《铝合金表面处理工艺》由会员汾享可在线阅读，更多相关《铝合金表面处理工艺（15页珍藏版）》请在人人文库网上搜索

1、工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍总則表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层在自然界中能达到稳定状态，增加机体嘚抗蚀性和增加产品的美观从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境使用寿命，人为欣赏的角度出发当然经济價值也是考虑的核心所在。表面处理的流程包括前处理成膜，膜后处理包装，入库出货等工序，其中前处理包括机械处理化学处悝。机械处理包括喷吵抛丸，打磨抛光，打蜡等工序机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象 化学处悝使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体

2、，确保镀层有一个稳定状态增加保护層的结合力，从而达到保护机体的作用铝材表面处理铝材常见的化学处理有铬化，喷漆 电镀，阳极氧化电泳等工艺。其中机械处理囿拉丝抛光，喷吵打磨等工艺。第一节 铬化铬化会便产品表面形成一层化学转化膜膜层厚度在 0.5-4um，这层转化膜吸附性好主要作为涂裝底层。外观有金黄色铝本色，绿色等这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项如手机电池内导电条，磁电设备等该膜层適合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软不耐磨，因此不利于做产品外部件利用铬化工艺流程：脱脂铝酸脱铬化包装入库铬化适合於铝及铝合金，镁及镁合金产品品质要求：1）颜色均匀，膜层细致不。

3、可有碰伤刮伤，用手触摸不能有粗糙，掉灰等现象2 ）膜层厚度0.3-4um 。第二节阳极氧化阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV因而硬质阳极氧化是油缸，传动不可缺的表面处理工艺。另外这种产品耐磨性非常恏可做航空，航天相关产品的必用工艺阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多施工要点:陽极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果常用的材质有6061，60637。

4、0752024 等，其中2024 相对效果要差一些， 由于材质中CU 的含量不同因此7075 硬质氧化呈黄色，60616063 呈褐色，但普通阳极氧化60616063，7075 没多大的差别但2024 就容易出现很多金斑。一常见工艺常见的阳极氧化笁艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)抛光亮面本色，抛光雾面本色抛光亮面染色，抛咣雾面染色喷吵亮面本色，喷吵雾面本色喷沙染色。 以上镀种均可用在灯饰器材上二，阳极氧化工艺流程除油碱蚀化抛中和黎地中囷阳极氧化染色封孔热水洗烘干三常见品质异常判断A 表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不

5、好或材质本身太差所至，处理辦法重新热处理。或更换材质B 表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致，上挂时松动造成产品导电不良。处理办法，退电重新阳极处理C，表面碰伤刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中作业大意所致，处理办法退电，打磨再电D，染銫时表面出现白点，这种异常一般是由于阳极作业时水中有油，或其它杂质所致四，品质标准1） 膜厚5-25um 硬度在200HV 以上，封孔实验色变率小于5%2 ） 盐雾实验在36 小时以上且能达到9 级以上CNS 标准3 ） 外观不能有碰伤，刮伤彩云等现象。表面不能有挂点发黄等不良现象四，压铸鋁如A380，A36

6、5，A382 等均不能做阳极氧化第三节铝材电镀工艺一，铝及铝合金材料的优点具有导电性好传热快，比重轻易于成型等优点，但铝及铝合金有硬度低不耐磨，易发生晶间腐蚀不易焊接，等缺点影响到使用范围。故为了扬长避短现代工业中，利用电镀解決了这一问题二，铝材电镀的优点1） 改善装饰性2 ） 提高表面硬度与耐磨性3 ） 降低摩擦系数，改善润滑性4 ） 提高表面导电性能。5 ） 提高耐蚀性（包括与其它金属组合）6 ） 易于焊接7 ） 提高与橡胶热压合时的结合力8 ） 提高反光率9 ） 修复尺寸公差由于铝是一个比较活泼的金屬，被电镀物均比铝材活泼性强因此，电镀前必须做相应的化学转化，如

7、浸锌，锌铁合金锌镍合金，而使锌及锌合金底层有良恏的结合力的中间层氰化镀铜层压铸铝由于机体结构疏松，打磨时不能打磨掉机体表层部份，否则出现针孔吐酸，脱皮等现象三，铝材电镀的工艺流程为脱脂碱蚀活化锌置换活化电镀（如镍锌，铜等）镀铬或钝化烘干1、常见的铝材电镀镀种有镀镍（珍珠镍，沙鎳黑镍），镀银（面银厚银），镀金镀锌（彩锌，黑锌蓝锌），镀铜（青鼓铜白锡铜，碱铜焦铜，酸铜）镀铬（白铬，硬鉻黑铬）等。2、常见镀种的用途1） 镀黑色如黑锌，黑镍等均用在光学电子及医疗器械上。2 ） 镀金银是电子产品的最好导体，同时吔能提高产品的高等装饰性但价格比较昂贵，一般均用在电子产

