今天我们就一起来看看表面处理工艺的14大技术百科,看看你学会了哪些方法:
真空电镀
真空镀():属物理沉积现象。在真空条件下,将氩气注入靶材,靶材分离成分子,被导电材料吸附钢材拉丝工艺,形成均匀、光滑的类金属表面层。

典型产品:反射涂层、消费电子产品表面处理和隔热板
适合生产:单件至大批量
品质:高品质、高光泽度及产品表面有保护层
速度:中等生产速度,6小时/周期(包括喷漆)

适用材料
1. 可进行真空电镀的材质有很多,包括金属、软硬塑料、复合材料、陶瓷、玻璃等,其中最常用于电镀表面处理的是铝,其次是银、铜。
2、天然材料不适合进行真空电镀,因为天然材料本身的水分会影响真空环境。
工艺成本
真空电镀高度依赖人工操作,在真空电镀过程中,工件需要经过喷涂、装料、卸料、重喷等工序,因此人工成本相当高,但也取决于工件的复杂程度和数量。
对环境造成的影响
真空电镀对环境的影响很小,与喷涂对环境的影响类似。
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杜卡迪摩托车真空镀膜

香水瓶真空镀膜

其他产品真空电镀
电解抛光
电解抛光():以被抛光工件为阳极,以难溶性金属为阴极,两电极同时浸入电解槽内,通过直流电离反应,产生选择性阳极溶解,从而达到去除工件表面细小毛刺、增加光亮度的效果。

典型产品:建筑结构、食品加工和储存、医疗和制药
适合生产:单件至大批量
品质:高光泽表面,光滑卫生
速度:中等生产速度,5-30分钟/周期
适用材料
1、大多数金属都可以进行电解抛光,最常用于不锈钢(特别是奥氏体核级不锈钢)的表面抛光。
2、不同材质不能同时进行电解抛光,甚至不能放在同一种电解溶剂中。

工艺成本
电解抛光的整个过程基本都是自动完成的,因此人工成本很低。
对环境造成的影响
电解抛光使用危害较小的化学药剂,整个过程仅需少量的水,操作简单,并可延长不锈钢的性能,减缓其腐蚀。
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电解抛光清洁焊缝



其他产品电解抛光
光刻表面处理
光刻技术:简称照相制版,利用照相技术制作防腐膜影像以保护表面,是利用化学腐蚀剂腐蚀金属、塑料等,产生表面纹理的一种方法。

典型产品:珠宝、铭牌、奖杯的表面处理
适合生产:单件至大批量
质量:长时间曝光和化学处理均可实现光刻表面效果
速度:中等生产速度(50-100微米/5分钟)

适用材料
1. 大多数金属都适合光刻表面处理,最常见的有不锈钢、低碳钢、铝、黄铜、镍、锡、铜和银。铝的光刻速度最快,而不锈钢的光刻速度最慢。
2、玻璃和陶瓷也适合光刻表面处理,但需要不同的光刻胶和化学品。

工艺成本
1.模具成本低
2. 劳动力成本中等
对环境造成的影响
光刻产生的金属废料必须以受控的方式回收利用;光刻所用的化学品也有三分之一是三氯化铁,处理废弃的感光胶片时也会用到烧碱(苛性钠)。这两种化学品都是有害的,因此操作人员在处理时需要穿着防护服。
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金属标牌的光刻蚀刻
移印工艺
移印:能在不规则形状的物体表面印刷文字、图形和图像,现已成为一种重要的特种印刷。

典型产品:汽车内饰、消费电子产品和运动器材的表面印刷
适合生产:单件至大批量
质量:即使在不平坦的表面上也能实现清晰的打印细节
速度:单次打印时间(1-5秒)
适用材料
几乎所有材料都可以使用移印进行打印,除了比硅胶垫更软的材料(例如 PTFE)。

工艺成本
1.模具成本低
2.劳动力成本低,因为大多数工序都是通过机械加工完成的
对环境造成的影响
由于该工艺仅限于可溶性油墨(含有有害化学物质),因此对环境产生了重大影响。
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手机硅胶按键移印示例
镀锌工艺
镀锌工艺():为美观和防止生锈,在钢铁合金材料表面镀上一层锌的表面处理技术。表面锌层是一种电化学保护层,能防止金属腐蚀。主要采用的方法有热镀锌和电镀锌。

典型产品:建筑物、桥梁、车辆、家具等的表面处理。
适合生产:单件至大批量
质量:完美的保护层,外观很大程度上取决于钢材的质量
速度:快,基本10分钟/周期

适用材料
由于镀锌工艺依赖冶金结合技术,因此它仅适用于钢铁的表面处理。
工艺成本
1.无模具费用,周期短,成本低
2.劳动力成本适中,因为工件的表面质量很大程度上取决于镀锌前的手工表面处理

