常见的表面工艺处理及不良分析.ppt

表面处理工艺SurfaceTreatmentsProcesses20 Apr 09 常用表面处理工艺 水镀NormalPlating真空电镀PVDPhysicalVaporDeposition电泳Electrophoresis电铸Electroform抛光Polishing蚀刻Etched镭雕LaserCarved氧化Oxidation喷砂Sandblast批花 一般对logo进行处理 ShinyLogo拉丝DrawbenchCD纹CDline其他OtherR D相关产品工艺R DRelativeProductProcess 1 水镀NormalPlating 电镀原理 指借助外界直流电的作用 在溶液中进行电解反应 使导电体 例如金属 的表面沉积金属或合金层 电镀分类 BarrelPlating滚镀 RackPlating水镀 机械整平 上挂检验 Process 超声波除腊 热侵除油 电解除油 酸活化 预镀碱铜 镀焦铜 镀酸铜 镀白铜锡 过沥架 1 水镀NormalPlating 滚镀生产线 水镀生产线 除腊 除腊后上挂 除油 酸活化 镀焦铜 酸清洗 镀酸铜 镀白铜锡 1 水镀NormalPlating 水镀常见问题 麻点 胚料表面不平整或电镀液有杂质 气泡 电镀层里有空气或聚集着电镀液 一般以小面积形状出现 电镀层附着力不足 脱落 EseriesDawnStrapmetalpieceplatinglayerpeeloff 电镀层与胚料之间或镀层彼此之间的附着力不够 一般以较大面积出现 烧焦 在镀件尾部和边缘一带产生了粗糙或其它不满意的镀层 颜色暗或灰白 水渍 电镀后工件藏水 当水烘干后在工件会出现一些花痕 不易擦去 1 水镀NormalPlating 水镀常用颜色 无叻叻色 无镍白铜锡 NonickelandwhiteCopperTin 枪色 GunMetalColor 金色 GoldenColor 珍珠银 珍珠白 PearlSilver white 1 水镀NormalPlating 一 吊镀价格 仅供参考 以时价为准 二 原材 型材镀锌价格 1 1 5元 Kg CustomerhasreleasedcriticalrequirementtocontrolNi Cosubstanceinmetalpartplating NOKIA bannedplatingNi Coinmetalpartsurface SE bannedplatingNiinmetalpartsurface Motorola bannedplatingNiinmetalpartsurface 客户提出禁止产品电镀层中含有镍 钴成分 Influenceforourproducts Silvercolorpart wecannotuseNiasundercoatinglayeranymore Gunmetalcolorpart wecannotuseCototunecolorofplatingsurface 对我们产品的影响 银色不能用镍成分 枪色不能用钴进行调色 Objective NeedtosearchnewprocessformetalpartplatingtoavoidusingNi Cosubstance 目标 寻求新的电镀工艺 避免使用镍 钴 1 水镀NormalPlating NormalNickelplatingprocess Cu Ni Cr Itisamatureprocess itcanpasswearingvibrationtestsmoothly Aimatitwillcauseallergenicofskin customerhasbannedtouseit 常规银色镍电镀可以通过耐磨测试 但由于其会引起皮肤过敏 客户已经要求禁止使用 Replaceplatingprocess NonickelandwhiteCopperTin Topasswearingvibrationtest Snthicknessshouldbecontrolledatabout0 7 1 0um Requiretocoatharderorganicfilm Remark Surfacerigidityof NonickelandwhiteCopperTin processcannotreachthesamelevelof Cu Ni Cr process 改善后的银色电镀电镀用锡代替镍 Plantostudyotherprocessestoachievesilvercolor UsestainlesssteelmaterialtoreplaceZincmaterial usePVDtoreplacenormalplatingtoachievesilvercolor Usestainlesssteelinherentcolorafterpolished neednotanyotherplating Useplasticpartreplacemetalpart usePVDtogetsilvercolor Remarks PVD PhysicalVaporDeposition 其他工艺 使用不锈钢进行真空电镀 使用不锈钢原色等 Cu Ni Cr Process NonickelandwhiteCopperTin Process 1 水镀NormalPlating PVD Process2 Normalgummetalcolorplatingprocess Cu Sn Co Itisamatureprocess Coelementisusedtotoneguncolor itcanpasswearingvibrationtest Aimatitwillcauseallergenicofskintoo customerhasbannedtouseit 常规枪色电镀 用钴进行调色 但由于其会引起皮肤过敏 