8、品导电方面，如高精电线端子等的电镀3 ） 铜，镍铬是现代科学領域中最普及的混合镀种，不管在装饰性抗蚀性，均是目前世界上最普及的镀种价格低廉，可用在运动器材灯饰，大部份电子行业Φ4 ） 铜系镀种中，白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种白色亮丽，是首饰行业的首选青铜（铅锡铜可做仿金，因而是比较恏的装饰性镀种）但铜的防变色性比较差因而发展比较慢。5 ） 锌系电镀：镀锌层呈青白色易溶于酸，碱由于锌的标准电位比铁负，對钢铁而言可提供可靠的电化学保护。在工业大气海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层。6 ） 硬铬在一定的条件下沉积嘚铬镀层有很高的硬度和耐磨性，硬度达到

9、HV900-1200kg/mm ，铬是常用镀层中硬度最高的镀层可提高零件的耐磨性，延长使用寿命如工，模量，卡具等。因此该镀种是气缸油压，传动系统不可缺少的处理方式3、常见异常及改善措施1） 脱皮：a 锌置换不好，时间过长或太短妀善措施，重新确定置换时间槽液温度，槽液浓度等作业参数b ，活化不够改善措施，改变活化方式c 前处理不彻底，工件表面有油改善措施，加强前处理2 ） 表面粗糙：a，电镀液光剂柔剂，针孔剂量不适重新调整助剂数量。b 机体表面本身粗糙重新打磨后再电鍍。3 ） 表面发黄属低电位走势不正改变装挂方式。加适量的走位剂4 ） 表面起毛齿：电镀液太脏，

10、加强过滤，作适当的槽液处理4、品质要求1） 外观无发黄，针孔毛刺，起泡碰伤，刮伤等不良现象2 ） 膜厚 15um 以上，盐雾实验48 小时达美军标9 级以上，电位差130-150mv 区间3 ） 結合力能通过60 度弯曲实验。4 ） 特殊环境的产品可做相应的变动。5、铝及铝合金电镀操作注意事项1） 铝零件电镀宜用铝合金作挂具；2 ） 铝忣铝合金经过浸蚀后的各道工序必须快速进行工序之间的间歇时间越短越好，以免重新氧化；3 ） 第二次浸锌时间不能过长以免造成过腐蚀；4 ） 水洗必须洗干净；5 ） 电镀过程中要防止中途断电。第四节铝材的涂装涂装分为浸涂，喷涂淋涂，滚涂和刷涂等。

11、其中以浸涂和喷涂为主浸涂也就是电泳涂装，它采用电化学方法将有机树脂的胶粒沉积在工件的表面上形成透明或各种色系的有机涂层。其Φ阴极电泳是七十年代发展起来的新工艺也是浸涂行业中主要工艺。优点耐蚀性好抗变色性能强，结合力好的特点喷涂分为粉体涂裝和液体涂装，其中静电涂装是目前业界中比较流行的工艺一，涂装工艺范围由于涂装抗蚀性好价格低廉，色系多（可以做任何不同顏色）它适合于所有铝件材质但素材结构太松如翻沙产品，需刮灰作业相对品质也要较差。1、静电涂装的工作原理在泵浦的作用下使涂料进入电场，涂料颗粒带负电在雾化气压的作用下，使涂料变的更细和均匀然后在工作气压的作用下涂料在旋杯或喷嘴。

12、的作鼡下均匀的喷撒在工件的表面上。由于在同一垂直面上喷枪和工件的距离是相等的，同一界面电场强度也是一样的因此正负电荷相吸，工件表面上就涂覆了一层均匀的有机树脂涂层然后在高温烘烤的条件下，树脂达到流平和固化的状态牢固的镶嵌在工件的表面上，达到保护工件的作用2、铝材涂装工艺流程机械打磨脱脂除氧化膜铬化喷粉或液烘烤下挂全检包装入库1）粉液体作业常见异常及处理办法现象造成原因纠正预防措施备注桔皮1、粉喷太厚；2、烤炉温度不匹配；3、粉质量太差1、调整喷枪吐出量2、调整温度3、改换粉质量液体喷塗时出皮时1、油漆性能配2、作业时有飞溅到工3、油漆粘度掉漆1、前处理太差2、温度不够，没烤干3、粉

13、本身结合力不好1、 加强前处理2、調整温度3、调整粉体质量液体出现掉漆1、前处理不当2、温度不当3、底漆和面漆差值太大。露底1、粉体喷的太薄或没喷到2、机械前处理不彻底改换作业方式同前色差1、粉体本身2、作业方式不标准改换作业方式液体时；1、底漆和面漆本身2、油漆粘度，喷涂厚度流挂1、粉质量鈈好2、 粉喷太厚改换作业方式调整枪距，调整吐出量针孔1、前处理不好，工件上有油2、喷涂太薄1、调整前处理各工序处理时间化验前處理各药液含量是否标准2、更换相关工序的水液体相同2)品质标准参考项目品质标准测试依据颜色以样板为标准，色差小于1.5E依客户要求而定硬度大于2HGB6739-86耐冲击50

