金屬表面處理——鋁和鋁合金

鋁常用的表面處理方法:??
1. 拋光:克服缺陷去毛刺和使表面光亮的作用。
2.噴砂:噴砂的目的是用來克服和掩蓋鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生的一些缺陷以及滿足客戶對產(chǎn)品外觀的一些特殊要求。有玻璃砂、鎢砂等,呈現(xiàn)不同感覺。類似毛玻璃的粗燥質(zhì)感,細的砂型同樣可以表現(xiàn)出高檔的產(chǎn)品。
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3.電鍍:比較常見,同時有打磨后電鍍的處理工藝見上一期電鍍
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4.車紋:是模具成型后再次加工的處理方式,使用車床加工出紋路。成體表現(xiàn)為非常規(guī)則的紋理特征。
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5.擦紋:有叫做拉絲。表現(xiàn)相似于車紋,都是表面形成流暢的連續(xù)紋路,不同的是,車紋表現(xiàn)為環(huán)狀紋路,擦紋表現(xiàn)為直線
6.批花:我們經(jīng)??吹接行┙饘巽懪?,上面的產(chǎn)品或者公司標示有傾斜或者直體絲狀條紋,此為批花工藝
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7.批邊:類似拋光、電鍍效果,但是加工方式不同,效果不同。加工方式為機械加工,呈現(xiàn)極亮的光芒效果
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8.氧化(上色):氧化的用途分兩方面:增強物理特性;可以達到上色目的。
9.鉆石切割

拉絲
拉絲可根據(jù)裝飾需要,制成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。
直紋拉絲是指在鋁板表面用機械磨擦的方法加工出直線紋路。它具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續(xù)絲紋和斷續(xù)絲紋兩種。連續(xù)絲紋可用百潔布或不銹鋼刷通過對鋁板表面進行連續(xù)水平直線磨擦(如在有靠現(xiàn)裝置的條件下手工技磨或用刨床夾住鋼絲刷在鋁板上磨刷)獲取。改變不銹鋼刷的鋼絲直徑,可獲得不同粗細的紋路。斷續(xù)絲紋一般在刷光機或擦紋機上加工制得。制取原理:采用兩組同向旋轉(zhuǎn)的差動輪,上組為快速旋轉(zhuǎn)的磨輥,下組為慢速轉(zhuǎn)動的膠輥,鋁或鋁合金板從兩組輥輪中經(jīng)過,被刷出細膩的斷續(xù)直紋。
亂紋拉絲是在高速運轉(zhuǎn)的銅絲刷下,使鋁板前后左右移動磨擦所獲得的一種無規(guī)則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工,對鋁或鋁合金板的表面要求較高。?
波紋一般在刷光機或擦紋機上制取。利用上組磨輥的軸向運動,在鋁或鋁合金板表面磨刷,得出波浪式紋路。?
旋紋也稱旋光,是采用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鉆床上,用煤油調(diào)和拋光油膏,對鋁或鋁合金板表面進行旋轉(zhuǎn)拋磨所獲取的一種絲紋。它多用于圓形標牌和小型裝飾性表盤的裝飾性加工。
螺紋是用一臺在軸上裝有圓形毛氈的小電機,將其固定在桌面上,與桌子邊沿成60度左右的角度,另外做一個裝有固定鋁板壓茶的拖板,在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋寬度。利用毛氈的旋轉(zhuǎn)與拖板的直線移動,在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。


噴砂
噴砂(Sand Blasting)處理
噴砂(Sand Blasting)處理在金屬表面的應(yīng)用是非常普遍的。
目的是用來克服和掩蓋鋁合金在機械加工過程中產(chǎn)生的一些缺陷以及滿足客戶對產(chǎn)品外觀的一些特殊要求。
原理只是將加速的磨料顆粒向金屬表面撞擊,而達至除金秀、去毛刺、去氧化層或作表面預(yù)處理等,它能改變金屬表面的光潔度和應(yīng)力狀態(tài)。常用的砂材有玻璃砂、金剛砂、鋼珠、碳化硅等
噴砂工藝的好處
噴砂工藝可分為氣壓噴槍及葉輪拋丸兩種,而噴砂工藝的優(yōu)點在于它能夠除披峰、去除在壓鑄、沖壓、火焰切割和鍛壓后的毛刺,對較薄工件及有毛孔的毛刺效果更好,它可清理砂鑄過程殘余的砂粒、清理鑄鐵件或鋼材的銹漬、清理熱處理、燒悍、熱鍛、輾壓等熱工序后的除氧化皮。另外,在涂層應(yīng)用上,它可把現(xiàn)有的涂料或保護層除去,在覆蓋鑄件上的缺陷如龜裂或冷紋,提供光澤表面。再加上于表面應(yīng)力上,它能提供一致性的粗化表面,上油及噴涂效果,在高應(yīng)力的金屬件如彈簧和連接桿經(jīng)局部被不斷敲打,會產(chǎn)生變形并呈現(xiàn)強化現(xiàn)象。此強化效果是需要使用圓形磨料如不金秀鋼丸,在高能量的拋丸機或?qū)S脧娏娚皺C中使用。如要測定機器的表面強化效果,可把Almen測試工件進行拋丸或噴砂處理,然后測出變形量是否符合要求。
氣壓噴槍的原理
噴槍的氣壓輸入主要分直接壓力缸(Direct Pressure Vessel)及間接注射式(PressureInjection)。直接壓力缸將磨料放于壓力罐,并施以6-7bar大氣壓力,直接噴出磨料。它的好處是壓力大,缺點是當要添加壓力罐內(nèi)的磨料時需要暫停操作。但如需要長時間連續(xù)噴砂而不受間斷,可使用雙壓力缸設(shè)計,使添加磨料不必停止操作。而間接注射式則利用高速氣流吸入磨料,它的好處是添加磨料時不會干擾正常生產(chǎn),設(shè)備簡單及投資小,因此最為普遍。

