笔记本表面处理工艺综合报告

1、材料表面精饰综合报告笔记本表面材料与处理学号：091401223姓名：高玉林目录引言2笔记本外壳材质2ABS工程塑料2性能方面：3铝镁合金3镁铝合金4钛合金4性能方面：4玻璃纤维5碳纤维5笔记本电脑表面处理工艺6钢琴烤漆6表面磨砂6膜内漾印7阳极氧化7阳极氧化原理：7金属拉丝8塑料电镀8电镀过程8表面喷涂8PU喷涂工艺9UV喷涂工艺9总结9引言材料的损坏和失效大多是从表面破损开始的，通过对材料的表面进行改性或者涂覆一层其他材料实现对基底材料的保护。笔记本电脑是高效率生产工具，在生活与学习过程中不可或缺。对笔记本电脑表面的处理能大大提升笔记本电脑的抗磨损性与美观性。在考量笔记本外壳时通常看两个内

2、容：外壳材质与加工工艺；外壳材质为笔记本电脑A面采用的物理材料，加工工艺为在物理材料的表面做的处理方法。笔记本外壳材质随着科技迅速发展，笔记本产业也迎来一次次革新，笔记本外观、材质不再单一，给了大众更多选择。目前目前笔记本电脑主流外壳材质包含：1. ABS工程塑料2. 金属合金：铝镁合金，镁铝合金，钛合金3. 复合纤维：玻璃纤维，碳纤维ABS工程塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，简称ABS)是一种通用型热塑性聚合物，ABS性能特征：刚性好、冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电气性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表

3、面光泽好，容易涂装、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能。由于ABS的特性结合了其三种组分的特点，使其具有优良的综合性能，成为电器元件、家电、计算机和仪器仪表首选的塑料之一。化学式为：性能方面：1. 一般性能：ABS工程塑料外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为1820，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。2. 力学性能：ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用：ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，

4、又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。3. 热学性能：ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一点的韧性，可在-40100的温度范围内使用。4. 电学性能：ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。5. 环境性能：ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外

5、半年后，冲击强度下降一半铝镁合金铝镁合金铝板主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。以Mg为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金。铝镁合金铝板质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强、性能出色、强度高、耐腐蚀、持久耐用、易于涂色，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一。现在大多数的笔记本金属外壳都是采用的铝镁合金，差别就是其配方和制作工艺有所不同。一般来说这种材质是在铝中加入5%左右的镁成分，还有含量小于1%的铬、铁、硅、铜、锌等材料，这种也会被归类为防锈铝合金，质感较

6、好。主要笔记本代表机型是MacBook Pro和MacBook Air。铝镁合金在化学稳定性上的表现是相当不错的，同时，富有金属光泽，外观上相当诱人，也便于后期的切削、拉丝等处理，再加上合理的价格，这就让大多数笔记本厂商为之所用。不过，以铝为基材，让铝镁合金的密度较高，达到2.6g/立方厘米，而强度表现其实并不算特别凸出，这就让铝镁合金外壳要有一定的厚度才能保证其强度，对整个外壳的重量有一定影响。缺点：铝镁合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。镁铝合金由于用镁作为

7、基材，镁铝合金的密度大幅度降低，只有1.8g/立方厘米，而在强度上却与铝镁合金表现差不多，这让外壳重量大大降低。只是，镁铝合金在外观质感上略差，灰蒙蒙的，再加上镁的延展性能不足，因此大多数厂商了采用铸造型加工，然后再进行表面喷漆，或使用亲肤等涂料来改善质感。优势：散热好、质量轻、抗压性强 加工性好、密度最小的工程金属劣势：成本高、成型困难、耐蚀性差钛合金钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。钛合金可以说是铝镁合金的升级版。主要元素仍是铝，但加入微量钛金属，增强韧性。钛合金主要用于制作飞机发动机部件，其次是火箭、导弹的

8、结构件，在医疗器械中也得到推广，而使用钛镁合金作为笔记本外壳时还渗入碳纤维材料，使硬度进一步加强。性能方面：1. 强度高：钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。2. 热强度高：使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450500的温度下长期工作这两类钛合金在150500范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500，铝合金则在200以下。3.

9、抗蚀性好：钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。4. 低温性能好：钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在-253下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。5. 化学活性大：钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600以上时，钛吸

10、收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.10.15 mm，硬化程度为20%30%。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。6. 导热弹性小：钛的导热系数=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的23倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。优势：超高强韧性、更加纤薄、散热更好、自动修复劣势：工艺复杂、成本非常高玻璃纤维玻璃纤维（glass fib

11、er或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等现广泛应用于航空航天、汽车及火车制造、家用电器及电子产品等。优势：强度高、不燃性、耐腐蚀、耐热好、易加工、弹性系数高劣势：质地脆、耐磨性一般碳纤维碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种

