金属表面处理工艺基础培训

佳 泰 五 金 内 部 培 训 教 材工艺基础目 录 丝网印刷 电铸 铝板拉丝 阳极处理(氧化) 喷砂 高光切削 IMD 加工中心 线切割 电镀 压克力Date2丝网印刷Date3丝网印刷可按其版式,印机品种.油墨性质及承印物的类型分成许多种类.但 就其印刷方式而言,可分为以下几种:1.平面丝网印刷平面丝网印刷是用平面丝网印版在平面承印物上印刷的方法.印刷时,印版固定, 墨刀移动.2.曲面丝网印刷曲面丝网印刷是用平面丝网印版在曲面印物(如球.圆柱及圆锥体等)上进行印刷 的方法.印刷时,墨刀固定,印版沿水平方向移动,承印物随印版移动.丝印:丝网印刷其实就是漏网印刷，简单的丝印，就是用一张丝网（很蜜的）绷在 一个框架上，然后涂抹上感光胶，然后将需要印刷的图文用硫酸纸激光输出，放 在丝网下用曝光灯晒版（几分钟），最后用水泡，需要印刷的部分就没有感光胶 了，而其它不需要印刷的部分还是有感光胶的，也就是漏墨和不漏墨，吹干即可 开始印刷 Date43.轮转丝 网印刷轮转丝 网印刷是用圆筒形丝网印版,圆筒内装有固定的刮墨刀,圆筒印版与承 印物作等线速同步移动的印刷方法,亦称圆网印刷.4.间接丝网印刷前面三种方法均由印版对印件进行直接印刷,但它们只限于一些规则的几何 形体.如平.圆及锥面等,对于外形复杂.带棱解及凹陷面等异形物体,则须用间接 丝印法来印刷.其工艺常由两个部分组成; 间接丝印=平面丝印+转印 即丝印图像不直接印在承印物上,而先印在平面上,再用一定方法转印到承印物 上. 丝印花纸+热转印 丝印花纸+压敏转印 丝印花纸+溶剂活化转印 间接丝印已成为丝印业的重要领域.Date5电 铸Date6原理:电铸是在含有某种金属离子的电解液中，将芯模作为阴极，通以 一定波形的低压直流电，使金属离子得到电子被还原，不断在阴极沉 积成金属的过程。电铸镍时，其主要反应是镍离子在阴极得到电子， 还原成金属镍 。电铸是一种电解加工工艺，遵循法拉第电解定律。在 稳定状态下，由外线路流向阴极的电子全部参加反应，但是由于电极 副反应的存在，实际所得重量小于理论计算量，必须按电流效率计算 。特点 :金属感强，档次高，耐磨性好。能进行超精密加工、容易加工出形 状复杂的零件；零件和模具一体。Date7电铸的优点： 1、 能进行超精密加工（复制精度好）。电铸最重要的特征是它具有高度“逼 真性”。电铸甚至可复制0.5微米以下的金属线。例如：1英寸的宽度内，有 2500根3.5微米的超细线的电视摄像机用的高精度金属网(超细金属网)，就使 用了电铸法进行生产的。而香烟过滤嘴的纤维，也是使用纤维素通过超细金属 网制成的，这是用其他金属加工法所不能达到的。电铸复制的精度是非常高的 。高精度金属网的制造法，是在底板上用照相制板技术按需要涂上绝缘层（保 护层），然后以此作为模板进行电铸。 2、 能调节沉积金属的物理性质。可以通过改变电镀条件，镀液的组分的方法 来调节沉积金属的硬度、韧性和拉 伸强度等。还可以采用多层电镀、合金电 镀、复合电度镀方法得到其他加工方法不能得到的物理性质。 3、 不受制品 大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。 4、 容易制出复杂形状的零件。 Date8电铸的缺点： 1、 操作时间长。例如：用3A/dmm的阴极电流密度沉积3mm厚的镍层，需要 25h20min。即使用是小薄零件要镀厚层时，成本很高，但是电镀过程中可以无人 管理。 2、 要有经验和熟练技能的人员操作。电铸装置是简单的，但在复制复杂形状的 模型中要制造母模、导电层处理、剥离处理等，这些工序都要求有经验和熟练技 能的人员才能操作。 3、 必须有很大的作业面积。即使是小制品，也需要有镀槽、水洗槽等平面布置 ，废水处理装置必须有相当大的作业面积。4、 除了要有电镀操作技术外，还必须有机械加工和金属加工知识。电铸法并不 是单用电镀操作而制出制品，还要进行衬底加工、研磨等机械操作，所以必须具 备这些方面的知识和技巧。 Date9产品展示Date10铝板拉丝其实是一种修复工艺，也可起美观作用。根据效果可分为直纹、乱纹 、波纹、 螺旋纹等。并且一般是先拉丝再电镀。 1.直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。连续直纹可用 百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦获得。改变不锈钢刷 的钢丝直径可获得不同粗细的纹路。铝板拉丝 Date112.乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种 无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高 。3.波纹一般在刷光机或磨擦机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合 金板表面磨刷，得出波浪式纹路。4.旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光 油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。多用于圆形标牌 和小型装饰性表盘的装饰性加工。5.螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿 成60度作用的角度，另外做一个装有固定铝板的拖板，在拖板上贴一条边沿齐 直的聚酯薄膜用来限制螺纹进度。利用毛毡的旋转与拖板的直线运动，在铝板 表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。Date12阳极处理又称为阳极着色处理，也被称做腐蚀处理,俗称:氧化处理。铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜，颜色丰 富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨，抗腐蚀性极高。其基本原理为：在 电极和电解液的作用下，表层的铝离子会被分解到电解液中和颜料离子混合后 ，再将电极反转，使铝离子和颜料离子再重新附着到铝件的表面上，这样就能 镀上颜色均匀、附着力强的氧化物薄膜。在这个过程中要注意控制电极作用的 时间，以保持铝件的厚度不变。封孔（Sealing）为阳极处理的后处理，是将吸附染料的微孔状氧化层与 水反应，生成水含氧化铝，使氧化铝的体积增加；封闭表面微孔，形成非导电 性膜层；还可防止再吸附造成的膜层污染；增加着色的牢固性；提高表面耐磨 性和耐气候性等。 阳极处理Date13产品展示Date14喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面，以符合光泽柔 和等特殊设计需要。同时，可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固。 喷砂通常在专用喷砂机内进行。根据砂面粗细程度的要求，选择适当目 数的石英砂，喷制成适当的砂面。