铝合金压铸件表面处理.ppt

铝合金涂装前处理流程 脱脂 水洗 水洗 表调 磷化 水洗 纯水洗 采用锌系磷化液 方法与钢铁件的磷化基本一致 如果不磷化 也可以采用六价铬钝化处理 但是此法不环保 或用三价铬钝化处理 如果铝合金仅进行脱脂就涂装 附着力差 耐腐性也差 2 磷化处理磷化处理就是工件在以磷酸或磷酸盐为主体的溶液中进行浸渍或采用喷枪进行喷淋 使表面产生完整的磷酸盐保护膜层的表面处理技术 典型的处理规范如表2所示 磷化处理液的成膜性不如铬化处理液的好 对工件的表面质量要求较高 通常不太适合于表面质量差的薄壁压铸件 壁厚小于2mm 的表面处理 磷化处理膜层的厚度较大 作为油漆底层 可使漆膜的粘附力 耐潮湿性和耐蚀能力提高几十倍至几百倍 镁合金磷化处理的研究较少 目前的应用十分有限 2 压铸铝合金表面进行铬酸盐处理 压铸铝合金经过喷砂处理后 可以直接进行铬酸盐处理 从而表面可以获得一层钝化膜 根据需要这层膜可以是无色到黄色 并且不影响表面电阻 为了达到产品三防的要求 可以在铬酸盐处理后 再进行喷涂 1 压铸铝合金表面电镀彩锌 铝本身是两性金属 在酸或者碱性的溶液中都不稳定 加之压铸铝合金本身组织疏松 有砂眼 气孔等缺陷 往往会影响电镀质量 经过适当的前处理后 压铸件电镀锌变的容易 电镀10um左右的锌层 然后进行钝化处理 可以成倍的提高压铸铝合金的耐腐蚀性 为了防止彩锌变色 可以浸涂一层有机保护膜 金属表面处理种类简介 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 电泳电泳是电泳涂料在阴阳两极 施加于电压作用下 带电荷之涂料离子移动到阴极 并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物 沉积于工件表面 电泳的特点 电泳漆膜具有涂层丰满 均匀 平整 光滑的优点 电泳漆膜的硬度 附着力 耐腐 冲击性能 渗透性能明显优于其它涂装工艺 镀锌镀锌是指在金属 合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观 防锈等作用的表面处理技术 现在主要采用的方法是热镀锌 电镀与电泳的区别电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程 电泳 溶液中带电粒子 离子 在电场中移动的现象 溶液中带电粒子 离子 在电场中移动的现象 利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术 电泳又名 电着 著 泳漆 电沉积 电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极 待镀的工件做阴极 镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层 为排除其它阳离子的干扰 且使镀层均匀 牢固 需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液 以保持镀层金属阳离子的浓度不变 电镀的目的是在基材上镀上金属镀层 改变基材表面性质或尺寸 电镀能增强金属的抗腐蚀性 镀层金属多采用耐腐蚀的金属 增加硬度 防止磨耗 提高导电性 润滑性 耐热性 和表面美观 金属表面处理种类简介 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 发黑钢制件的表面发黑处理 也有被称之为发蓝的 其原理是将钢铁制品表面迅速氧化 使之形成致密的氧化膜保护层 提高钢件的防锈能力 发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种 但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好 A3钢用碱性发黑好一些 在高温下 约550 氧化成的四氧化三铁呈天蓝色 故称发蓝处理 在低温下 约350 形成的四氧化三铁呈暗黑色 故称发黑处理 在兵器制造中 常用的是发蓝处理 在工业生产中 常用的是发黑处理 采用碱性氧化法或酸性氧化法 使金属表面形成一层氧化膜 以防止金属表面被腐蚀 此处理过程称为 发蓝 黑色金属表面经 发蓝 处理后所形成的氧化膜 其外层主要是四氧化三铁 内层为氧化亚铁 发蓝 发黑 的操作流程 工件装夹 去油 清洗 酸洗 清洗 氧化 清洗 皂化 热水煮洗 检查 所谓皂化 是用肥皂水溶液在一定温度下浸泡工件 目的是形成一层硬脂酸铁薄膜 以提高工件的抗腐蚀能力 金属表面着色金属表面着色 顾名思义就是给金属表面 涂 上颜色 改变其单一的 冰冷的金属色泽 代之以五颜六色 满足不同行业的不同需求 给金属着色后一般都增加了防腐能力 有的还增加了抗磨能力 但表面彩色技术主要的应用还在装饰领域 即用来美化生活 美化社会 金属表面处理种类简介 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 抛丸抛丸的原理是用电动机带动叶轮体旋转 直接带动或用V型皮带传动 靠离心力的作用 将直径约在0 