12、含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤

13、维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。碳纤维又分为几个不同等级：强度200-300吉帕之间的用来作汽车发动机300吉帕强度的主要用于飞机制造，500-600吉帕的顶级碳纤维用于航空制造值得一提的是ThinkPad X1 Carbon使用的正是强度超过500的顶级碳纤维。优势：强韧度高、比金属合金更轻、散热最好的材质、拥有良好导电性劣势：成本高、不易着色、机壳形状缺乏变化笔记本电脑表面处理工艺钢琴烤漆钢琴烤漆工艺主要分为两部分：不饱和聚酯PE高光漆，钢琴漆喷涂烤漆工艺。作为漆而言的钢琴漆，不饱和聚酯PE钢琴漆，是一种高光不

14、饱和聚酯漆。烤漆，是喷漆或刷漆后，不让工件自然固化，而是将工件送入烤漆房，通过电热或者远红外线加热，使漆层固化的过程。与普通的高亮喷漆相比，钢琴漆有两大本质的不同点：第一，钢琴漆有很厚的底漆层，实际上，真正钢琴漆的表层，如果用力敲碎，是会像搪瓷一样碎裂的，而不是像普通的漆层一样剥落的；第二，钢琴漆是烤漆工艺，而不是喷漆工艺，经过了一次高温固化过程。由于这种差别，所以，与普通的喷漆相比，钢琴漆在亮度、致密性特别是稳定性上要远远高得多，如果不发生机械性的损坏，钢琴漆表层经过多年后依然光亮如新，而普通的亮度喷漆早已氧化渗透不复旧观了。钢琴烤漆对外壳材质进行高精度喷漆和长时间的表面处理，最终使表层获得

15、水晶质感的炫亮光泽。目前只有黑、白、透明等几种颜色。缺点是该工艺极易划伤表面留下指纹，难清理。表面磨砂磨砂就是将原本光滑的物体变得不光滑，使光照射在表面形成漫反射的一道工序。磨砂工艺有着不易留指纹，触感舒适，防滑性好的特点。化学中的磨砂是，磨砂玻璃处理是将金刚砂、硅砂、石榴粉等磨料对其进行机械研磨或者手工研磨，制成均匀粗糙的表面，也可以用氢氟酸溶液对玻璃等物体表面进行加工。表面磨砂广泛应用于笔记本电脑外壳（A面），磨砂保护壳，触摸板（C面）。膜内漾印膜内漾印技术（Imprint技术）是一种铸模涂层技术，在成型产品的表面增加一层透明涂层，涂层内层还可以设计压纹图案，将纹理图案镶嵌在笔记本外壳和上

16、层漆面之间，形成美观大方的保护层。不仅具有很好的视觉效果，独特的纹理效果，更可以起到防磨损，防污的作用。但是该技术的应用也有不便之处，相比于磨砂技术，使用该技术处理后的外壳容易沾染指纹等污物。阳极氧化阳极氧化，金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液个特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。阳极氧化原理：  以铝或铝合金制品作为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程。铝阳极氧化的原理实质上是水电解的原理。当电流通过时，将发生如下的反应：阳极：2H2O -

17、 4e4H+ O2，析出的不仅是分子状态的氧，还包括原子氧(O)，以及离子氧(O2-)，通常在反应中以分子氧(O2)表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的Al2O3。在阴极上：2H+ +2e H2这层氧化膜具有保护性、绝缘性、装饰性以及一些其他的功能特性。例如提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。ThinkPad S5等机型就使用了此种表面处理工艺。金属拉丝在金属压力加工中。在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法称为金属拉丝。笔记本表面的金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的过程，其工艺主要分为脱脂，砂磨机，水洗3

18、个部分。在拉丝过程中，阳极处理之后的特殊皮膜技术，可以使金属表面生成一种含有该金属成分的皮膜层，清晰显示每一根细微丝痕，从而使金属亚光中泛出细密的发丝光泽。根据需要，拉丝可以制成直纹、乱纹、螺纹波纹等。此种工艺耐腐蚀性强，不易留指纹，但不耐划伤。塑料电镀与金属制件相比，塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，而且能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能，提高了其表面机械强度。但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。ABS塑料因其结构上的优势，不仅具有优良的综合性能，易于加工成型，而且材料表面易于侵蚀而获得

19、较高的镀层结合力，所以目前在电镀中应用极为普遍。电镀过程Ø 清洁：去除塑料成型过程中留下的污物及指纹，可用碱剂洗净再用酸浸中和及水洗干净Ø 溶剂处理：使塑料表面能湿润以便与下一步骤的调节剂作用Ø 调节处理：将塑料表面粗化成内锁的凹洞以使镀层密着住不易剥离，也称为化学粗化Ø 敏感花：将还原剂吸附在表面，常用(或其它锡化合物，就是sn+离子吸附于塑料表面具有还原性表面。Ø 成核：将具有催化性物质如金、吸附于敏感化(还原性)的表面，经还原作用结核成具有催化性的金属种子(seed)然后可以用于电镀上金属。反应如下：sn+ + pd+ = sn4+ + pdsn+ +2ag+ = sn4+ +2ag表