客户已经要求禁止使用 Plantostudyotherprocessestoachievegunmetalcolor PVD process1 platingoneCrlayeratbasesubstrateZinc thenarrangethepartforPVD Defectrateofthisprocesswillbehigherthansingleplatingprocess PVD process2 usestainlesssteelmaterialtoreplaceZincmaterial usePVDtoreplacenormalplatingtoachievegunmetalcolor Useplasticpartreplacemetalpart usePVDtogetgunmetalcolor 改善建议 1 锌合金用水镀 真空电镀避免使用钴 2 不锈钢真空电镀部门使用钴 3 用塑胶代替五金件 Cu Sn Co Process PVD Process1 1 水镀NormalPlating 2 真空电镀PVD 真空电镀 PVD PhysicalVaporDeposition物理气相沉积 是指在真空条件下 采用低电压 大电流的电弧放电技术 利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离 利用电场的加速作用 使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上 真空电镀分类 真空蒸镀 真空溅镀 真空离子镀 NCVM真空溅镀 Non ConductiveVacuumMetallization真空溅镀原理主要利用辉光放电 glowdischarge 将氩气 Ar 离子撞击靶材 target 表面 靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜 真空溅镀薄膜的性质 均匀度比蒸镀薄膜好 但是镀膜速度比蒸镀慢 涂层类型 TiN ALTIN TiALN CrN CrCN TiCN和ZrN 复合涂层包括TiALYN或H DLC 工艺温度 PVD涂层加工温度在250 450 之间 在有些情况下依据应用领域和涂层的质量 PVD涂层温度可低于70 或高于600 进行涂层 涂层厚度一般0 5 1um 有些情况下 涂层薄至0 3um 厚至15um 涂层种类和厚度决定工艺时间 一般工艺时间为3 6小时 2 真空电镀PVD 真空蒸镀 真空溅镀 真空离子镀对比 Besidesnormalzincalloygunmetalplating contain Co thereareanothertwoPVDmethodstoavoidusingCoforgunmetalcolor 避免使用钴的真空电镀方式 PVDmethodA UsestainlesssteeltoreplaceZincalloy usePVDtoreplacenormalplatingtoachievegunmetalcolor PVDplatingquotationisabout20 40 higherthannormalplating Defectrateisabout2 5 normalplatingdefectrateisabout3 8 Priceofstainlesssteelisabout30 200 higherthanzincalloy 方式A 使用不锈钢 用真空电镀代替水镀 钴 但费用会比锌合金水镀贵 PVDmethodB platingoneCrorSnlayeratbasesubstrateZinc thenarrangethepartforPVD AsmethodBneednormalplating PVD platingquotationis80 100 higherthannormalplating Defectratewillbeincreasedto10 20 方式B 使用锌合金 先水镀再做真空电镀 但费用会比单独水镀贵 PVDMethodA PVDMethodB 2 真空电镀PVD Advantage 优点MorecolorcanbechosenwithPVDplatingprocess 真空电镀颜色选择多 PVDismorefriendlyforenvironment 真空电镀更环保 PVDcoatingisstronger andthePVDcoatingismoreharder ThePVDcoatingalsohasbetterwearresistance bettercorrosionresistanceandbetterchemicalstability 真空电镀镀层硬度及强度较水镀高 耐磨性好 具有更稳定的化学性能 Disadvantage 缺点Toachievedifferenttestingrequirement priceofPVDplatingwillbedoubleortripleofnormalplating 为满足不同的测试要求 电镀费用是水镀的两倍以上 UsingPVDmethodAforgunmetalcolor unitpricewillbeincreaseabout50 100 ormore 使用真空电镀实现枪色 产品单价会增加50 100 UsingPVDmethodBforgunmetalcolor defectratewillbecomeabottleneck 水镀 真空电镀工艺 不良率将是一个显著问题 UsingPVDmethodBforsampling leadtimehastoextendabout2 3days 水镀 真空电镀工艺 打样周期将会增加2 3天 2 真空电镀PVD 水镀与PVD对比 Frank Long 电泳工艺 分为阳极电泳和阴极电泳 若涂料粒子带负电 工件为阳极 涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳 反之 若涂料粒子带正电 工件为阴极 涂料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳 阳极电泳一般工艺流程为 工件前处理 除油 热水洗 除锈 冷水洗 磷化 热水洗 钝化 阳极电泳 工件后处理 清水洗 烘干 1 除油 溶液一般为热碱性化学除油液 温度为60 蒸汽加热 时间为20min左右 2 热水洗 温度60 蒸汽加热 时间2min 3 除锈 用H2SO4或HCl 加清洗剂1 5 室温下洗10 20min 4 冷水洗 流动中冷水洗1min 5 磷化 用中温磷化 60 时磷化10min 6 钝化 用与磷化液配套的药品 室温下1 2min即可 7 阳极电泳 电解液成分 H08 1黑色电泳漆 固体分质量分数9 12 蒸馏水质量分数88 91 电压 70 10 V 时间 2 2 5min 漆液温度 15 35 8 清水洗 流动冷水中洗 9 烘干 在烘箱中于 165 5 温度下烘40 60min即可 DieCasting压铸 Polishing抛光 Process ElectropHoresis电泳 3 电泳Electrophoresis 3 电泳Electrophoresis 电泳与电镀之比较表 3 电泳Electrophoresis 阴极电泳漆之优点 4 电铸Electroform 1清洗不锈钢底板 2凉干不锈钢底板 3涂感光材料 4曝光 5清洗曝光后底板 6进行电铸 7清洗产品轮廓以外感光涂层 8凉干电铸成品 9品质全检 10复膜 换离形纸 11背胶 1 电铸层厚度 0 03 0 12mm 常用厚度 0 05 0 08mm 2 背胶厚度 0 01 0 02mm 3 基层材料 镍 铜 4 表层材料 铬 金 钴 锳等 Stamping冲压 Polishing抛光 Process Plating电镀 Thesampleismadebystainlesssteel afterhighqualitypolishing thenarrangevacuumplating 1 Polishrequirement mirrorpolish anyscratchanddentcannotbeaccepted sotheyieldrateislow about80 atpolishprocess 需要镜面抛光 不良率较高 2 Bigandflatpartissuitableformirrorpolish onesmallroundwillbemadeafterpolished R0 2 R0 3mm Sotheedgewillnotbetoosharp 3 Afterpolished arrangePVDtomakedifferentcolorwhatwewant 此样板的材质为不锈钢 高质量的抛光后 再安排真空电镀以实现不同的颜色 5 抛光Polishing 5 抛光Polishing Design Surfaceisnotflat thereisapositivecurveatthesurfaceofcastingpart Figure1 此形状的部件 抛光不会影响产品功能 Version therearetwoversions silverandgunmetalcolor Afterpolishingandplating Figure2 Polishing asthecurveispositive polishingthicknesscanbekeptconsistent whichwillnoaffectassembly Plating usenormalplatingmethodcanachievesilverandgunmetalcolor Afterstamping aspolishingandplatinghavenotaffectedstampingprocess surfacequalityisgood Figure3 4 CastingPart AfterPolishingandplating AfterStamping PositiveCurve Figure1 Figure2 Figure3 SurfaceEffect Figure4 CastingPart AfterPolishingandplating AfterStamping NegativeCurve Figure1 Figure2 Figure3 SurfaceEffect Figure4 Figure5 Design Surfacerequireflat thereisanegativecurveatthesurfaceofcastingpart Figure1 此形状的部件 抛光后会影响产品功能 Version therearethreeversions silver gunmetalcolor topazbrown Afterpolishingandplating Figure2 Polishing asthecurveisnegative polishingthicknesscannotbekeptconsistent middlethickness 5 45mm isbiggerthantheend 5 35mm whichwillaffectassembly Plating usenormalplatingmethodforsilverandgunmetalcolor usenormalplating PVDfortopazbrown Afterstamping Silverandgunmetalcolor aspolishingwillaffectstampingprocess surfacewillhaveaslightmarkingatthemiddleofpart Figure3 4 