铝合金表面处理的方法有哪些
铝合金压铸件表面处理分为前处理和后处理,前处理是为了去除表面氧化皮、油污,增加后处理附着力及改善外观效果。铝合金压铸件表面前处理最常用的有抛丸、喷砂和磷化3种,后处理一般使用喷涂、氧化、电镀、电泳4种。其他的表面处理方法因成本的原因,只应用于有特殊要求的产品上。
从成本方面进行选择,前处理依次为抛丸→喷砂→磷化→抛光,喷涂→电泳→氧化→电镀。磷化后只能进行喷涂、电泳,不能再做氧化、电镀处理。
从装饰和防腐蚀方面进行选择,前处理依次为抛光→磷化→喷砂→抛丸,氧化→电镀→喷涂→电泳。
汽车发动机壳体一般采用抛丸→喷涂处理。
表面前处理方法
1、手工处理:
如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮,但手工处理劳
动强度大、生产效率低,质量差,清理不彻底。
2、化学处理:
主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应,使其溶解在酸性或碱性的溶液中,以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污,再利用尼龙制成的毛刷辊或
304#不锈钢丝(耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。化学处理适应于对薄板件清理,但缺点是:若时间控制不当,即使加缓蚀剂,也能使钢材产生过蚀现象,对于较复杂的结构件和有孔的零件,经酸性溶液酸洗后,浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除,若处理不当,将成为工件以后腐蚀的隐患,且化学物易挥发,成本高,处理后的化学排放工作难度大,若处理不当,将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高,此种处理方法正被机械处理法取代。
3、机械处理法:
主要包括钢丝刷辊拉丝法,机械抛光法、喷丸法。
a、钢丝刷辊抛光法也就是刷辊在电机的带动下,刷辊以与轧件运动相反的方向在板带的上下表面高速旋转刷去氧化皮。刷掉的氧化皮采用封闭循环冷却水冲洗系统冲掉。
b、 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度。
c、喷丸分为抛丸和喷砂:
用钢丸或砂粒进行表面处理,打击力大,清理效果明显。但抛丸对薄板工件的处理,容易使工件变形,且钢丸打击到工件表面(无论抛丸或喷丸)使金属基材产生变形,由于Fe304和FE203没有塑性,破碎后剥离,而油膜与其材一同变形,所以对带有油污的工件,抛丸、喷砂无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中,清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除,严重影响操作工人的健康并污染环境。
根据使用的方法不同,可将表面后处理技术分为下述种类。
一、电化学方法
这种方法是利用电极反应,在工件表面形成镀层。其中主要的方法是:
1、电镀
在电解质溶液中,工件为阴极,在外电流作用下,使其表面形成镀层的过程,称为电
镀。镀层可为金属、合金、半导体或含各类固体微粒,如镀铜、镀镍等。
2、氧化
在电解质溶液中,工件为阳极,在外电流作用下,使其表面形成氧化膜层的过程,称
为阳极氧化,铝合金表面形成三氧化二铝膜。
3、电泳
工件作为一个电极放入导电的水溶性或水乳化的涂料中,与涂料中另一电极构成解电路。在电场作用下,涂料溶液中已离解成带电的树脂离子,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。这些带电荷的树脂离子,连同被吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面,形成涂层,这一过程称为电泳。
二、化学方法
这种方法是无电流作用,利用化学物质相互作用,在工件表面形成镀覆层。其中主要的方法是:
1、化学转化膜处理
在电解质溶液中,金属工件在无外电流作用,由溶液中化学物质与工件相互作用从而
在其表面形成镀层的过程,称为化学转化膜处理。如金属表面的发蓝、磷化、钝化、铬盐处理等。
2、化学镀
在电解质溶液中,工件表面经催化处理,无外电流作用,在溶液中由于化学物质的还
原作用,将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程,称为化学镀,如化学镀镍、化学镀铜等。
三、热加工方法
这种方法是在高温条件下令材料熔融或热扩散,在工件表面形成涂层。其主要方法是:
1、热浸镀
金属工件放入熔融金属中,令其表面形成涂层的过程,称为热浸镀,如热镀锌、热镀铝等。
2、热喷涂
将熔融金属雾化,喷涂于工件表面,形成涂层的过程,称为热喷涂,如热喷涂锌、热
喷涂陶瓷等。
3、热烫印
将金属箔加温、加压覆盖于工件表面上,形成涂覆层的过程,称为热烫印,如热烫印铜箔等。
