产品造型材料与工艺——第六讲概要
57页1、产品造型材料与工艺,第六讲,第二章 金属材料及其加工技术,第一节 常用金属材料及其特性 第二节 金属材料成型与工艺性 第三节 金属表面处理与装饰技术,第三节 金属表面处理与装饰技术,一、金属材料的表面处理 1 铝及铝合金的氧化与着色处理 2 钢铁的氧化与磷化处理 3 铜及铜合金的氧化处理 二、金属材料的表面装饰 1 镀层装饰技术 2 涂层装饰技术 3 搪瓷被覆技术 三、其他面饰工艺,金属表面处理与装饰的作用?,保护产品外观美,延长使用寿命 美化、装饰产品 产品造型设计师要了解表面处理与装饰技术的特点,会正确合理的选用。,一、金属材料的表面处理,什么是金属表面处理?有哪些处理方法、其特点如何? 指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反应后,在金属表面生成膜层,该膜层叫转化膜。 转化膜可分为: 电化学转化膜。 化学转化膜:氧化膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜。 特点:基体金属直接参与成膜反应; 应用:电绝缘,防腐,着色、装饰,应用极广。,铝及铝合金的氧化与着色处理,1 铝及铝合金的电化学氧化 定义 铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化,因零件作为阳极,故也称铝阳极氧化 氧化膜的性质 多孔性 吸附
2、性好 硬度高、耐磨 电绝缘、绝热 是有机涂料的良好底层,铝及铝合金的氧化与着色处理,1 铝及铝合金的电化学氧化 电化学氧化溶液的种类:以酸性电解液居多,有硫酸、铬酸、磷酸、草酸等,其中硫酸应用最广(硫酸阳极化),铝及铝合金的氧化与着色处理,2 铝及铝合金的化学氧化 定义 指不用外来电流而仅把工件置入适当溶液中,使其表面生成人工氧化膜。一般将铝件浸入含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中,铝和溶液生成Al2O3和Al(OH)3的波膜,厚度0.54um。 特点: 强度差,易磨损,抗蚀性也差,质柔软,一般不易单独使用。 但吸附性好,一般作为表面涂装的底层。 生产效率高、成本低、不耗电能、不需专门设备,适合大批量生产,在面饰中大量采用。,铝及铝合金的氧化与着色处理,3 铝及铝合金氧化膜着色 (1)化学染色法 (2)整体着色法 (3)电解着色法 (4)干涉着色法,铝及铝合金的氧化与着色处理,3 铝及铝合金氧化膜着色 (1)化学染色法 把氧化后的制件用有机染料或无机染料的水溶液来染色。 特点:目前多用有机染料,其色彩丰富、鲜艳,铝及铝合金的氧化与着色处理,3 铝及铝合金氧化膜着色 (2)整体着色法(无机
3、着色法) 用硫酸和有机酸的混合物作氧化溶液,通以直流电,阳极氧化与着色同步进行 特点:着色膜对阳光和风化作用稳定性好;不足:耗电量大、成本高,已渐被电解着色取代,铝及铝合金的氧化与着色处理,3 铝及铝合金氧化膜着色 (3)电解着色法 先在硫酸溶液常规阳极氧化,阳极氧化后的多孔性氧化膜在金属盐的着色液中电解着色。 特点:比染色法耐晒性好,比整体着色法能耗小、工艺条件易控制,铝及铝合金的氧化与着色处理,3 铝及铝合金氧化膜着色 (4)干涉着色法 由电解着色法发展而来,在阳极氧化和电解着色两步法之间加一扩孔步骤,即先进性硫酸阳极化,然后磷酸阳极化,再电解着色 特点:颜色是由于氧化膜的上表面反射的光和氧化膜与铝基体界面折射的光产生干涉的结果,铝的电解着色,钢铁的氧化与磷化处理,1 钢铁的氧化处理 钢铁的化学氧化(发蓝) 将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸,在金属表面生成稳定的四氧化三铁的过程。四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色,故又称“发蓝” 特点: 简便、经济。 膜厚0.5-1.6um,吸附性好,发蓝后可浸油或填充处理,进一步提高膜层的耐蚀性。 膜薄,不影响零件的装配尺寸;对表面光洁要求高或抛光的精密件,发
4、蓝后表面既亮又黑,可防护和装饰。 一般不产生氢脆现象,适用于高强钢薄钢片、氢脆敏感弹簧件等,发蓝,钢铁的氧化与磷化处理,2 钢铁的磷化处理 将零件进入磷酸盐溶液中进行化学处理,在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程。 特点: 膜厚3-20um,或更厚。膜与金属基体有较好的结合,对大气及各种有机油类、苯、甲苯等气体燃料有很好的耐蚀性; 对润滑油有很好的吸附性,不粘附熔融金属、不影响零件的焊接性能 是高电阻膜层,有很好的电绝缘性 不足:膜机械强度不高,有一定脆性,有氢的析出,应注意氢脆问题,如对高强钢,铜及铜合金的氧化处理,“铜绿”:铜在潮湿的大气和海水条件下容易腐蚀,在水、二氧化碳、氧的作用下生成腐蚀产物碱式碳酸铜。 耐蚀处理方法: 1 过硫酸盐碱性溶液氧化法 2 铜氨溶液化学氧化法 3 古铜色化学氧化铜镀层 4 碱性溶液电化学氧化法,铜及铜合金的氧化处理,1 过硫酸盐碱性溶液氧化法 在由氢氧化钠和过硫酸盐配好的过硫酸钾溶液中经60-65度浸煮,生成黑色氧化膜。,铜及铜合金的氧化处理,2 铜氨溶液化学氧化法 适合含铜52%-68%的黄铜件,所得氧化膜为蓝黑色。 氧化膜质量比过硫酸盐法氧化
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