1、鈑金產品表面處理方法發布: 2008-1-27 11:10 | 作者: 網絡轉載 | 來源: 美雅論壇() | 查看: 3696次 中華編輯小組編輯發布，編輯人: 美雅設計在線 SPCC 一般用鋼板，表面需電鍍或涂裝處理SECC 鍍鋅鋼板，表面已做烙酸鹽處理及防指紋處理SUS 301 彈性不銹鋼SUS304 不銹鋼鍍鋅鋼板表面的化學組成-基材（鋼鐵）， 鍍鋅層或鍍鎳鋅合金層， 烙酸鹽層和有機化學薄膜層。有機化學薄膜層能表面抗指紋和白銹， 抗腐蝕及有較佳的烤漆性。SECC的鍍鋅方法熱浸鍍鋅法：連續鍍鋅法，成卷的鋼板連續浸在溶解有鋅的鍍槽中；板片鍍鋅法，剪切好的鋼板浸在鍍槽中， 鍍好后會有鋅花。電

2、鍍法: 電化學電鍍， 鍍槽中有硫酸鋅溶液， 以鋅為陽極，原材質鋼板為陰極。1-1產品種類介紹1.品名介紹    材料規格            后處理           鍍層厚度S    A B C          D        ES for SteelA:  

3、   EG （Electro Galvanized Steel）電氣鍍鋅鋼板-電鍍鋅  一般通稱 JIS鍍純鋅         EG             SECC  （1）鉛和鎳合金     合金EG         SECC  （2）    G

4、I  (Galvanized Steel) 溶融鍍鋅鋼板-熱浸鍍鋅非合金化         GI， LG             SGCC  （3）鉛和鎳合金     GA， ALLOY         SGCC   （4）裸露處耐蝕性  2>3>4>1熔接性&

5、#160;   2>4>1>3涂漆性    4>2>1>3加工性    1>2>3>4B:所使用的底材    C  (Cold rolled) : 冷軋    H  (Hot rolled):   熱軋C：底材的種類C：一般用D：抽模用E：深抽用H：一般硬質用D：后處理M：無處理C：普通烙酸處理-耐蝕性良好， 顏色白色化D：厚烙酸處理-耐蝕性更好， 顏色黃色化P：磷酸處理-涂裝性良好U：有機耐

6、指紋樹脂處理(普通烙酸處理)- -耐蝕性良好， 顏色白色化， 耐指紋性很好A：有機耐指紋樹脂處理(厚烙酸處理)-顏色黃色化， 耐蝕性更好FX：無機耐指紋樹脂處理-導電性FS：潤滑性樹脂處理-免用沖床油E：鍍層厚1-2物理特性    膜厚-含鍍鋅層，烙酸鹽層及有機化學薄膜層， 最小之膜厚需0.00356mm以上。 測試方法有磁性測試(ASTM B499)，電量分析(ASTM B504)，顯微鏡觀察（ASTM B487）。    表面抗電阻-一般應該小于0.1歐姆/平方公分。1-3    鹽霧試驗-試片尺寸100mmX150mmX1.2m

7、m，試片需沖整捆或整疊鐵材中取下，必須在鍍烙酸鹽后24小時， 但不可超過72小時才可以用于測試， 使用5%的鹽水， 用含鹽的水汽充滿箱子， 試片垂直倒掛在箱子中48小時。    測試后試片的鍍鋅層不可全部流失， 也不能看到底材或底材生銹， 但是離切斷層面6mm范圍有生銹情況可以忽略。1-4 鍍鋅鋼板的一般問題點    1.白銹-因結露或被水沾濕致迅速發生氫氧化鋅為主要成分的白色粉末狀的銹。 (會導致產品質量劣化)    2.紅銹-因結露或被水沾濕致迅速發生氫氧化鐵為主要成分的紅茶色粉末狀的銹。    3.烙酸不均勻

