A380，A365，A382 等均不能做陽極氧化

 

第三節(jié)，鋁材電鍍工藝

 

一，鋁及鋁合金材料的優(yōu)點

 

具有導電性好，傳熱快，比重輕，易于成型等優(yōu)點，但鋁及鋁合金有硬度低，不耐磨，易發(fā)生晶間腐蝕，不易焊接，等缺點，影響到使用范圍。故為了揚長避短，現(xiàn)代工業(yè)中，利用電鍍解決了這一問題。

 

二，鋁材電鍍的優(yōu)點

 

1） 改善裝飾性，

 

2 ） 提高表面硬度與耐磨性

 

3 ） 降低摩擦系數(shù)，改善潤滑性。

 

4 ） 提高表面導電性能。

 

5 ） 提高耐蝕性（包括與其它金屬組合）

 

6 ） 易于焊接

 

7 ） 提高與橡膠熱壓合時的結(jié)合力。

 

8 ） 提高反光率

 

9 ） 修復尺寸公差

 

由于鋁是一個比較活潑的金屬，被電鍍物均比鋁材活潑性強，因此，電鍍前，必須做相應的化學轉(zhuǎn)化，如浸鋅，鋅鐵合金，鋅鎳合金，而使鋅及鋅合金底層有良好的結(jié)合力的中間層氰化鍍銅層。壓鑄鋁由于機體結(jié)構(gòu)疏松，打磨時，不能打磨掉機體表層部份，否則出現(xiàn)針孔，吐酸，脫皮等現(xiàn)象。

 

三，鋁材電鍍的工藝流程為

 

脫脂—>堿蝕—>活化—>鋅置換—>活化—>電鍍（如鎳，鋅，銅等）—>鍍鉻或鈍化—>烘干。

 

1、常見的鋁材電鍍鍍種有

 

鍍鎳（珍珠鎳，沙鎳，黑鎳），鍍銀（面銀，厚銀），鍍金，鍍鋅（彩鋅，黑鋅，藍鋅），鍍銅（青鼓銅，白錫銅，堿銅，焦銅，酸銅），鍍鉻（白鉻，硬鉻，黑鉻）等。

 

2、常見鍍種的用途

 

1） 鍍黑色，如黑鋅，黑鎳，等均用在光學電子及醫(yī)療器械上。

 

2 ） 鍍金，銀是電子產(chǎn)品的最好導體，同時也能提高產(chǎn)品的高等裝飾性，但價格比較昂貴，一般均用在電子產(chǎn)品導電方面，如高精電線端子等的電鍍。

 

3 ） 銅，鎳，鉻是現(xiàn)代科學領(lǐng)域中最普及的混合鍍種，不管在裝飾性，抗蝕性，均是目前世界上最普及的鍍種。價格低廉，可用在運動器材，燈飾，大部份電子行業(yè)中。

 

4 ） 銅系鍍種中，白錫銅是七八十年代發(fā)展起來用于環(huán)保形鍍種，白色亮麗，是首飾行業(yè)的首選。青銅（鉛錫銅可做仿金，因而是比較好的裝飾性鍍種）但銅的防變色性比較差，因而發(fā)展比較慢。

 

5 ） 鋅系電鍍：鍍鋅層呈青白色，易溶于酸，堿。由于鋅的標準電位比鐵負，對鋼鐵而言，可提供可靠的電化學保護。在工業(yè)大氣，海洋性大氣中使用的鋼鐵制品均可選擇鋅作保護層。

 

6 ） 硬鉻，在一定的條件下沉積的鉻鍍層有很高的硬度和耐磨性，硬度達到HV900-1200kg/mm ，鉻是常用鍍層中硬度最高的鍍層，可提高零件的耐磨性，延長使用壽命。如工，模，量，卡具，等。因此該鍍種是氣缸，油壓，傳動系統(tǒng)不可缺少的處理方式。

 

3、常見異常及改善措施

 

1） 脫皮：a 鋅置換不好，時間過長或太短，改善措施，重新確定置換時間，槽液溫度，槽液濃度等作業(yè)參數(shù)。

 

b ，活化不夠，改善措施，改變活化方式。

 

c 前處理不徹底，工件表面有油，改善措施，加強前處理。

 

2 ） 表面粗糙：a，電鍍液光劑，柔劑，針孔劑量不適，重新調(diào)整助劑數(shù)量。

 

b 機體表面本身粗糙，重新打磨后再電鍍。

 

3 ） 表面發(fā)黃屬低電位走勢不正，改變裝掛方式。加適量的走位劑。

 

4 ） 表面起毛齒：電鍍液太臟，加強過濾，作適當?shù)牟垡禾幚怼?/span>

 

4、品質(zhì)要求

 

1） 外觀無發(fā)黃，針孔，毛刺，起泡，碰傷，刮傷等不良現(xiàn)象。

 