Topazbrown asPVDlayerisbrittle onesmallcrackcanbeseenafterstamping Figure5 5 35mm 5 45mm SurfaceCrack 5 抛光Polishing 5 抛光Polishing NOKIASonja存在问题点 5 3mm 5 6mm 1 产品中间的位置厚度较大 压合后中间比两头要大0 2 0 3mm 图1 2 由于表面不平整 压合后 正 反表面都有一道压痕 图2 影响外观 5 3mm 图1 图2 5 抛光Polishing 不能抛光区域 Figure2 Figure1 粗糙区域 针对抛光不到位的区域 如果我们需要消除其粗糙的表面 需要额外增加工序 如 细抛 手工抛 增加夹制具 导致相应的费用也会增加 Stamping冲压 Polishing抛光 Process Etching蚀刻 Plating电镀 Etchingprocessisfrequentlyusedatstainlesssteel aluminum copper glassmaterial Ithasbeenamatureprocess 1 Specialfigureorregularpatterncanbeachievedatsurfaceofpart 2 Thesizeisnotlimitative 3 Thecostisbaseontheetchingrequirement thesizeofetching thedifficultyofetching 蚀刻工艺可以应用在 不锈钢 铝材 铜材 玻璃等材料上 6 蚀刻Etched Stamping冲压 Polishing抛光 Process Plating电镀 Laser雷射 LaserCarvedprocessisusinglasertoremovesurfacematerialofpart 雷射工艺是使用激光将部件表层材料去除后 到达需要的图案或Logo 1 THeprocesscanbeachieveatstainlesssteel Zinc Copper Aluminum etc 2 Thesizeisnotlimitative 3 Thecostisbaseonthelogosizeanddepth 7 雷射LaserCarved Stamping冲压 Polishing抛光 Process Oxidation Dyeing氧化 Thecolorsampleismadebyaluminum throughoxidationanddyeingdisposaltoachievedifferentcolor 1 Thecolorcanbeadjusted butcannotachievegradualchangeeffectatonesurface 2 Currently oxidationprocesscanpasssaltspraytest butnoallthepartscanpasswearingvibrationtest 3 Thisprocesscanbeusedforlogotagewhichiswantedtoachievedifferentcolor 4 Yieldratewillbereducedifwewanttomakedifferenctcoloratonepart forinstance firstroundoxidationyieldis95 aftersecondroundoxidationyieldratewillbereducedto90 orbelow 氧化的颜色选择性很强 可以在一个部件上实现不同的颜色 但相应的不良率会增加 8 氧化Oxidation Stamping冲压 SandBlasting喷沙 Process Oxidation Dyeing氧化 Sandblastprocessisusingonesandguntospraysmallsandatpartsurface toachievesmattsurface 1 Partcannottoosoft 2 Thereisspecialsandblastmachine 喷沙是使用沙枪在产品表面喷上一层细沙 从而使产品表面形成磨沙感 9 喷砂Sandblast Etched蚀刻 Process Oxidation Dyeing氧化 ShinyLogo批花 Shinylogoprocesswillbearrangedafterplatingoroxidation usemillingcuttertoremovetheplatingoroxidationsurfaceandshowinherentmetalcolor 1 Onefixtureisrequiredtofixthepartwhichplanedtomill 2 Differentmillingdirectionscanbeachieved 3 UseetchingorstampingprocesstomakeembossLogo Aluminummaterialiseasiertoachievethisprocessthanstainlesssteel 批花使用铣刀切除部件表面的电镀或氧化层 使部件局部爆裂原材料的加工工艺 10 批花ShinyLogo LogoPolishing Stamping冲压 Process Polishing抛光 DrawBench拉丝 Drawbenchprocesswillbearrangedafterpolished usesandbagorflaxtopolishpartsurfaceatonedirection 1 Needonesimpledrawbenchmachine 2 Differentdirectionscanbeachieved 3 Stainlesssteel Zinc Copper Aluminumcanarran