8、-黃茶色的小島形狀或線形狀的花紋，但耐蝕性沒有問題。    4.替代腐蝕保護-在鋅面割傷而，露出鋼板基體表面的情況下，我們也不必擔心鍍鋅鋼板切邊生銹問題。1-5 鍍鋅鋼板之烤漆處理    1.前處理    由于鋅是一種高活性金屬， 在烤漆前需要適當的化學轉化處理如磷酸鹽處理。 磷酸鹽處理劑有兩種，一種是處理鐵的， 一種是處理鋅的。    2.脫脂    采用弱堿， 有機溶劑及中性乳液或洗滌劑， 避免用酸或強堿脫脂劑。可用水膜試驗（Water lreakage test）來確認，觀察試驗后的水是否

9、受到污染，以及試品表面的水膜是否均勻。    3.烤漆    電鍍鋅鋼片對漆的選擇性比冷軋鋼片為嚴。使用水性底漆（Water promer）可以確保有較強的油漆附著性。鈑金常用表面處理技朮介紹 1. 磷酸鹽皮膜處理也稱為磷化處理1.1磷酸鹽皮膜機理 2H3PO4+MM(H2PO4)+H2 3M(H2PO4)24H3PO4+M3(PO4)2 M(H2PO4)2MHPO4+H3PO4生成的M3(H2PO4)2和MHPO4為磷酸鹽膜的主要成分 1.2磷酸鹽皮膜的性質和用途(1) 耐蝕性在大氣條件下很穩定在有機油類苯甲苯及各種氣體燃料中有很好的耐蝕性。但磷酸鹽皮

10、膜不耐酸堿氨海水及水蒸氣等。磷酸鹽膜經過封閉處理后能大大提高其耐蝕性。 磷酸鹽皮膜的耐蝕性高于發藍膜。(2) 吸附性 磷酸鹽膜具有多孔構有很好的吸附性因此常用作油漆的底層和吸附潤滑油后作為減摩層和潤滑層。(3) 電絕緣性 磷酸鹽膜是高電阻膜層有很好的電絕緣性擊穿電壓為240250V, 涂絕緣漆后可耐10001200V,又由于磷酸鹽膜不影響透磁性因此常用作電磁裝置的硅鋼片。(4) 不粘附熔融金屬的特性 此特性用于在熱浸鋅錫鉛合金時保護不需要浸涂部分。在澆鑄減摩合金和電機鑄鋁轉子時將鋼膜作磷酸鹽處理以防粘附。 1.3 鄰酸鹽膜成膜機理和構成1.4 分類 鋼鐵用化成處理劑 鋁用化成處理劑 鋅用化成處

11、理劑 不銹鋼用化成處理劑 銅用化成處理劑 鎂用化成處理劑 其它化成處理劑 涂裝打底用的化成處理劑 塑性加工用化成處理劑 防銹用化成處理劑 耐磨用化成處理劑 絕緣用化成處理劑 塑料迭片用化成處理劑涂裝打底用皮膜特點致密均勻薄得適當 結晶粗大會吸入涂料而減少光澤不均勻會降低涂裝后的耐蝕性由于磷酸鹽膜很硬很脆皮膜過厚的話涂裝后遭到彎曲或沖擊等外力時即使別無缺陷也可能脫落。 防銹用皮膜特點致密均勻厚度越厚越好孔隙率越低越好。表 1.1 美軍規格MIL-C-16173C要求的磷酸鹽皮膜的防銹性類型等級補助加工鹽水噴霧試驗磷酸鐵1施行另外規定的防銹油 2施行MIL-L-3150的潤滑油243不補助加工1.