2 ） 膜厚 15um 以上，鹽霧實驗48 小時，達美軍標9 級以上，電位差130-150mv 區(qū)間。

 

3 ） 結(jié)合力能通過60 度彎曲實驗。

 

4 ） 特殊環(huán)境的產(chǎn)品，可做相應的變動。

 

5、鋁及鋁合金電鍍操作注意事項

 

1） 鋁零件電鍍宜用鋁合金作掛具；

 

2 ） 鋁及鋁合金經(jīng)過浸蝕后的各道工序必須快速進行，工序之間的間歇時間越短越好，以免重新氧化；

 

3 ） 第二次浸鋅時間不能過長，以免造成過腐蝕；

 

4 ） 水洗必須洗干凈；

 

5 ） 電鍍過程中要防止中途斷電。

 

第四節(jié)，鋁材的涂裝

 

涂裝分為浸涂，噴涂，淋涂，滾涂和刷涂等，其中以浸涂和噴涂為主，浸涂也就是電泳涂裝，它采用電化學方法將有機樹脂的膠粒沉積在工件的表面上，形成透明或各種色系的有機涂層。其中，陰極電泳是七十年代發(fā)展起來的新工藝也是浸涂行業(yè)中主要工藝。優(yōu)點耐蝕性好，抗變色性能強，結(jié)合力好的特點。噴涂分為粉體涂裝和液體涂裝，其中靜電涂裝是目前業(yè)界中比較流行的工藝。

 

第五節(jié)，鋁材化學鍍

 

一，化學鍍原理

 

化學鍍是在無電流通過（無外界動力）時借助還原劑在同一溶液中發(fā)生的氧化還原作用，從而使金屬離子還原沉積在零件表面上的一種鍍覆方法。所以化學鍍可以敘述為一種用以沉積金屬的，可控制的，自催化的化學還原過程，其反應通式為：

 

二，化學鍍的特點

 

隨著工業(yè)的發(fā)展，化學鍍己成為一種具有很大發(fā)展前途的工藝技術(shù)，同其它鍍覆方法比較，化學鍍具有如下特點：

 

1） 可以在由金屬，半導體和非導體等各種材料制成的零件上鍍覆金屬。

 

2 ） 無論零件的幾何形狀如何復雜，凡能接觸到溶液的地方都能獲得厚度均勻的鍍層。

 

3 ） 對于自催化的化學鍍來說，可以獲得較大厚度的鍍層，甚至可以電鑄。

 

4 ） 無需電流。

 

5 ） 鍍層致密，孔隙少。

 

6 ） 鍍層往往具有特殊的化學，機械性能。

 

由于化學鍍有很多的優(yōu)點，因此化學鍍越來越在工業(yè)，電子業(yè)界中發(fā)展速度較快。下面以化學鍍鎳為例做如下介紹：

 

1）化學鍍鎳由于用次磷酸鈉作還原劑，因此一般獲得的鍍層為鎳磷合金。依含磷量不同可以分為低磷（1%-4% ）中磷（4%-10%）和高磷（10%-12%）。從不同的PH 值的鍍液中可獲得不同含磷量的鍍層，在PH=4-5 時，可獲得中磷和高磷合金。從弱堿性液中PH=8-10 中可獲得低磷和中磷合金。含磷在8%以上的NI-P 合金是非晶態(tài)鍍層，因無晶界所以抗腐性能特別優(yōu)良。通過熱處理300-400 度變成非晶態(tài)與晶態(tài)的混合物時硬度可達HV=1150 ，化學鍍熱處理后硬度接近硬鉻的硬度，是替代硬鉻層的理想鍍層，又是可在鋁上施鍍的好鍍種（可適合所有鋁及鋁合金產(chǎn)品，包括鍛造，壓鑄，鋁型材等）。缺點：該鍍種脆性大，但經(jīng)熱處理后的產(chǎn)品可塑性大大提高。（一般經(jīng)400 度以上的熱處理四小時，其可塑性改善好多）

 

2）鋁材化學鍍鎳工藝流程：

 

超聲波除油—>除氧化膜—>第一次鋅置換—>和化—>第二次鋅置換—>化學鍍鎳—>鈍化—>超聲清洗—>烘烤—>全檢—>包裝

 

3 ） 不合格鍍層的退除：

 

鋼，鋁，銅，塑膠等化學鎳退層均可用濃硝酸退除。但零件要經(jīng)干燥后入槽，若帶入水分將導致基體金屬過腐蝕。工作溫度在35 度以下。

 

4 ） 品質(zhì)要求：

 

a 、膜厚在5-30um區(qū)間

 

b、鹽霧實驗達到24小時以上，達CNS標準9 級以上。

 

c、通過60 度彎曲實驗，無脫皮現(xiàn)象

 

d 、外觀無碰傷，刮傷，水跡等不良現(xiàn)象。

 

e、膜層均勻，不能有霧狀，白點，露鍍現(xiàn)象

 