4、化学热处理
工件与化学物质接触、加热,在高温态下令某种元素进入工件表面的过程,称为化学热处理,如渗氮、渗碳等。
5、堆焊
以焊接方式,令熔敷金属堆集于工件表面而形成焊层的过程,称为堆焊,如堆焊耐磨合金等。
四、真空法
这种方法是在高真空状态下令材料气化或离子化沉积于工件表面而形成镀层的过程。
其主要方法是。
1、物理气相沉积(PVD)在真空条件下,将金属气化成原子或分子,或者使其离子化成离子,直接沉积到工件表面,形成涂层的过程,称为物理气相沉积,其沉积粒子束来源于非化学因素,如蒸发镀溅射镀、离子镀等。
2、离子注入
高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的过程,称为离子注入,如注硼等。
3、化学气相沉积(CVD)低压(有时也在常压)下,气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程,称为化学气相镀,如气相沉积氧化硅、氮化硅等。
五、喷涂
喷涂通过喷枪或碟式雾化器,借助于压力或离心力,分散成均匀而微细的雾滴,施涂于被涂物表面的涂装方法。可分为空气喷涂、无空气喷涂、静电喷涂。
1、空气喷涂
空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流,流过喷枪喷嘴孔形成负压,负压使漆料从吸管吸入,经喷嘴喷出,形成漆雾,漆雾喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。
2、无空气喷涂
无空气喷涂是利用柱塞泵、隔膜泵等形式的增压泵将液体状的涂料增压,然后经高压软管输送至无气喷枪,最后在无气喷嘴处释放液压、瞬时雾化后喷向被涂物表面,形成涂膜层。由于涂料里不含有空气,所以被称为无空气喷涂,简称无气喷涂。
3、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。
1、喷砂,主要作用是表面清理,在涂装(喷漆或喷塑)前喷砂可以增加表面粗糙度,对附着力提高有一定贡献,但贡献有限,不如化学涂装前处理。
2、钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法。
3、着色:对铝进行上色主要有两种工艺:一种是铝氧化上色工艺,另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色,以满足一定使用要求,如光学仪器零件常用着黑色,纪念章着上金黄色等。
导电氧化(铬酸盐转化膜)——用于既要防护又要导电的场合。
4、化学抛光化学抛光是利用铝和铝合金制作在酸性或碱性电解质溶液中的选择性自溶解作用,来整平抛光制年表面,以降低其表面粗糙度、PH的化学加工方法。
这种抛光方法具有设备简单、不用电源,不受制件外型尺寸限制,抛兴速度高和加工成本低等优点。铝及铝合金的纯度对化学抛光的质量具有很大的影响,它的纯度愈高,抛光质量愈好,反之就愈差。
5、化学氧化:氧化膜较薄,厚度约为0.5~4微米,且多孔,质软,具有良好的吸附性,可作为有机涂层的底层,但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜;
铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。
按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸-磷酸盐膜。
6、喷涂:用于设备的外部防护、装饰,通常都在氧化的基础上进行。铝件在涂装前应进行前处理才能使涂层和工件结合牢固,一般的有三种方法:磷化(磷酸盐法)、铬化(无铬铬化)、化学氧化。
7、电化学氧化,铝及铝合金的化学氧化处理设备简单,操作方便,生产效率高,不消耗电能,适用范围广,不受零件大小和形状的限制。氧化膜厚度约为5~20微米(硬质阳极氧化膜厚度可达60~200微米),有较高硬度,良好的耐热和绝缘性,抗蚀能力高于化学氧化膜,多孔,有很好的吸附能力。
铝合金的表面处理方法有阳极氧化法、电镀处理法,浸润处理法、表面喷涂法、喷丸处理法、真空喷镀法。
阳极氧化法:阳极化处理法是利用直流电、交直流电的电解原理,在工件或制品的表面形成一层氧化膜,以增加抗蚀能力并使外观漂亮的方法。
电镀处理法:电镀处理法,是把工件作为阴极,把形成镀层的材料作为阳极,把两者都放在有电镀液的槽中,然后通以直流电或交直流电,使形成镀层的材料离子化并从电镀液里跑向工件表面,牢牢地结附于其上形成不同厚度镀层的方法。
浸润处理法:先用除油液清除净铸件或制品上的油污,然后用25-30℃的温热水冲洗干净,进行保温。然后放入浸润器内并加盖密封,抽真空到0.7-0.8MPa,保持65℃左右的温度,再把已配好的浸润剂注入浸润器内。浸润8-10h后,通入经过干燥的压缩空气,使其内的压力保持在0.4MPa左右,再保持8-10h,最后放气取出铸件或制品进行风干。