12、54A進行無機密封不進行補助加工244B進行無機密封施行MIL-L-3150的潤滑油72磷酸鋅1施行另外規定的防銹油 2施行MIL-C-16173Grade 2的不干性防銹油483不補助加工24A進行無機密封不進行補助加工244B進行無機密封施行防銹油或高熔點蠟724C進行無機密封且染上規定色244D進行無機密封及染色施行防銹油或蠟724E進行無機密封施行規定的防銹油24 1.5磷酸鹽皮膜構成 皮膜化成溶液磷酸鹽膜的成分及結構形態 鋼鐵表面鋅表面鋅系磷酸鹽皮膜劑Zn(PO4).4H2OZnFe(PO4)2.4 H2O形態呈樹枝壯晶粒垂直于金屬表面Zn3(PO4).4H2O錳系磷酸鹽皮膜劑(Mn

13、Fe)5H2(PO4).4H2O形態呈圓球形晶系的層狀結構晶粒排列平行于金屬表面Zn3(PO4).4H2OMn5H2(PO4).4H2O鐵系磷酸鹽皮膜劑Fe3(PO4)2ZnFe(PO4)2.4 H2O Fe3(PO4)2 1.6磷酸鹽化成工藝過程及監控 脫脂水洗(除銹)表面調整化成水洗封閉處理或烤漆化成工序的監控參數游離酸度全酸度雜質含量。脫脂工序的監控參數 游離堿度全堿度。 表面調整由于脫脂溶液中的硅酸鹽使膜結晶粗糙膜重增加不適合涂裝同時強堿溶液如NaOH也使鋅鹽磷化膜粗糙變厚并且降低磷化膜的耐蝕性和柔韌性。活化晶核由于生成氫氧化物或氧化物的薄膜而減少因此用弱堿性的磷酸鈦鹽溶液或稀草酸溶液

14、對鋼鐵表面進行處理可使大多數的晶核重新活化和復原細化晶粒增加晶粒數。 2陽極氧化又稱為電化學氧化陽極化2.1鋁及鋁合金的陽極化2.11氧化膜特性(1) 多孔性硫酸陽極化膜每平方微米大約有800個孔草酸陽極化膜每平方微米大約有60個孔。由于氧化膜具有多孔狀結構所以膜層有很好的吸附性對各種染料表現出很好的吸附能力故氧化膜能進行化學著色染成不同的顏色另外也可在膜孔底部電沉積金屬進行電化學著色使氧化膜不僅具有防護作用還有裝飾作用。(2) 良好的耐磨性由于陽極化膜硬度高因此耐磨性好。(3) 氧化膜的電絕緣性和絕熱性良好的電絕緣性使陽極化產品可作為電機和變壓器的繞線圈但其缺點是彈性小。良好的絕熱性使有氧化

15、膜存在的情況下可防止零件在瞬間高溫的情況下熔化。2.1.2分類 硫酸陽極化 草酸陽極化 鉻酸鹽陽極化 磷酸陽極化 硼酸陽極化 普通陽極化 硬質陽極化膜層硬度高具有很好的耐磨性和耐蝕性。硬氧化膜大多用于鋁的活塞汽缸液壓設備減震器齒輪及其它鋁制零件。超硬鋁(LC4)經硬質陽極化后可以代替鋼使用。同時耐熱性很好能經受住短時間的2000C高溫。因此硬氧化膜常作為一種能滿足特殊要求的功能性膜層。2.1.3陽極化的反應過程和膜的構成陽極反應Al-3eAl3+2Al3+ +3O2-Al2O3陰極反應6OH-3H2O+3O2-2H+2eH22.1.4膜的組成 未封閉膜 Al2O378.9% Al2O3H2O

16、0.5% Al2(SO4)320.2% H2O 0.4% 水封閉后的膜Al2O361.7% Al2O3H2O 17.6% Al2(SO4)317.9% H2O 2.8%2.2其它材料的陽極氧化鈦和鈦合金的陽極氧化3化學氧化 化學氧化陽極氧化工藝特點(1) 成本低生產效率高收效快可以大批量連續化生產(1) 成本較高。(2) 工藝穩定操作方便設備簡單溶液易維護零件大小和形狀不受限制(2) 由于需外加電源零件大小和形狀影響電力線和電流的分布(3) 對鋼鐵鋁銅銀鋅錫鎘以及它們的合金均可進行化學氧化。此外化學氧化在某些功能性應用領域也得到了令人滿意的效果。因此近年來化學氧化技朮得到了很大的發展。(3)常