2 3 0的弹丸 有铸钢丸 钢丝切丸 不锈钢丸等不同类型 抛向工件的表面 使工件的表面达到一定的粗糙度 使工件变得美观 或者改变工件的焊接拉应力为压应力 提高工件的使用寿命 通过提高工件表面的粗糙度 也提高了工件后续喷漆的漆膜附着力 喷砂喷砂是采用压缩空气为动力 以形成高速喷射束将喷料 铜矿砂 石英砂 金刚砂吸入式喷砂原理图 铁砂 海南砂 高速喷射到需要处理的工件表面 使工件表面的外表面的外表或形状发生变化 由于磨料对工件表面的冲击和切削作用 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 因此提高了工件的抗疲劳性 增加了它和涂层之间的附着力 延长了涂膜的耐久性 也有利于涂料的流平和装饰 喷砂工艺与其它清理工艺 如酸洗 工具清理 相比有以下特点 一 喷砂处理是最彻底 最通用 最迅速 效率最高的清理方法 二 喷砂处理可以在不同粗糙度之间任意选择 而其它工艺是没办法实现这一点的 手工打磨可以打出毛面但速度太慢 化学溶剂清理则清理表面过于光滑不利于涂层粘接 喷丸的特点 1 清理的灵活性大 容易清理复杂工件的内外表面和管件的内壁 并且不受场地的限制 可以将其移至到特大型工件附近进行清理 2 设备结构简单 整机投资少 易损件少 维修费用低 3 消耗能量大 必须配备大功率的空压站4 清理表面易有潮气 容易生绣 5 清理效率低 操作人员多 劳动强度大 金属表面处理种类简介 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 抛丸的特点 1 灵活性差 受场地的限制 清理工件有些盲目性 在工件内卫表面易产生清理不到的死角 2 不用压缩空气加速弹丸 不必设置大功率的空压站 3 清理表面不易有潮气 不容易生绣 4 设备结构比较复杂 易损件多 特别是叶片等零件 维修工时多 费用高 5 清理效率高 费用低 操作人员少 容易实现自动化控制 适用于大批量生产 喷丸喷丸shotpeening 用喷丸进行表面处理 打击力大 清理效果明显 但喷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Fe3O4和Fe2O3没有塑性 破碎后剥离 而油膜与基材一同变形 所以对带有油污的工件 抛丸 喷丸无法彻底清除油污 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 但是我国目前通用喷砂设备中多由铰龙 刮板 斗式提升机等原始笨重输砂机械组成 喷丸与抛丸的区别喷丸使用高压风或压缩空气作动力 而抛丸一般为高速旋转的飞轮将钢砂高速抛射出去 抛丸效率高 但会有死角 而喷丸比较灵活 但动力消耗大 两种工艺虽喷射动力和方式不同 但都是高速冲击工件为目的 其效果也基本相同 相比而言 喷丸比较精细 容易控制精度 但效率不及抛丸之高 适形状复杂的小型工件 抛丸比较经济实用 容易控制效率和成本 可以控制丸料的粒度来控制喷射效果 但会有死角 适合于形面单一的工件批量加工 两种工艺的选用主要取决工件的形状和加工效率 金属表面处理种类简介 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 喷丸与喷砂的区别喷丸与喷砂都是使用高压风或压缩空气作动力 将其高速的吹出去冲击工件表面达到清理效果 但选择的介质不同 效果也不相同 喷砂处理后 工件表面污物被清除掉 工件表面被微量破坏 表面积大幅增加 从而增加了工件与涂 镀层的结合强度 经过喷砂处理的工件表面为金属本色 但是由于表面为毛糙面 光线被折射掉 故没有金属光泽 为发暗表面 喷丸处理后 工件表面污物被清除掉 工件表面被微量而不被破坏 表面积有所增加 由于加工过程中 工件表面没有被破坏 加工时产生的多余能量就会引会工件基体的表面强化 经过喷砂处理的工件表面也为金属本色 但是由于表面为球状面 光线部分被折射掉 故工件加工为亚光效果 钝化的优点1 与传统的物理封闭法相比 钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点 提高了产品的精密度和附加值 使操作更方便 2 由于钝化的过程属于无反应状态进行 钝化剂可反复添加使用 因此寿命更长 成本更经济 3 钝化促使金属表面形成的氧分子结构钝化膜 膜层致密 性能稳定 并且在空气中同时具有自行修复作用 因此与传统的涂防锈油的方法相比 钝化形成的钝化膜更稳定 更具耐蚀性 金属或合金受一些因素影响 化学稳定性明显增强的现象 称为钝化 由某些钝化剂 化学药品 所引起的金属钝化现象 称为化学钝化 如浓HNO3 浓H2SO4 HClO3 K2Cr2O7 KMnO4等氧化剂都可使金属钝化 金属钝化后 其电极电势向正方向移动 使其失去了原有的特性 如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出 此外 用电化学方法也可使金属钝化 如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极 用外加电流使阳极极化 采用一定仪器使铁电位升高一定程度 