表面喷涂法:在铸铝件或铝合金构件、制品上喷涂油漆是为了提高其抗腐蚀能力。对要求耐蚀性好的铸件或制品,应在喷前对铝铸件或制品进行阳极氧化或化学氧化,目的一是增加其本身的耐蚀能力,二是可使油漆粘结的更牢固,然后再刷底漆、刷面漆。
喷丸处理法:把铝合金铸件装入喷丸机的滚筒内,用高速运转的弹丸流喷射到铸件表面。由于铸件同时在不断地翻动,因而使其所有的表面均受到了弹丸的喷射而得到强化。
真空喷镀法: 把待喷镀的产品或型材放入喷镀机的真空室内作为阴极,把形成喷镀层的材料作为阳极,关闭真空室后抽真空到一定的真空度,用高功率的等离子枪把喷镀材料以离子状态溅射并沉积到作为阴极的产品或型材上,形成一层2-10um的喷镀层,呈现多种亮丽的光泽。
阳极处理是采用阳极氧化的方式,使铝型材表面形成一层致密的氧化膜,从而起到防止铝型材腐蚀的目的。现在更加流行的是粉末涂料喷涂,在铝型材表面喷涂一层粉末涂料,既美观,又防腐,同时起到良好的装饰效果。
1、喷砂:主要作用是表面清理,在涂装(喷漆或喷塑)前喷砂可以增加表面粗糙度,对附着力提高有一定贡献,但贡献有限,不如化学涂装前处理。
2、着色:对铝进行上色主要有两种工艺:一种是铝氧化上色工艺,另外一种是铝电泳上色工艺。在氧化膜上形成各种颜色,以满足一定使用要求,如光学仪器零件常用着黑色,纪念章着上金黄色等。
3、导电氧化(铬酸盐转化膜):用于既要防护又要导电的场合。
4、阳极氧化法:阳极化处理法是利用直流电、交直流电的电解原理,在工件或制品的表面形成一层氧化膜,以增加抗蚀能力并使外观漂亮的方法。
5、电镀处理法:电镀处理法,是把工件作为阴极,把形成镀层的材料作为阳极,把两者都放在有电镀液的槽中,然后通以直流电或交直流电,使形成镀层的材料离子化并从电镀液里跑向工件表面,牢牢地结附于其上形成不同厚度镀层的方法。
6、浸润处理法:先用除油液清除净铸件或制品上的油污,然后用25-30℃的温热水冲洗干净,进行保温。然后放入浸润器内并加盖密封,抽真空到0.7-0.8MPa,保持65℃左右的温度,再把已配好的浸润剂注入浸润器内。
浸润8-10h后,通入经过干燥的压缩空气,使其内的压力保持在0.4MPa左右,再保持8-10h,最后放气取出铸件或制品进行风干。
2、喷砂:铝表面处理的目的是用来克服和掩盖铝合金在机械加工过程中产生的一些缺陷以及满足客户对产品外观的一些特殊要求。有玻璃砂、钨砂等,呈现不同感觉,类似毛玻璃的粗燥质感,细的砂型同样可以表现出高档的产品。
3、金属电镀方法:比较常见,同时有打磨后电镀的处理工艺。
4、车纹:铝表面处理是模具成型后再次加工的处理方式,使用车床加工出纹路,成体表现为非常规则的纹理特征。
5、擦纹:有叫做拉丝,表现相似于车纹,都是表面形成流畅的连续纹路,不同的是,车纹表现为环状纹路,擦纹表现为直线批花。
6、氧化(上色):铝表面处理氧化的用途分两方面,增强物理特性,可以达到上色目的。
以上是铝表面处理一些比较常见的方式方法,希望对您有所帮助!(答案来自网络)
2、表面喷砂抛丸处理
3、表面拉丝处理
这三条都是处理的素铝,出来的都是铝本色,应该是半成品或做工业铝材的零部件用。
建筑铝材表面还有很多处理方式,我所了解的按档次依次是
阳极氧化(大多还是铝本色)、静电粉末喷涂(颜色丰富,物美价廉,用的最多)、电泳(主要就是亮闪闪的K金、K银、香槟色)、氟碳喷涂(颜色丰富,耐候性强,价格较高)、热转印(主要是木纹转印,呈现木材纹理,好看,但和木头没法比,价格挺高,但也不是贵到离谱)。
1、表面研磨抛光处理
利用机械、化学或电化学的方法,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光工艺主要分为:机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果,给人以高档简约、时尚的感觉。
2、表面喷砂抛丸处理
利用高速砂流的冲击作用清理和粗化金属表面的过程。这种表面处理能够使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善。
3、表面拉丝处理
金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。金属拉丝工艺,可以清晰显现每一根细微丝痕,从而使金属哑光中泛出细密的光泽,兼备时尚和科技感。
2、化学氧化:氧化膜较薄,厚度约为0.5 ~ 4微米,且多孔,质软,具有良好的吸附性,可作为有机涂层的底层,但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜。
3、粉末静电喷涂:粉末静电喷涂型材的特点是抗腐蚀性能优良,耐酸碱盐雾大大优于氧化着色型材。
4、铝及铝合金环保型化学抛光:确定开发以磷酸-硫酸为基液的环保型化学抛光新技术,该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析,其要重点研究硝酸的作用。
5、电泳涂漆:电泳涂漆型材表面光泽柔和,能抵抗水泥、砂浆酸雨的侵独,日本90%的铝型材都经过电泳涂漆。