17、用的為鋁及其合金鎂及鎂合金鈦及其合金的等材料陽極氧化。膜層特性(1)膜薄一般厚度為0.5-4微米(1) 膜厚(2)質軟不耐磨抗蝕性和耐磨性低于陽極氧化膜(2) 耐蝕性好硬度高用于提高(3)可得到某些陽極化膜不能具有的功能性膜層如導電性氧化膜層(3)可得到某些特殊功能性的膜層如在多孔膜中沉積磁性合金作存儲元件。太陽能吸收板超高硬質膜等 3.1鋁的化學氧化3.1.1分類 純水氧化法 磷酸鹽氧化法 鉻酸鹽氧化法 磷酸鹽鉻酸鹽氧化法 堿性氧化法 酸性氧化法 可得到透明膜層。 3.1.2后處理有填充處理鈍化處理噴涂處理等后處理以提高耐蝕性。3.2鋼鐵的化學氧化因為得到膜層由呈現藍黑色的四氧化三鐵組成所以

18、又叫發藍。發藍膜薄通常為0.6-1.5微米因而耐蝕性差。但是由于其有很好的吸附性經過填充處理的發藍膜有較好的耐蝕性。如早期的槍炮管大多使用化學氧化后涂油烏黑的油亮外表。發藍膜薄不影響零件的裝配尺寸對表面光潔度高或拋光的精密件發藍后表面既亮又黑具有防護和裝飾的雙重效果。因此發藍膜在精密儀器光學儀器以及機械制造上廣為應用。4.化學鍍4.1化學鍍的特性(1) 不需要通電將鍍件直接浸入溶液即可。(2) 可在金屬半導體和非導體材料上直接進行。(3) 可在零件表面獲得厚度均勻的鍍層。(4) 通過自催化特性可得到任意厚度的鍍層。(5) 膜層空隙少致密具有很好的耐蝕性很高的硬度和耐磨性。(6) 鍍液穩定性差更

19、新快成本比電鍍高4.2化學鍍種類鎳銅銀鈷金鈀鉑銠等均可經過化學鍍沉積到鍍件表面。但最常用的主要有化學鍍鎳和化學鍍銅。4.2.1 化學鍍鎳4.2.1.1 化學鍍鎳膜層特性化學鍍鎳膜層電鍍鎳層空隙少致密多孔只有達到一定厚度(25微米以上)才能做到無孔耐蝕性好12.5微米厚的耐蝕性優于25微米厚的電鍍鎳層耐蝕性不如化學鍍鎳層光亮化學鍍鎳層的亮度不如電鍍亮鎳層的亮度管理只能得到半光亮鍍層可得到全光亮的鍍層鍍層為鎳磷合金層含磷10%以上的鍍層為非晶態鍍層。鍍層為純鎳組成晶體結構無論是半光亮還是不光亮鍍層脆性均較大光亮鍍層脆性大延性小。半光亮層有一定的韌性暗鎳有較好的韌性。 成本高在得到相同鍍層的條件下大

20、約為電鍍鎳層價格的5倍成本比化學鍍鎳低4.2.1.2化學鍍鎳的沉積機理以次磷酸鹽鍍液為例首先是次磷酸根在固體催化表面上氧化脫氫并生成亞磷酸根反應為H2PO2-+H2OH+HPO32-+2H吸附于催化表面上的活潑氫原子使鎳離子還原成金屬鎳而本身則氧化為氫離子Ni2+2HNi+2H+同時溶液中的部分次磷酸根也被吸附在催化表面上的活潑氫原子還原成單質磷 H3PO2-+HP+H2O+OH-因此化學鍍鎳得到的是鎳磷合金層而不是單一的鎳層。化學鍍鎳過程中會發生析氫副反應2HH24.2.1.3化學鍍鎳的工藝過程脫脂活化化學鍍4.2.1.4塑料電鍍與化學鍍塑料電鍍的工藝過程脫脂粗化(微觀粗化)敏化(吸附易氧化

