产品造型材料与工艺第6讲金属表面处理与装饰技术

1、产品外型资料与工艺第六讲.第二章 金属资料及其加工技术第一节 常用金属资料及其特性第二节 金属资料成型与工艺性第三节 金属外表处置与装饰技术.种类效果手段表面精加工使表面平滑光亮美观,具有凹凸肌理机械加工:切削研磨研削化学方法:研磨表面清洗蚀刻电化学抛光表面层改质改变材料表面的色彩肌理及硬度,提高金属表面的耐蚀性耐磨性及着色性能化学热处理:渗碳化学转化膜:电化学阳极氧化发黑表面淬火表面被覆改变材料表面的物理化学性质,赋予材料新的表面肌理色彩和辉度金属被覆:电镀有机物被覆:涂装塑料衬里陶瓷被覆:搪瓷景泰蓝.第三节 金属外表处置与装饰技术一、金属资料的外表改性处置1 铝及铝合金的氧化与着色处置2

2、钢铁的氧化与磷化处置3 铜及铜合金的氧化处置4 金属热处置二、金属资料的外表被覆装饰技术1 镀层装饰技术2 涂层装饰技术3 搪瓷被覆技术三、金属外表精加工处置.金属外表处置与装饰的作用？维护产品外观美，延伸运用寿命美化、装饰产品产品外型设计师要了解外表处置与装饰技术的特点，会正确合理的选用。.经过阳极氧化工艺使得水壶外表添加了一层绚丽的颜色，增添了生活的颜色，也添加了产品的附加值。 .一、金属资料的外表改性处置什么是化学转化膜技术？ 指金属外表的原子层与某些特定介质的阴离子反响后，在金属外表生成膜层，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

3、金属直接参与成膜反响膜与基体结合力大.运用：电绝缘，防腐，着色、装饰，运用极广。.铝制品阳极氧化工艺流程:铝工件-机械预处置-上挂具-脱脂-水洗-碱洗-水洗-中和-水洗-阳极氧化-水洗-着色-去离子水洗封锁-烘干-下挂具.铝及铝合金的氧化与着色处置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展电化学氧化，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置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，其中硫酸运用最广硫酸阳极化.铝及铝合金的氧化与着色处置2

4、 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，使其外表生成人工氧化膜。普通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，普通不易单独运用。但吸附性好，普通作为外表涂装的底层。消费效率高、本钱低、不耗电能、不需专门设备，适宜大批量消费，在面饰中大量采用。.铝及铝合金的氧化与着色处置3 铝及铝合金氧化膜的着色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置3 铝及铝合金氧化膜的着色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

5、：目前多用有机染料，其颜色丰富、艳丽.铝及铝合金的氧化与着色处置3 铝及铝合金氧化膜的着色2整体着色法无机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展特点：着色膜对阳光和风化作用稳定性好；缺乏：耗电量大、本钱高，已渐被电解着色取代.3 铝及铝合金氧化膜的着色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.3 铝及铝合金氧化膜的着色4干涉着色法由电解着色法开展而来，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

6、由于氧化膜的上外表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.阳极氧化资料：铝合金 阳极氧化染色艳丽、色域广大，染色后的产品颜色亮堂、有光泽感，现被广泛运用在数码等产品中。铝制品阳极氧化工艺流程:铝工件机械与处置上挂具脱脂水洗碱洗水洗中和水洗阳极氧化水洗着色去离子水洗封锁烘干下挂具.钢铁的氧化与磷化处置1 钢铁的氧化处置钢铁的化学氧化发蓝 将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属外表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“发蓝常温发黑:浸入硫酸和硫酸铜溶液,用脱水缓蚀剂、石蜡封锁。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置

7、，进一步提高膜层的耐蚀性。膜薄，不影响零件的装配尺寸；对外表光洁要求高或抛光的精细件，发蓝后外表既亮又黑，可防护和装饰。普通不产生氢脆景象，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置2 钢铁的磷化处置将零件进入磷酸盐溶液中进展化学处置，在金属外表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；对光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，有很好的电绝缘性缺乏：膜机械强度不高，有一定脆性，有氢的析出，应留意氢脆问题，如对高强钢.铜及铜合金的氧化处置“铜

