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产品表面处理 加工工艺 及 1 金属表面处理工艺 目录 2 金属表面的处理 金属的表面处理分为 电镀 电泳 锌镀 发黑 金属表面着色 抛丸 喷砂 喷丸 磷化 钝化 3 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 4 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 电泳表面处理工艺的特点 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 5 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 6 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 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 7 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 8 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 9 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 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 10 喷丸 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 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 11 磷化 磷化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 12 钝化 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 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 13 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 14 烤漆 在基材上打上底漆 面漆 每上一遍漆 都送入无尘衡温烤房 烘烤 15 浸渗 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 16 塑料成型工艺 热塑性塑料成型 1 收缩性2 流动性3 结晶性4 热敏性塑料及易水解塑料5 应力开裂及熔体破裂6 热性能及冷却速度7 吸湿性 17 增强塑料成型 热固性增强塑料热塑性增强塑料 18 对高精度塑件及难以掌握收缩率时 一般宜用如下方法设计模具 对塑件外径取较小收缩率 内径取较大收缩率 以留有试模后修正的余地 试模确定浇注系统形式 尺寸及成型条件 要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况 测量时必须在脱模后24小时以后 按实际收缩情况修正模具 再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求 19 按模具设计要求大致可将常用塑料的流动性分为三类 流动性好尼龙 聚乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 醋酸纤维素 聚 4 甲基戍烯 流动性中等聚苯乙烯系列树脂 如ABS AS 有机玻璃 聚甲醛 聚苯醚 流动性差聚碳酸酯 硬聚氯乙烯 聚苯醚 聚砜 聚芳砜 氟塑料 20 在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项 料温上升到成型温度所需的热量多 要用塑化能力大的设备 冷却回化时放出热量大 要充分冷却 熔融态与固态的比重差大 成型收缩大 易发生缩孔 气孔 冷却快 结晶度低 收缩小 透明度高 结晶度与塑件壁厚有关 壁厚则冷却慢 结晶度高 收缩大 物性好 所以结晶性料应按要求必须控制模温 各向异性显著 内应力大 脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向 处于能量不平衡状态 易发生变形 翘曲 结晶化温度范围窄 易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口 21 热固性增强塑料加工特性 1 流动性增强料的流动性比一般压塑料差 流动性过大时易产生树脂流失与玻纤分头聚积 2 收缩率增强塑料的收缩率比一般压塑料小 它主要由热收缩及化学结构收缩组成 3 压缩比增强料的比容 压缩比都较一般压塑料大 预混料则更大 因此在模具设计时需取较大的装料室 另外向模内装料也较困难 尤其预混料更为不便 但如采用料坯预成型工艺则压缩比就可显著减小 22 热固性增强塑料的成型条件塑件设计时应注意下列事项 塑件光洁度可达7 9 精度一般宜取3 5级 但沿压制方向的精度不易保证 宜取自由公差 不易脱模 宜取较大脱模斜度 若不允许取较大脱模斜度时 则塑件径向公差宜取大 塑件宜取回转体对称外形 不宜过高 壁应厚而均匀 避免尖角 缺口 窄槽等形状 各面应圆弧过渡连接以防止应力集中 死角滞料 填充不良 物料集聚堵塞流道 孔一般应取通孔 23 注塑 注塑是制造塑料制品的一种方法 将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中 冷却成型得到想要各种塑料件 适用于量大 精密度高的产品 模具价格视具体情况不等 所得的形状往往就是最后成品 在安装或作为最终成品使用之前不再需要其他的加工 许多细部 诸如凸起部 肋 螺纹 都可以在注射模塑一步操作中成型出来 注塑成型多用于热塑性塑料 它与挤塑成型相类似 所不同的是熔融塑料经喷嘴进入的是闭合模具内 在模具内凝固成型而得制品 注塑是开了模具射出的 强度高 色泽耐久性好并棱角规范 可以做较厚制品 24 吸塑 吸塑是将塑料片材加热后 通过模具 在真空的作用在 吸入模具的形状 并冷却成型 适用于结构比较简单 量少的产品 模具比较便宜 其成本比注塑便宜 产量高 模具也便宜点 吸塑主要用于薄壁制品为多 用久了色泽有可能变化 但也不一定 另外产量好像也较注塑要大 并且相关水口等生产所产生废料也比较少 25 吹塑 吹塑也称中空吹塑 一种发展迅速的塑料加工方法 热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯 趁热 或加热到软化状态 置于对开模中 闭模后立即在型坯内通入压缩空气 使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上 经冷却脱模 即得到各种中空制品 吹塑薄膜的制造工艺在原理上和中空制品吹塑十分相似 