铝制品表面处理包含铬化阳极氧化电镀等几种工艺。
在日常生活中或工业品中,绝对离不开铝制品,但是铝制品很容易被外界的环境所影响而产生变化,遇到酸碱气体,溶液,或高温潮湿环境都会对其发生表面发生改变,所以要多铝材表面做一些防护,一来可以阻止外界环境对其的影响,二来可以美化产品的感官铝材常见的化学处理有铬化,喷漆, 电镀,阳极氧化,电泳等工艺。其中机械处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨等工艺。
一、 铬化
铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在 0.5-4um,这层转化膜吸附性好,主要作为涂装底层。外观有金黄色,铝本色,绿色等。这种转化膜导电性能好,是电子产品的最好选项,如手机电池内导电条,磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软,不耐磨,因此不利于做产品外部件利用。
铬化工艺流程:
脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库
铬化适合于铝及铝合金,镁及镁合金产品。
品质要求:
1、颜色均匀,膜层细致,不可有碰伤,刮伤,用手触摸,不能有粗糙,掉灰等现象。
2 、膜层厚度0.3-4um 。
二、阳极氧化
阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密的氧化层,(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达 400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺的表面处理工艺。
另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色,装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格,不同的材质表面有不同的装饰效果,常用的材质有6061,6063,7075,2024 等,其中,2024 相对效果要差一些, 由于材质中CU 的含量不同,因此7075 硬质氧化呈黄色,6061,6063 呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075 没多大的差别,但2024 就容易出现很多金斑。
常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮面染色,抛光雾面染色。喷吵亮面本色,喷吵雾面本色,喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。
阳极氧化工艺流程
除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和
阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
怎么判断阳极氧化的品质是否异常呢?
1、表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至,处理办法,重新热处理。或更换材质。
2、表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。,上挂时松动,造成产品导电不良。,处理办法,退电重新阳极处理。
3、表面碰伤,刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中,作业大意所致,处理办法,退电,打磨再电。
4、染色时表面出现白点。,这种异常一般是由于阳极作业时,水中有油,或其它杂质所致。
当然,阳极氧化的品品质好坏也是有专业标准可循的:
1、膜厚5-25um ,硬度在200HV 以上,封孔实验色变率小于5%
2、盐雾实验在36 小时以上,且能达到9 级以上CNS 标准
3、外观不能有碰伤,刮伤,彩云等现象。表面不能有挂点,发黄等不良现象
这里需要提醒一下大家,压铸铝,如A380,A365,A382 等均不能做阳极氧化。
三、铝材电镀工艺
铝及铝合金材料具有导电性好,传热快,比重轻,易于成型等优点,但铝及铝合金有硬度低,不耐磨,易发生晶间腐蚀,不易焊接,等缺点,影响到使用范围。故为了扬长避短,现代工业中,利用电镀解决了这一问题。
铝材电镀具有诸多优点,比如改善装饰性;提高表面硬度与耐磨性;降低摩擦系数,改善润滑性;提高表面导电性能;提高耐蚀性(包括与其它金属组合),并且易于焊接,提高与橡胶热压合时的结合力;提高反光率,修复尺寸公差等。
因为铝是一个比较活泼的金属,被电镀物均比铝材活泼性强,因此,电镀前,必须做相应的化学转化,如浸锌,锌铁合金,锌镍合金,而使锌及锌合金底层有良好的结合力的中间层氰化镀铜层。压铸铝由于机体结构疏松,打磨时,不能打磨掉机体表层部份,否则出现针孔,吐酸,脱皮等现象。