Fe就钝化了 由阳极极化引起的金属钝化现象 叫阳极钝化或电化学钝化 钝化其机理可用薄膜理论来解释 即认为钝化是由于金属与氧化性质作用 作用时在金属表面生成一种非常薄的 致密的 覆盖性能良好的 牢固地吸附在金属表面上的钝化膜 这层膜成独立相存在 通常是氧化金属的化合物 它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用 防止金属与腐蚀介质接触 从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用 磷化 phosphorylation 是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程 所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜 磷化的目的主要是 给基体金属提供保护 在一定程度上防止金属被腐蚀 用于涂漆前打底 提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力 在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用 金属表面处理种类简介 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 喷涂利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面 使工件有防腐和外观装饰作用 烤漆在基材上打上底漆 面漆 每上一遍漆 都送入无尘恒温烤房 烘烤 浸渗是一种微孔 细缝 渗透密封工艺 将密封介质 通常是低粘度液体 通过自然渗透 即微孔自吸 抽真空和加压等方法渗入微孔 细缝 中 将缝隙填充满 然后通过自然 室温 冷却或加热等方法将缝隙里的密封介质固化 达到密封缝隙的作用 喷油将油漆喷在产品表面 自然风干的方式 抛光利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工 抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度 而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的 有时也用以消除光泽 消光 通常以抛光轮作为抛光工具 抛光轮一般用多层帆布 毛毡或皮革叠制而成 两侧用金属圆板夹紧 其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂 抛光时 高速旋转的抛光轮 圆周速度在20米 秒以上 压向工件 使磨料对工件表面产生滚压和微量切削 从而获得光亮的加工表面 表面粗糙度一般可达Ra0 63 0 01微米 当采用非油脂性的消光抛光剂时 可对光亮表面消光以改善外观 对产品表面要求稍低时 常采用滚筒抛光的方法 粗抛时将大量磨料和产品放在罐状滚筒中 滚筒转动时 使产品与磨料等在筒内随机地滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的 超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用 加速度作用及直进流作用对液体和污物直接 间接的作用 使污物层被分散 乳化 剥离而达到清洗目的 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 金属表面处理种类简介 六 铝及铝合金表面处理方法 方法1 脱脂处理 用脱脂棉沾湿溶剂进行擦拭 除去油污后 再以清洁的棉布擦拭几次即可 常用溶剂为 三氯乙烯 醋酸乙酯 丙酮 丁酮和汽油等 方法2 脱脂后于下述溶液中化学处理 浓硫酸27 3重铬酸钾7 5水65 2在60 65 C浸渍10 30min后取出用水冲洗 晾干或在80 C以下烘干 或者在下述溶液中洗后再晾干 磷酸10正丁醇3水20此方法适用于酚醛 尼龙胶等 效果良好 方法3 脱脂后于下述溶液中化学处理 氟化氢铵3 3 5氧化铬20 26磷酸钠2 2 5浓硫酸50 60硼酸0 4 0 6水1000在25 40 C浸渍4 5 6min 即进行水洗 干燥 本方法胶接强度较高 处理后4h内胶接 适用于环氧胶和环氧 丁晴胶胶接 方法4 脱脂后于下述溶液中化学处理 磷酸7 5氧化铬7 5酒精5 0甲醛 36 38 80在15 30 C浸渍10 15min 然后在60 80 C下水洗 干燥 方法5 脱脂后于下述溶液中进行阳极化处理 浓硫酸22g l在1 1 5A dm2的直流强度下浸渍10 15min 再在饱和重铬酸钾溶液中 于95 100 C下浸渍5 20min 然后水洗 干燥 方法6 脱脂后于下述溶液中化学处理 重铬酸钾66硫酸 96 666水1000 在70 C下浸渍10min 然后水洗 干燥 方法7 脱脂后于下述溶液中化学处理 硝酸 d 1 41 3氢氟酸 42 1在20 C下浸渍3s 即用冷水冲冼 再在65 C下用热水洗涤 蒸馏水冲洗 干燥 此法适宜于含铜较高的铸造铝合金 方法8 喷