常见的金属表面处理方法 手把手教你认识

来源:金属热处理300问作者:张覃轶

金属产品运用在我们生活的各个角落,水龙头、门把手和窗户等等,这些都离不开金属制品的使用,然而有使用就会有消耗,怎么样最大程度的让这些金属制品为我们使用?如何增加它们的使用寿命?成为金属表面处理最基本的问题,探索金属表面处理的奥秘。

常见的金属表面处理方法

常见的金属表面处理方法

金属表面处理技术的目的在于提高表面硬度、耐磨性和耐蚀性等,从而提高模具产品质量,延长模具使用寿命。目前,各种模具表面处理新技术正得到业界越来越多的关注和推广应用。合理地应用模具表面处理技术以获得高精度的模具表面,是生产精度高且表面质量好的产品的必要条件。表面强化工艺成本较低,而模具寿命却可提高5~10倍甚至几十倍,经济效益十分显著。手把手带你认识常见的几种金属表面处理技术,针对目前我国的模具表面处理技术的应用现状,目前,模具制造企业主要应用的表面处理技术仍是以传统的表面淬火渗碳/氮技术、电镀与化学镀技术为主,而这些技术都不同程度地存在表面硬度分布不均、热处理变形等难以解决等多方面的问题。对于今后的技改方向,大家的共同关注点在于新技术的应用,如表面涂层技术、TD覆层处理技术、激光表面强化技术和电子束强化技术等。

    淬火

淬火

淬火

最传统的压铸模具热处理工艺是淬火-回火,以后又发展了表面处理技术。由于可作为压铸模具的材料多种多样,同样的表面处理技术和工艺应用在不同的材料上会产生不同的效果。史可夫提出针对模具基材和表面处理技术的基材预处理技术,在传统工艺的基础上,对不同的模具材料提出适合的加工工艺,从而改善模具性能,提高模具寿命。热处理技术改进的另一个发展方向,是将传统的热处理工艺与先进的表面处理工艺相结合,提高压铸模具的使用寿命。如将化学热处理的方法碳氮共渗,与常规淬火、回火工艺相结合的NQN,即碳氮共渗-淬火-碳氮共渗复合强化,不但得到较高的表面硬度,而且有效硬化层深度增加、渗层硬度梯度分布合理、回火稳定性和耐蚀性提高,从而使得压铸模具在获得良好心部性能的同时,表面质量和性能大幅提高。   

  金属表面拉丝工艺:

金属表面拉丝工艺

金属表面拉丝工艺

拉丝可根据装饰需要,制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦获取。

改变不锈钢刷的钢丝直径,可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理:采用两组同向旋转的差动轮,上组为快速旋转的磨辊,下组为慢速转动的胶辊,铝或铝合金板从两组辊轮中经过,被刷出细腻的断续直纹。   

乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下,使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工,对铝或铝合金板的表面要求较高。

波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动,在铝或铝合金板表面磨刷,得出波浪式纹路。

旋纹也称旋光,是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上,用煤油调和抛光油膏,对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。

螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机,将其固定在桌面上,与桌子边沿成60度左右的角度,另外做一个装有固定铝板压茶的拖板,在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动,在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。

阳极氧化着色:

阳极氧化着色

阳极氧化着色

作为轻金属的铝及其类别合金,在工业设计中已经越来越普遍。MP3播放器、DSC、手机、NB、甚至桌面电脑等,均可见轻金属身影,NB采用镁合金比例更已超過50%,苹果的MP3播放器、桌面电脑与Sony的DSC,甚至大量采用铝合金材料。

铝合金的氧化着色是小型机电产品常用的一种表面处理工艺,其作用主要是增强产品表面的抗蚀能力和使产品具有装饰效果。

氧化着色效果与铝合金的材料成分和工艺参数有关。铝合金表面氧化着色后通常还有后续处理工艺,使整个产品更具美观性。另外还有一点,着色并非是氧化的后处理,是在氧化的同时进行的。

常用的有下面几种氧化着色处理方法:

1.着色阳极氧化膜铝的阳极氧化膜,靠吸附染料而着色。

2.自发色阳极氧化膜这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液中在电解作用下,由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。

3.电解着色阳极氧化膜的着色,通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。

    铝板钻石雕刻:

在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色,相对其他热塑性塑料来说成本较低典型用途电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、户外护栅。

 表面电镀工艺:

表面电镀工艺

表面电镀工艺

电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中﹐以被镀基体金属为阴极﹐通过电解作用﹐使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来﹐形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属﹐具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层﹐装饰性镀层及其它功能性镀层。  

电镀工艺过程:一般包括电镀前预处理﹐电镀及镀后处理三个阶段。

    表面喷砂:

表面喷砂

表面喷砂

喷砂处理在金属表面的应用是非常普遍的,原理是将加速的磨料颗粒向金属表面撞击,而达到除锈、去毛刺、去氧化层或作表面预处理等,它能改变金属表面的光洁度和应力状态。而一些影响喷砂技术的参数是需要留意的,如磨料种类、磨料粒度、喷射距离、喷射角度和速度等。除了喷砂处理外,拋丸处理亦是其中的一个很好选择。   

喷砂工艺可分为气压喷枪及叶轮拋丸两种,而喷砂工艺的优点在于它能够除披峰、去除在压铸、冲压、火焰切割和锻压后的毛刺,对较薄工件及有毛孔的毛刺效果更好,它可清理砂铸过程残余的砂粒、清理铸铁件或钢材的锈渍、清理热处理、烧悍、热锻、辗压等热工序后的除氧化皮。另外,在涂层应用上,它可把现有的涂料或保护层除去,在覆盖铸件上的缺陷如龟裂或冷纹,提供光泽表面。

再加上于表面应力上,它能提供一致性的粗化表面,上油及喷涂效果,在高应力的金属件如弹簧和连接杆经局部被不断敲打,会产生变形并呈现强化现象。此强化效果是需要使用圆形磨料如不锈钢丸,在高能量的拋丸机或专用强力喷砂机中使用。如要测定机器的表面强化效果,可把测试工件进行拋丸或喷砂处理,然后测出变形量是否符合要求。

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