均匀适度的喷砂处理，基本上可克服 铝材表面的常见缺陷。喷砂处理Date151.高光加工严格说不属于预处理，而是后加工。高光加工的零件由于光泽度高， 配以粗细刀纹，利用折光原理，可以大大增强装饰效果，近两年来深受欢迎。2.高光切削是在CNC机床应用刀具进行快速切削使标牌及其它装饰件产生出高光 亮面的工艺。切削过程中由于发热会使铝表面产生一层氧化膜，保护加工面长期 保持光亮。 高光切削Date16IMDDate17IMD的中文名称：注塑表面装饰技术 即IMD（In-Mole Decoratiom）， IMD是目前国际风行的表面装饰技术，主要应用于家电产品的表面装饰 及功能性面板，常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制 面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲 控制面板多种领域的面板、 标志等外观件上。IMD又分为IML、IMR，这两种工艺的最大区别就是产品表面是否有一层 透明的保护薄膜。目前国内一些人士把IMR称之为IMD，把IML独立于IMD之外。最根本的区 别在于IML和IMR在lens表面的不同， IML表面有PET或PC片材，而IMR 表面只有油墨。 Date18IML的中文名称：模内镶件注塑 其工艺非常显著的特点是：表面是一层硬化的透明薄膜，中间是印刷图案层， 背面是塑胶层，由于油墨夹在中间，可使产品防止表面被刮花和耐磨擦，并可长 期保持颜色的鲜明不易退色。IMR的中文名称：模内转印此工艺是将图案印刷在薄膜上，通过送膜机将膜片与塑模型腔贴合进行注塑 ，注塑后有图案的油墨层与薄膜分离，油墨层留在塑件上而得到表面有装饰图案 的塑件，在最终的产品表面是没有一层透明的保护膜，膜片只是生产过程中的 一个载体。但IMR的优势在于生产时的自动化程度高和大批量生产的成本较低 。IMR的缺点：印刷图案层在产品的表面上，厚度只有几个微米，产品使用一段 时间后很容易会将印刷图案层磨损掉，也易褪色，造成表面很不美观。另外新 品开发周期长、开发费用高，图案颜色无法实现小批量灵活变化也是IMR工艺 无法克服的弱点。Date19Date20IML的工艺工序 裁料-平面印刷-油墨干燥固定-贴保护膜-冲定位孔-热成型-剪切外 围形状-材料注塑成型 IML工艺的优点和缺点 优点： 1) 胶片制作周期短，可表现多重色彩；2) 在生产中可以随时更改图案及颜色； 3) IML最外层是FILM，油墨丝印于中间层，外表光洁美观，越摸 越光亮，具有优良的抗刮性；4) IML生产批量数量很灵活，适合多品种小量生产缺点： 1. 1)前期周期长； 2. 2) 易产生胶片脱落、扭曲变形等情况； 3. 3) 产品不良率高。Date21IMD/IML产品的优点： 1、耐划伤、那腐蚀性强、使用寿命长。 2、立体感好。 3、防尘、防潮、抗变型能力强。 4、颜色任意更改，图案随意变更。IMD/IMLIMRDate22加工中心是指备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工 序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系 统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速 、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序。因而大大减少了 工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度 要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。 加工中心Date23加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心 。 (1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加 工箱体类零件。 (2)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加 工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。 (3)万能加工中心(又称多轴联动型加工中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台 回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于 具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。Date24线切割是一种电加工机床,靠钼丝通过电腐蚀切割金属(特别是硬材料、行 状复杂零件）。电火花线切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，简称 WEDM），又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电 极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加 工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定 板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔 槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成 本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用。线切割Date25根据电极丝的运行速度不同，及加工质量不同，电火花线切割机床通常分 为三类：第一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），其电极丝作高 速往复运动，一般走丝速度为810m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高 ，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生 产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；第二类是低速 走丝电火花线切割机床（WEDM-LS），其电极丝作低速单向运动，一般走丝 速度低于0.2m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质 量较好，但加工速度较低，是国外生产和使用的主要机种。第三类中速走丝电 火花线切割机床，准确地应该叫“多速走丝”。是我国独创的，其原理是对工件 作多次反复的切割，开头用较快丝筒速度、较强高频来切割，就如现在的快走 丝线切割，最后一刀用较慢丝筒速度、较弱高频电流