但它不使用模具 从塑料加工技术分类的角度 吹塑薄膜的成型工艺通常列入挤出中 吹塑工艺在第二次世界大战期间 开始用于生产低密度聚乙烯小瓶 其中根据型坯制作方法 吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑 新发展起来的有多层吹塑和拉伸吹塑 26 压缩模塑成型 压缩模塑又称模压 是模塑料在闭合模腔内借助加压 一般尚须加热 的成型方法 通常 压缩模塑适用于热固性塑料 如酚醛塑料 氨基塑料 不饱和聚酯塑料等 压缩模塑主要由预压 预热和模压三个过程组成 预压为改善制品质量和提高模塑效率等 将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作 预热为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等 把模塑料在成型前先行加热的操作 模压在模具内加入所需量的塑料 闭模 排气 在模塑温度和压力下保持一段时间 然后脱模清模的操作 压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和第4页共7页能大量生产 其缺点是生产周期长 效率低 27 层压成型 用或不用粘结剂 借加热 加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法 层压成型常用的增强材料有棉布 玻璃布 纸张 石棉布等 树脂有酚醛 环氧 不饱和聚酯以及某些热塑性树脂 28 冷压模塑成型 冷压模塑又叫冷压烧结成型 和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑 脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化 该法多用于聚四氟乙烯的成型 也用于某些耐高温塑料 如聚酰亚胺等 一般工艺过程为制坯 烧结 冷却三个步骤 29 传递模塑 传递模塑是热固性塑料的一种成型方式 模塑时先将模塑料在加热室加热软化 然后压入巳被加热的模腔内固化成型 传递模塑按设备不同有工种形式 活板式 罐式 柱塞式 传递模塑对塑料的要求是 在未达到固化温度前 塑料应具有较大的流动性 达到固化温度后 又须具有较快的固化速率 能符合这种要求的有酚醛 三聚氰胺甲醛和环氧树脂等 30 低压成型 低压成型主要使用成型压力等于或低于1 4兆帕的摸压或层压方法 低压成型方法用于制造增强塑料制品 增强材料如玻璃纤维 纺织物 石棉 纸 碳纤维等 常用的树脂绝大多数是热固性的 如酚醛 环氧 氨基 不饱和聚酯 有机硅等树脂 低压成型包括袋压法和喷射法 31 挤出成型 挤出成型也称挤压模塑或挤塑 它是在挤出机中通过加热 加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法 挤出法主要用于热塑性塑料的成型 也可用于某些热固性塑料 挤出的制品都是连续的型材 如管 棒 丝 板 薄膜 电线电缆包覆层等 此外 还可用于塑料的混合 塑化造粒 着色 掺合等 32 挤拉成型 挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一 用于生产断面形状固定不变 长度不受限制的型材 成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出 然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材 通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯 环氧和有机硅三种 其中不饱和聚酯树脂用得最多 挤拉成型机通常由纤维排布装置 树脂槽 预成型装置 口模及加热装置 牵引装置和切割设备等组成 33 注射成型 注射成型 注塑 是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化 而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法 注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料 近年来 注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料 注射成型的成型周期短 几秒到几分钟 成型制品质量可由几克到几十千克 能一次成型外形复杂 尺寸精确 带有金属或非金属嵌件的模塑品 因此 该方法适应性强 生产效率高 注射成型可分为 1 排气式注射成型 2 流动注射成型 3 共注射成型 4 无流道注射成型 5 反应注射成型 6 热固性塑料的注射成型 34 吹塑成型 借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品 或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法 该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造 凡是熔体指数为0 04 1 12的都是比较优良的中空吹塑材料 如聚乙烯 聚氯乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 热塑性聚酯 聚碳酸酯 聚酰胺 醋酸纤维素和聚缩醛树脂等 其中以聚乙烯应用得最多 其中吹塑成型可细分为 1 注射吹塑成型 2 挤出吹塑成型 3 拉伸吹塑成型 4 吹塑薄膜法 35 浇铸成型 在不加压或稍加压的情况下 将液态单体 树脂或其混合物注入模内并使其成为固态制品的方法 浇铸法分为静态浇铸 嵌铸 离心浇铸 搪塑 旋转铸塑 滚塑和流延铸塑等 浇铸成型可细分为 1 静态浇铸 2 嵌铸 3 离心浇铸 4 搪塑 5 旋转铸塑 6 滚塑 旋转成型 7 流延铸塑 36 手糊成型 手糊成型又称手工裱糊成型 接触成型 是制造增强塑料制品的方法之一 该法是在涂好脱模剂的模具上 用手工一边铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止 然后通过固化和脱模而取得制品 手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂 增强材料有玻璃布 无捻粗纱方格布 玻璃毡等 37 纤维缠绕成型 在控制张力和预定线型的条件下 以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模或模具上来成型增强塑料制品 这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体 常用的树脂有酚醛树脂 环氧树脂 不饱和聚酯树脂等 玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料 它有两种 有捻纤维和无捻纤维 38 压延成型 将