铝材电镀的工艺流程为:
脱脂—>碱蚀—>活化—>锌置换—>活化—>电镀(如镍,锌,铜等)—>镀铬或钝化—>烘干。
铝材电镀镀种非常多样,常见的有镀镍(珍珠镍,沙镍,黑镍),镀银(面银,厚银),镀金,镀锌(彩锌,黑锌,蓝锌),镀铜(青鼓铜,白锡铜,碱铜,焦铜,酸铜),镀铬(白铬,硬铬,黑铬)等。
常见镀种的用途也非常广泛
1、镀黑色,如黑锌,黑镍,等均用在光学电子及医疗器械上。
2、镀金,银是电子产品的最好导体,同时也能提高产品的高等装饰性,但价格比较昂贵,一般均用在电子产品导电方面,如高精电线端子等的电镀。
3、铜,镍,铬是现代科学领域中最普及的混合镀种,不管在装饰性,抗蚀性,均是目前世界上最普及的镀种。价格低廉,可用在运动器材,灯饰,大部份电子行业中。
4、铜系镀种中,白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种,白色亮丽,是首饰行业的首选。青铜(铅锡铜可做仿金,因而是比较好的装饰性镀种)但铜的防变色性比较差,因而发展比较慢。
5、锌系电镀:镀锌层呈青白色,易溶于酸,碱。由于锌的标准电位比铁负,对钢铁而言,可提供可靠的电化学保护。在工业大气,海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层。
6、硬铬,在一定的条件下沉积的铬镀层有很高的硬度和耐磨性,硬度达到HV900-1200kg/mm ,铬是常用镀层中硬度最高的镀层,可提高零件的耐磨性,延长使用寿命。如工,模,量,卡具,等。因此该镀种是气缸,油压,传动系统不可缺少的处理方式。
电镀常见异常及改善措施
1、脱皮:造成脱皮的原因需要从多个方面进行分析
▸是锌置换不好,时间过长或太短,可以通过重新确定置换时间,槽液温度,槽液浓度等作业参数进行改善。
▸活化不够,改善措施则是改变活化方式。
▸前处理不彻底,工件表面有油,这就需要加强前处理工艺,要知道无论是采取什么样的表面处理工艺,前处理都是至关重要的。
2、表面粗糙
▸电镀液光剂,柔剂,针孔剂量不适,重新调整助剂数量。
▸机体表面本身粗糙,重新打磨后再电镀。
3、表面发黄属低电位走势不正,改变装挂方式。加适量的走位剂。
4、表面起毛齿:电镀液太脏,加强过滤,作适当的槽液处理。
电镀的品质要求相对比较高,首先是外观没有发黄,针孔,毛刺,起泡,碰伤,刮伤等不良现象;电镀膜厚 15um 以上,盐雾实验48 小时,达美军标9 级以上,电位差130-150mv 区间;其次是要求结合力能通过60 度弯曲实验,特殊环境的产品,可做相应的变动。
电镀操作注意事项
1、铝零件电镀宜用铝合金作挂具;
2、铝及铝合金经过浸蚀后的各道工序必须快速进行,工序之间的间歇时间越短越好,以免重新氧化;
3、第二次浸锌时间不能过长,以免造成过腐蚀;
4、水洗必须洗干净;
5、电镀过程中要防止中途断电。
四、涂装
涂装分为浸涂,喷涂,淋涂,滚涂和刷涂等,其中以浸涂和喷涂为主,浸涂也就是电泳涂装,它采用电化学方法将有机树脂的胶粒沉积在工件的表面上,形成透明或各种色系的有机涂层。其中,阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺。优点耐蚀性好,抗变色性能强,结合力好的特点。喷涂分为粉体涂装和液体涂装,其中静电涂装是目前业界中比较流行的工艺。
由于涂装抗蚀性好,价格低廉,色系多(可以做任何不同颜色)它适合于所有铝件材质,但素材结构太松如翻沙产品,需刮灰作业,相对品质也要较差。
1、静电涂装的工作原理
在泵浦的作用下,使涂料进入电场,涂料颗粒带负电。在雾化气压的作用下,使涂料变的更细和均匀然后在工作气压的作用下,涂料在旋杯或喷嘴的作用下,均匀的喷撒在工件的表面上。由于在同一垂直面上,喷枪和工件的距离是相等的,同一界面电场强度也是一样的,因此正负电荷相吸,工件表面上就涂覆了一层均匀的有机树脂涂层。然后在高温烘烤的条件下,树脂达到流平和固化的状态。牢固的镶嵌在工件的表面上,达到保护工件的作用。
2、铝材涂装工艺流程
机械打磨—>脱脂—>除氧化膜—>铬化—>喷粉或液—>烘烤—>下挂—>全检—>包装—>入库
粉末涂装时常见异常及处理办法
现象
| 造成原因
| 纠正预防措施
|
桔皮
| 1、粉喷太厚 2、烤炉温度不匹配 3、粉质量太差 | 1、调整喷枪吐出量 2、调整温度 3、改换粉质量 |
掉漆
| 1、前处理太差 2、温度不够,没烤干 3、粉本身结合力不好 | 1、 加强前处理 2、调整温度 3、调整粉体质 量 |
露底
| 1、粉体喷的太薄或没喷到 2、机械前处理不彻底 | 1、改换作业方式 2、加强前处理 |
色差
| 1、粉体本身 2、作业方式不标准 | 改换作业方式
|
流挂
| 1、粉质量不好 2、 粉喷太厚 | 改换作业方式 调整枪距,调整吐出量。 |
针孔
| 1、前处理不好,工件上有油2、喷涂太薄 | 调整前处理各工序处理时间,化验前处理各药液含量是否标准 |
品质标准参考
项目 | 品质标准 | 测试依据 |
颜色 | 以样板为标准 | 色差小于1.5E | <