21、的物質)活化(多用膠體鈀通過與敏化步驟吸附的氧化物反應而獲得一層具有催化作用的金屬膜)還原處理(消除殘余活化物質)化學鍍鎳或鍍銅電鍍 4.2.1.5化學鍍鎳的用途石油管道計算器硬盤耐磨組件等 4.2.2其它化學鍍的用途化學鍍銅主要用于非金屬材料表面金屬化特別是印制電路板的孔金屬化實現孔兩邊導通。化學鍍銀用于生產保溫瓶(銀鏡反應)裝飾物等 5.防銹油脂5.1概述防銹油脂是在礦物油(或合成油)中加入油溶性緩蝕劑和其它輔助添加劑而組成的一種防銹材料。具有取材容易成本較低工藝簡單適應性廣防銹效果顯著等優點。廣泛用于機械制造過程及金屬制品的儲存運輸過程中。它與氣相防銹材料可剝性塑料共稱為暫時防銹中的三大

22、防銹材料。5.2防銹油防銹的原理防銹油一般由油溶性緩蝕劑和溶解緩蝕劑的油類組成。油溶性緩蝕劑在分子結構上都同時具備極性和非極性基團。非極性基團使其能溶于油中極性基團則使其能吸附在金屬表面延緩金屬腐蝕。油主要起保護緩蝕劑吸附分子彌補吸附膜不完整之處保障油膜的厚度等作用。由緩蝕劑和油在金屬表面形成致密的吸附膜有效阻止水分子氧氣和其它腐蝕性介質的浸入從而阻止金屬腐蝕。5.3防銹油應具備的性能(1) 防銹性能良好(2) 無腐蝕性與其所接觸的金屬或非金屬部件不其作用。(3) 對人體無害無特殊臭味或其它刺激性氣味(4) 具有很好的化定性在長期儲存中不變質不氧化效果恒定。能有效防止有害氣體和水擴散到金屬表面

23、同時對手汗有一定的置換性(5) 涂層不因溫度變化而流失或龜裂涂層應有一定的強度涂層要薄且除膜性好并能適應多種包裝材料的包裝。5.4防銹油種類 工序間防銹油 防銹潤滑兩用油 封存防銹油 液體防銹油 硬膜油 軟膜油 溶劑稀釋型防銹油 不干性防銹油 半干性防銹油 干性防銹油6真空鍍膜6.1分類 真空蒸鍍 真空濺射鍍 離子鍍 共同特點在真空室內(有時充有負壓的惰性氣體)實行氣相鍍覆的一類技朮。 6.2真空蒸鍍將零件與涂層材料同時放在鐘罩形的真空室內涂層材料受熱蒸發蒸發出的分子(或原子)在自由行程內與受鍍零件表面相遇并不斷凝結成膜。鍍件可以是金屬也可以是非金屬。涂覆材料只能選擇熔點低蒸氣壓較高的材料如鋅

24、鎘銅銀金鎳和鉻等。對低熔點金屬的鍍覆效果好只能用于鍍薄膜。真空蒸鍍目前主要用于制作各種薄膜電子組件沉積各種光學薄膜以及在用陶瓷金屬塑料人造寶石和紙質制成的工藝美朮品上沉積裝飾膜。6.3陰極濺射鍍 在真空度不太高的環境中在強電場的作用下利用氣體放電時產生的高速正離子轟擊陰極靶材料(鍍覆材料)從靶表面濺射出原子或分子并沉積到基體(被鍍零件)表面上形成薄膜的技朮或者說是利用濺射現象的成膜技朮。 鍍件可以是組成強電場的陽極也可以是放在灰光放電區域內其它位置的零件。零件充作陽極的方法是直流雙極濺射法是一種簡單而標準的濺射法。 濺射鍍膜層的附著力比蒸鍍強鍍覆材料不受熔點和蒸氣壓的限制但濺射鍍的速度不如蒸鍍快。 濺射鍍已經得到了廣泛的應用。在表面強化和穩定化方面濺射鍍用于鍍覆耐磨損層超硬合金層耐蝕層和抗高溫腐蝕合金層等。用濺射鍍來裝飾塑料制品外觀美麗附著力好。在電子和光學方面濺射鍍