8、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。耐蚀处置方法：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置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置2 铜氨溶液化学氧化法适宜含铜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膜差，为提高防护才干，可再涂以清漆。.铜及铜合金的氧化处置3 古铜色化学氧化铜镀层在制件镀铜后，在硫酸溶液中活化，再以过硫酸盐碱性溶液氧化。色泽雅致、

9、美观大方、古色古香；化学氧化后，可进展机械抛光或滚光，再浸涂清漆，提高防蚀和变色才干.铜及铜合金的氧化处置4 碱性溶液电化学氧化法以铜制件为阳极，置入氢氧化钠热溶液中，钢或镀镍钢板作为阴极，通以直流电，构成黑色氧化膜。适用于各种牌号的铜合金。.金属的热处置在固态下进展加热、保温暖冷却以获得所需组织与性能的工艺分三大类整体热处置：退火、正火、淬火、回火外表热处置：外表淬火+回火，气相堆积.高硬度耐磨.化学热处置：渗碳、渗氮等.耐磨.整体热处置 加热保温冷却对工件进展整体加热，以改善整体组织和性能的处置工艺退火：加热到适当的温度，坚持一定的时间，然后缓慢冷却对钢铁，去内应力，退火温度500-650

10、度。正火：加热到临界温度以上30-50度，保温适当时间后，在空气中冷却。冷却速度比退火快，组织细小，强度、硬度、韧性都高于退火，且塑性根本不降低淬火：加热到临界温度以上，坚持一定时间后快速冷却,或高硬度的组织回火:钢件淬硬后加热到临界温度以下某一温度,保温一定时间后冷却到室温.将降低脆性消除剩余应力,如不及时回火,工件会变形开裂.二、金属资料的外表装饰定义 也称金属资料的外表被覆处置，外表被覆处置层是一种皮膜。1 镀层装饰技术电镀、化学镀、真空蒸发堆积镀、气相镀2 涂层装饰技术3 搪瓷被覆技术.二、金属资料的外表装饰1 镀层装饰技术在制品外表构成具有金属特性的镀层。作用：可提高制品的耐蚀性和耐

11、磨性加强迫品的外表颜色、光泽和肌理的装饰效果提高制品的档次和档次.电镀经过电解方法在固体外表获得金属堆积层的过程。目的：改善外观，耐蚀、耐磨原理：电镀金属作为阳极逐渐溶解，补充镀液中的金属离子，在阴极金属离子复原反响后堆积在工件外表。镀铬、镍预处置活化处置等电镀后处置钝化处置等.镀层装饰采用电镀、化学镀、真空蒸发堆积镀等方式对金属外表进展处置。镀层颜色艳丽、色域广大，装饰效果很好，并且对金属外表起到了防腐蚀、防划伤的维护作用。镀层装饰在电子产品中运用广泛，丰富绚丽的颜色满足了当今人们追求时髦感、年轻感和个性化的要求。手机.电镀饰品.二、金属资料的外表装饰2 涂层装饰技术简称涂装在制品外表构成以

12、有机物为主体的涂层，并枯燥成膜的工艺。普通分三步：前处置、涂敷、涂层枯燥。作用：维护：防腐蚀、划伤、脏污；装饰：颜色、光泽、肌理；特殊作用：隔热、绝缘、耐辐射、阻尼、杀菌、吸收雷达波、隔音、导电等缺陷：工艺不当，易出现劣化、零落、起泡、膜下浸蚀等.二、金属资料的外表装饰3 搪瓷被覆技术公元前3世纪在埃及已有了铜器外表的搪瓷技术。后来开展为景泰蓝工艺，工业上称搪瓷。用玻璃质资料在金属制品外表构成一被覆层，然后在800度左右进展一定时间的烧制而成。铁、铜、铝、不锈钢以及金、银都可被覆搪瓷和景泰蓝。缺乏：遭到冲击、急剧温度变化，易剥落.新技术 层压塑料薄膜用层压法把塑料薄膜粘结在钢板上。利用粘结剂将