对环境造成的影响
由于镀锌工艺可使钢件使用寿命提高40-100年,并有效防止工件生锈腐烂,对保护环境有积极作用。另外,镀锌工件使用寿命到期后,可返回镀锌槽,锌液重复使用不会产生化学和物理废弃物。
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轮毂镀锌工艺

其他产品镀锌实例
电镀工艺
电镀工艺():利用电解作用使零件表面附着一层金属膜,从而防止金属氧化,提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增强美观性。许多硬币的外层也经过电镀处理。

典型产品:交通运输、消费电子产品、家具、珠宝和银器表面处理等。
适合生产:单件至大批量
品质:极高光泽,抗氧化、抗腐蚀
速度:中等,取决于材料类型和涂层厚度

适用材料
1. 大部分金属均可电镀,但不同金属的纯度及电镀效率有差异,最常见的有:锡、铬、镍、银、金及铑(铑:铂的一种,价格极高,可长时间维持高亮度钢材拉丝工艺,并能抵抗大多数化学物质及酸,最常用于对表面光泽度要求极高的产品,如奖杯、奖牌等)。
2、电镀最常用的塑料是ABS,因为ABS能承受电镀60℃(140°F)的高温,而且它的电镀层与非电镀层的结合强度高。
3、镍金属不能用于与皮肤接触的电镀产品,因为镍对皮肤有刺激性和毒性。

工艺成本
1.无模具费用,但需要夹具固定零件
2. 时间成本取决于温度和金属类型
3.人工成本(中高),取决于电镀件类型。例如银器和珠宝的电镀,由于对外观和耐用性要求较高,需要技术熟练的工人操作。

对环境造成的影响
电镀过程中使用大量有毒物质,因此需要专业的转移和提取,以确保对环境的影响最小。
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国内工厂实拍电镀工艺流程


其他产品电镀实例
粉末涂料
粉末喷涂():是通过喷涂或流化床等方式对一些金属工件进行喷涂的一种干法喷涂方法,利用静电将粉末吸附在工件表面,待完全干燥后,在表面形成一层保护膜。

典型产品:车辆、建筑物、白色家电等喷涂。
适合生产:单件至大批量
品质:产品表面光滑,色泽均匀
速度:速度取决于工件的大小和自动化程度,至少需要30分钟才能干燥

适用材料
虽然粉末涂料适用于涂覆某些金属、塑料和玻璃,但它主要用于保护或着色铝和钢。
工艺成本
1.无模具费用,但设备成本很高
2.时间成本较短,但干燥时间至少需要半小时
3.劳动力成本相当低

对环境造成的影响
与湿法喷涂相比,粉末喷涂的材料利用率更高(由于粉末颗粒的静电吸附作用),可达到95%的喷涂材料利用率。
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车轮粉末喷涂

其他产品粉末涂料
水转印
水转印(Hydro):是利用水的压力将转印纸上的彩色图案印制在立体产品表面的印刷方法。随着人们对产品包装及表面装饰要求的提高,水转印的用途越来越广泛。

典型产品:运输、消费电子产品、军事产品等。
适合生产:小批量到大批量
品质:产品表面纹理精细清晰,但会有轻微拉伸
速度:快速,10-20 次/小时

适用材料
一切硬质材质均适合水转印,适合喷涂的材质也适合水转印,最常见的有注塑件和金属件。

工艺成本
1.无模具成本,但需要用夹具同时转送多个产品,从而减少时间成本
2、时间成本比较短,一般每个周期不会超过10分钟。
对环境造成的影响
与产品喷涂相比,水转印更充分地利用了印刷涂料,并减少了漏废和材料浪费的可能性。
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丝网印刷
丝网印刷():通过刮刀的挤压,使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上,形成与原稿相同的图文。丝网印刷设备简单,操作方便。印刷制版简便,成本低廉,适应性强。丝网印刷应用范围很广。常见的印刷品有:彩色油画、海报、名片、装订封面、产品标签以及印染纺织品等。

典型产品:用于服装、电子产品及包装等。
适合生产:单件至大批量
品质:图案细节具有极高的质量和精度
速度:手工丝印(1-5次/分钟),机器丝印(1-30次/分钟)