在各噴砂機類型中,最簡單的是密封噴砂室式的,操作人員可透過橡膠手套持著工件,腳踏噴槍開關(guān),透過窗口觀察噴砂過程,這類噴槍常與葉輪拋丸共同使用,噴槍一般與工件距離150-200mm,處理直徑范圍約30mm。其次,噴砂亦可分為干式和濕式的,例如真空吸回型(Pressure Vacuum)是屬于直接壓力型和干式的,它直接吸回磨料,主要用于現(xiàn)場維修工作。 而濕式噴流型(Wet pressure)是屬于間接注射式的,它利用液體(水或油性液體)與幼細磨料混合作噴砂步驟,能提供較細致的表面質(zhì)感。但濕式噴砂有不少缺點,如不適宜于黑色金屬工件,因較易造成腐蝕,亦不可使用鋼丸作磨料,處理時間較長。所以如工藝參數(shù)控制良好,干式噴砂亦可達致大部分濕式噴砂的效果,除非是一些特別工藝或效果。
噴砂不良原因及對策。

拋丸的原理
拋丸是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn),將在葉輪中心的磨料,經(jīng)過調(diào)流塊(Regulator)及葉輪推動器(Impeller)預(yù)加速,送入葉片區(qū)再將磨料高速拋出,速度可超過100m/s,由于拋丸覆蓋范圍較大,所以不需利用氣壓,能源效益遠高于噴槍。葉輪是拋丸機的心臟,由電動馬達直接或間接驅(qū)動,每家葉輪生產(chǎn)商均有獨特的設(shè)計,主要分為單碟和雙碟葉輪。

每片葉輪可裝上4至8塊葉片。單碟葉輪較輕及設(shè)計成弧形葉片;雙碟式葉輪較重,但較易裝卸葉片及準確控制拋出磨料。葉片的形狀有直身或弧形設(shè)計,直身葉片設(shè)計簡單,可獨立裝卸,雖然這種葉片設(shè)計可清理的范圍(見下文)較小和拋出速度較低,但由于成本低,因此較為普遍?;⌒稳~片較難裝卸和成本較高,但可清理的范圍較大及拋出速度較高。
另外,葉輪在拋丸室的擺放位置亦很重要,如覆蓋范圍、與工件距離、工件移動范圍、受磨料二次反彈或其它葉輪的相互覆蓋范圍、保養(yǎng)更換的方便性等。經(jīng)驗顯示傾斜的葉輪對工件覆蓋較好,而數(shù)個小功率葉輪較一個大功率葉輪在運作時會較靈活和效果更佳。拋丸工藝損耗性很高,其中包括葉輪和內(nèi)襯鋼板等會較易磨損,因此它們的壽命對生產(chǎn)工序很重要。高鉻鑄鋼葉輪如使用48HRC硬度的鋼砂,壽命約為800小時,鋼丸則為1500小時。加硬了的葉輪壽命可達4000小時。

鋁氧化(上色)
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鋁及鋁合金因加工成形容易,比其它金屬材料輕,應(yīng)用越來越廣泛。而鋁及鋁合金化學性質(zhì)非常活潑,必須進行一定防護處理:如電鍍、噴涂有機保護和氧化處理,氧化處理是最容易實現(xiàn)是最常用的防護處理措施。
鋁及鋁合金的氧化分為化學氧化和電化學氧化(俗稱陽極氧化)。鋁及其合金的電化學氧化法又稱陽極氧化處理,是使鋁制品獲得抗腐蝕性能和裝飾性表面的方法,在工業(yè)上廣泛使用。該工藝像電鍍的逆過程工件為電解電路的陽極,不是將一層材料(金屬)加到工件表面上云,而是進行內(nèi)部的反應(yīng),以增加通常存在于鋁表面很薄的強保護氧化鋁層的厚度。
化學氧化膜比較薄,質(zhì)軟不耐磨,抗蝕能力低于陽極氧化膜。但吸附能力較好,主要作為噴漆和噴塑的底層。鋁陽極氧化膜綜合性能優(yōu)于化學氧化膜,應(yīng)用更廣泛,主要特性:
(1) 耐蝕性。膜厚及封孔質(zhì)量直接影響使用性能。
(2) 硬度和耐磨性?;w硬度為HV100,普通陽極氧化膜可達HV300,而硬質(zhì)膜則可達HV500,硬度和耐磨性是一致的。
(3) 裝飾性。既保持金屬的光澤和質(zhì)感,又可以染色成豐富多彩的彩色。
(4) 有機涂層和電鍍層附著性??捎行岣弑砻鎸拥母街湍臀g性。
(5) 電絕緣性。鋁是良導電體,而氧化膜則是高電阻的絕緣膜。絕緣擊穿電壓可達30~200V/um,室溫體積電阻率為:109?/cm3,250℃時可達1013?/cm3
(6) 透明性。鋁純度越高,氧化膜透明度越高。
(7)功能性。利用氧化膜的多孔性,可在微孔中沉積功能性微粒,得到功能性材料。
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鋁陽極處理–-可產(chǎn)生豐富多變的顏色
將鋁質(zhì)物品放在適當?shù)碾娊庖褐?,將金屬物品于陽極,通過電流使鋁的表面得到一層做為保護的氧化膜,其化學變化大致如下:
2Al + 3 [ O ] → Al2O3 + 能量

鋁氧化工序:
堿洗——水洗——鉻酐漂白——水洗——活化——水洗——鋁氧化——水洗——染色——水洗——封閉——水洗——干燥

金屬表面處理——鋁和鋁合金的評論 (共 條)