三，常見異常處理

 

異常現(xiàn)象

 

可能產(chǎn)生的原因及糾正方法

 

反應慢，沉積速度低

 

1）PH值低，用NH4OH調(diào)整2）溫度過低3）次磷酸鈉含量不足，分析補充

 

鍍液反應激烈，呈沸騰狀，出現(xiàn)深灰色 鎳粉（鍍液自然分解的象征）

 

1）裝載量過大2）溫度過高或局部過熱鍍液掉入金屬屑或固體粒子3）次磷酸鹽含量過高4）PH值過高

 

槽壁和槽底沉積有金屬鎳

 

1）局部溫度過高2）槽襯破損，顯露基體金屬，更換槽

 

鍍液中亞磷酸未達到額定含量而發(fā)生 亞磷酸鎳沉淀

 

1）PH值太高2）絡(luò)合劑不足，應給補充

 

鍍層發(fā)暗

 

鍍液被鋅，銅等金屬雜質(zhì)污染，可用低電流密度處理，或適當補充次磷酸鈉后用廢件進行處理，直至鍍層正常為好

 

鍍層有麻點

 

氫氣停留在零件上，可攪動槽液或抖動工件來避免

 

鍍層易剝落

 

1）鍍前處理不徹底2）溫度波動太大

 

第六節(jié)，鍍層使用條件的分類及選用

 

從防腐蝕的要求來看，表面處理的設(shè)計應做如下考慮：

 

1) 貴金屬（金，鉑），含鉻在18%以上的不銹鋼，磁性合金材料，以及鎳銅合金等，一般不需要再加防護層。

 

2) 碳鋼，低合金鋼和鑄鐵制造的零件，在大氣中容易腐蝕，應加保護層。

 

3) 銅和銅合金制造的零件，根據(jù)不同的使用條件，采用光亮酸洗，鈍化，電鍍或涂漆保護等。用磷青銅或鈹青銅制造的精密零件可以不進行表面處理。

 

4) 鋁和鋁合金制造的零件，可以采用陽極氧化和封閉處理。不適于陽極氧化的小零件，可采用化學氧化處理。鑄造鋁合金可采用涂漆防護。

 

5) 鋅合金制造的零件，可以采用磷化，鈍化，電鍍或涂漆防護。

 

第七節(jié)，鋁材的電泳處理

 

鋁材的彩色電泳涂裝是一種新穎的表面處理工藝。它采用電化學方法將有機樹脂的膠體粒子沉積在零件上，形成透明或各種顏色的有機涂覆層。根據(jù)電泳漆中的樹脂粒子電離后帶電狀況的不同，可分為陽極電泳（樹脂粒子電離后成負離子）及陰極電泳（樹脂粒子電離后成正離子）。

 

電泳涂覆層的耐腐蝕性能極其優(yōu)良（能通過中性鹽霧試驗400 小時以上），抗變色性強；與基體金屬的結(jié)合力好，可進行各種機械加工；涂覆層色彩鮮艷，根據(jù)用戶的要求可以配制成各種顏色，常見的有金色，咖啡色，槍色，黑色等；與油漆比，施工性能好，對環(huán)境的污染和危害小。因此應用在汽車外殼及各種配件，自行車車把及配件，各種日用小五金配件，家具，工藝品等。由于陰極電泳比較先進，下面我們以陰極電泳作為我們介紹的主要課題；

 

陰極電泳涂裝是一復雜的電化學和膠體化學過程。電泳漆本身是一個膠體和懸浮體的多組分體系，存在著彌散相（樹脂，顏料微粒）和連續(xù)相（水）二種組分。陰極電泳的四種過程：

 

1、電泳 帶正電的水溶性樹脂粒子及其吸附的顏料，向陰極移動。

 

2、電沉積 帶正電的樹脂粒子到達零件（陰極）表面放電，形成不溶于水的沉積層，經(jīng)烘烤后形成漆膜。

 

3、電滲水份從沉積層滲析而出，當含水量下降到5%-15%時，即可烘烤。

 

4、電解水被直流電電解，放出氫氣與氧，由于電解導致滲透力下降，影響漆膜外觀，降低漆膜附著力，增加電耗，因此，減弱水的電解是很必要的。

 

五， 品質(zhì)標準

 

1）外觀無色差，桔皮，針孔，彩虹，碰傷，刮傷等其它異常

 

2）膜厚在 40-60um，鹽霧試驗 400 小時以上，過 CNS 標準的9級以上

 

3）膜層能過 60 度抗彎曲實驗，無脫皮現(xiàn)象

 

4)百格試驗和落球試驗均能達到國標