13、钢材基件和塑料薄膜粘结在一同，膜层上可以压制图案、花纹。丙烯酸树脂薄膜：20年不退色、零落，75um厚，主要用于建筑装饰层压于镀锌钢板氯乙烯薄膜：优良的韧性、耐候性、抗腐蚀，膜颜色艳丽、种类繁多，厚200um，用于钢板和钢带，各工业部门都有运用聚乙烯薄膜：100-300um厚,可压制或印刷花纹，有良好的绝缘性和抗刮伤性，建筑上用于隔墙资料，仪表工业用于外罩聚氯乙烯薄膜：良好的耐候性、耐热性和耐化学药品性能，最高继续任务温度100度，后12-100um,可在镀锌钢板和铝板上层压，有很强的抗老化性能，用于建筑装饰面板和室外器材，20年不退色、零落和开裂.热浸涂层将金属制件浸入另一种低熔点熔融金属中

14、获得金属涂层的一种方法。作为涂层的金属有：锌、锡、铝、铅，基体资料主要有钢铁、铸铁、铜“纯熔融金属熔融金属与基体金属的合金层基体金属：规范热浸涂层组织合金层硬度普通比基体金属还要硬，耐相当大的冲击及摩擦.热浸涂层热浸锌层：经济、适用，有良好的耐磨性和耐蚀性，用于在室外暴晒运用的钢材，热浸镀锌板热浸锡层：在有机酸中稳定、无毒、不易变色，多用于包装工业和食品罐头工业热浸涂铅： 主要用于包覆电缆及汽车汽油箱热浸镀铝：用于汽车底盘等耐常温大气腐蚀.暂时性防护涂层指当需求运用金属资料或制件时，可很容易地将防护层除掉，恢复原有金属的外表颜色、光泽和肌理，没有任何损伤或痕迹。涂层：防锈油、防锈纸、可剥性塑料

15、等非金属资料.三、精加工处置1 切削与研削加工2 研磨3 蚀刻.1 切削和研削研削：利用砂轮对金属表层进展加工的方法。行磨高精度切削加工 .2 研磨经过巩固细微的研磨料进展的机械研磨经过电解金属外表溶解而进展的电解研磨经过试剂作用引起的金属化学溶解而进展的化学研磨电解研磨和化学研磨：金属外表凸部选择性溶解而使外表平滑。.外表研磨抛光利用机械或手工，用研磨资料对金属外表进展处置。经过加工处置后的金属外表细腻、光感剧烈，给人以精致和高质量的觉得。图中产品的资料自上而下分别是不锈钢、钛合金、银。对于不同材质的金属，由于其硬度的不同，研磨抛光运用的研磨资料也不同。其中，高级的银器均由手工打磨而成。由于

16、银的硬度很低，又属于贵重金属，银器的研磨抛光非常考验手艺。做工精良的银器由于其美丽的光泽，常给人优雅高贵的觉得。茶壶打火机容器.外表金属拉丝金属拉丝分为直纹、乱纹、波纹和螺旋纹四种。其中直纹拉丝在产品设计中运用最为广泛。直纹金属拉丝效果给人以剧烈的速度感、科技感和时髦感，在现代产品设计，尤其是电子产品设计中运用非常广泛。例如在数码相机、手机、笔记本、MP3、MP4等中非经常见，凸显了产品时髦、简约、现代的特性。数码相机.3 蚀刻利用化学药品的作用使被加工金属外表的特定部位浸蚀溶解而构成的凹凸容貌的一种加工方法。用耐药品浸蚀膜隔离方式掩蔽膜覆盖整个金属外表，然后用机械或化学方法去除要求凹下去的部

17、位的膜，最后进入药液进展溶解。例如 17世纪发明的铜板画：涂蜡硝酸液浸蚀；.金属刻蚀画.外表蚀刻利用化学药品的作用使被加工金属外表的特定部位浸蚀溶液而构成凹凸纹样的加工方法。外表蚀刻适用于细节的处置和加工外表装饰性纹饰，有较高的加工随意度，可以加工各种复杂纹样，在产品设计中运用广泛，有很强的装饰性。手机.金属资料外表处置的分类种类效果手段表面精加工使表面平滑光亮美观,具有凹凸肌理机械加工:切削研磨研削化学方法:研磨表面清洗蚀刻电化学抛光表面层改质改变材料表面的色彩肌理及硬度,提高金属表面的耐蚀性耐磨性及着色性能化学热处理:渗碳化学转化膜:电化学阳极氧化发黑表面淬火表面被覆改变材料表面的物理化学性质,赋予材料新的表面肌理色彩和辉度金属被覆:电镀有机