适用材料
几乎所有材料都可以进行丝网印刷,包括纸张、塑料、金属、陶瓷和玻璃。
工艺成本
模具成本低,但仍然取决于颜色的数量,因为每种颜色都必须单独制作
时间成本:机器丝网印刷每分钟最多可印刷30件,手工丝网印刷每分钟最多可印刷1-5件
劳动力成本:在手工丝网印刷中,劳动力成本很高,尤其是多色印刷
对环境造成的影响
浅色丝网印刷油墨对环境影响较小,但含有PVC和甲醛的油墨具有有害化学物质,需要及时回收处理,防止造成水污染。
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阳极氧化
阳极氧化():主要是铝的阳极氧化,它利用电化学原理,在铝及铝合金表面生成一层Al2O3(氧化铝)薄膜。这层氧化膜具有防护、装饰、绝缘、耐磨等特殊性能。

典型产品:手机、电脑等电子产品、机械零部件、飞机及汽车零部件、精密仪器及无线电设备、日用品及建筑装饰品
适合生产:单件至大批量
品质:氧化膜具有保护、装饰、绝缘、耐磨等特殊性能。
速度:几十分钟
适用材料
铝、铝合金及其他铝制品

工艺成本
阳极氧化生产过程中,水、电的消耗相当大,特别是氧化工序,除了机器本身的热量消耗外,还要不断用循环水降温,每吨耗电量往往在1000度左右,减少辅助设施可以减少一些耗电量。
对环境造成的影响
阳极氧化的能源效率不高。在铝电解生产中,阳极效应还会产生对大气臭氧层有破坏性副作用的气体。
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采用阳极氧化技术制成的镜片
电泳
电泳:带电粒子在电场作用下向其典型的相反电极的运动称为电泳。

典型产品:汽车、建材、五金、家电等。
输出适合:大批量生产
品质:产品呈现多种颜色,保持金属光泽,同时表面性能增强,具有良好的防腐性能
速度:生产速度更快
适用材料
不锈钢、铝合金等

工艺成本
可实现机械化、自动化连续作业,用工成本低,综合成本较低。
对环境造成的影响
电泳涂装采用水作为溶剂,不易燃、无毒,节省了大量的有机溶剂,大大减少了空气污染和环境危害,同时也避免了火灾的隐患。
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微弧氧化(MAO)
微弧氧化(MAO):又称微等离子氧化,是利用电解液和相应的电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面产生瞬时高温、高压,生长一层主要由基质金属氧化物组成的陶瓷薄膜的过程。

典型产品:航空航天领域、IT产品
适合生产:单件至大批量
品质:材料表面硬度高,耐磨性好。
速度:速度更快
适用材料
Al、Ti、Zn、Zr、Mg、Nb及其合金等。
工艺成本
微弧氧化起弧电压高、电流密度大、电流效率低、能耗高、加工成本高,限制了该技术的广泛应用。
对环境造成的影响
微弧氧化电解液不含有毒物质和重金属元素,电解液抗污染能力强,再生重复利用率高,因此对环境的污染很小。
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拉丝金属
金属拉丝:是通过对产品进行打磨,在工件表面形成纹路,以达到装饰效果的一种表面处理方法。根据拉丝后纹路的不同,可分为:直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、螺旋纹拉丝

典型产品:建筑行业如电梯门板、水龙头、把手等,厨房电器如抽油烟机、水槽等。
适合生产:单件至大批量
品质:拉丝可使金属表面呈现非镜面般的金属光泽,同时拉丝还可消除金属表面的细微瑕疵。
速度:快
适用材料
几乎所有材料都可以通过金属拉拔加工
工艺成本
工艺简单,设备简单,材料消耗很少,成本相对较低,经济效益高
对环境造成的影响
纯金属制品,表面无油漆及任何化学物质,600度高温不燃烧,无有毒气体,符合防火环保要求
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模内装饰
In-IMD:是将印刷好的薄膜放入金属模具中,将成型树脂注入金属模具中与薄膜粘合,使印刷好的薄膜与树脂一体化固化成成品的成型方法。

典型产品:家电装饰及功能控制面板、汽车仪表板、空调面板、手机外壳/镜头、洗衣机、冰箱等。
适合生产:单件至大批量
品质:可用于复杂图像,产品耐摩擦,可防止表面划伤,并能长时间保持鲜艳色彩不褪色
速度:快
适用材料
塑料表面
工艺成本
只需一套模具,可降低系统成本及库存成本,减少成本及工时。
生产自动化程度高,工艺简化,采用一次注塑方式,可同时实现成型与装饰,降低成本与工时,保证生产稳定
对环境造成的影响
该技术绿色环保,避免了传统喷漆、电镀带来的污染
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模内注塑手机壳