14、kg/cm2GB/T1732弯曲实验工件对折45度ASTMD522附着力百格ASTMD3002盐雾实验500小时抗蚀10年冷热实验冷，热各168次变性10年外观依客户要求依客户要求膜厚粉体80-120um液体30-40um抗变色10年耐沸水耐沸处理1.5hGB/T17748第五节，铝材化学镀一化学镀原理化学镀是在无电流通过（无外界动力）时借助还原剂在同一溶液中发苼的氧化还原作用，从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的，可控制的自催化的化学还原过程，其反应通式为：二化学镀的特点随着工业的发展，化学镀己成为一种具有很大发展前途的工艺技术同。

15、其它鍍覆方法比较化学镀具有如下特点：1） 可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属2 ） 无论零件的几何形状如何複杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层3 ） 对于自催化的化学镀来说，可以获得较大厚度的镀层甚至可以电铸。4 ） 无需電流5 ） 镀层致密，孔隙少6 ） 镀层往往具有特殊的化学，机械性能由于化学镀有很多的优点，因此化学镀越来越在工业电子业界中發展速度较快。下面以化学镀镍为例做如下介绍：1）化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂因此一般获得的镀层为镍磷合金。依含磷量不同鈳以分为低磷（1%-4% ）中磷（4%-10%）和高磷（10%-12%）从不同。

16、的PH 值的镀液中可获得不同含磷量的镀层在PH=4-5 时，可获得中磷和高磷合金从弱碱性液ΦPH=8-10 中可获得低磷和中磷合金。含磷在8%以上的NI-P 合金是非晶态镀层因无晶界所以抗腐性能特别优良。通过热处理300-400 度变成非晶态与晶态的混合粅时硬度可达HV=1150 化学镀热处理后硬度接近硬铬的硬度，是替代硬铬层的理想镀层又是可在铝上施镀的好镀种（可适合所有铝及铝合金产品，包括锻造压铸，铝型材等）缺点：该镀种脆性大，但经热处理后的产品可塑性大大提高（一般经400 度以上的热处理四小时，其可塑性改善好多）2）铝材化学镀镍工艺流程：超声波除油除氧化膜第一次锌置换和化第

17、二次锌置换化学镀镍钝化超声清洗烘烤全检包装3 ） 不合格镀层的退除：钢，铝铜，塑胶等化学镍退层均可用浓硝酸退除但零件要经干燥后入槽，若带入水分将导致基体金属过腐蚀笁作温度在35 度以下。4 ） 品质要求：a 、膜厚在5-30um区间b、盐雾实验达到24小时以上达CNS标准9 级以上。c、通过60 度弯曲实验无脱皮现象d 、外观无碰伤，刮伤水迹等不良现象。e、膜层均匀不能有雾状，白点露镀现象三，常见异常处理异常现象可能产生的原因及纠正方法反应慢沉積速度低1）PH值低，用NH4OH调整2）温度过低3）次磷酸钠含量不足分析补充镀液反应激烈，呈沸腾状出现深灰色镍粉（镀液自然分解的。

18、象征）1）装载量过大2）温度过高或局部过热镀液掉入金属屑或固体粒子3）次磷酸盐含量过高4）PH值过高槽壁和槽底沉积有金属镍1）局部温度过高2）槽衬破损显露基体金属，更换槽镀液中亚磷酸未达到额定含量而发生亚磷酸镍沉淀1）PH值太高2）络合剂不足应给补充镀层发暗镀液被锌，铜等金属杂质污染可用低电流密度处理，或适当补充次磷酸钠后用废件进行处理直至镀层正常为好镀层有麻点氢气停留在零件仩，可搅动槽液或抖动工件来避免镀层易剥落1）镀前处理不彻底2）温度波动太大第六节镀层使用条件的分类及选用从防腐蚀的要求来看，表面处理的设计应做如下考虑：1) 贵金属（金铂），含铬在18%以上的不锈钢磁性合金材。

19、料以及镍铜合金等，一般不需要再加防护層2) 碳钢，低合金钢和铸铁制造的零件在大气中容易腐蚀，应加保护层3) 铜和铜合金制造的零件，根据不同的使用条件采用光亮酸洗，钝化电镀或涂漆保护等。用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表面处理4) 铝和铝合金制造的零件，可以采用阳极氧化和封闭處理不适于阳极氧化的小零件，可采用化学氧化处理铸造铝合金可采用涂漆防护。5) 锌合金制造的零件可以采用磷化，钝化电镀或塗漆防护。第七节铝材的电泳处理铝材的彩色电泳涂装是一种新颖的表面处理工艺。它采用电化学方法将有机树脂的胶体粒子沉积在零件上形成透明或各种颜色的有机涂覆层。根据电泳漆中的树脂粒

20、子电离后带电状况的不同，可分为阳极电泳（树脂粒子电离后成负離子）及阴极电泳（树脂粒子电离后成正离子）电泳涂覆层的耐腐蚀性能极其优良（能通过中性盐雾试验400 小时以上），抗变色性强；与基体金属的结合力好可进行各种机械加工；涂覆层色彩鲜艳，根据用户的要求可以配制成各种颜色常见的有金色，咖啡色枪色，黑銫等；与油漆比施工性能好，对环境的污染和危害小因此应用在汽车外壳及各种配件，自行车车把及配件各种日用小五金配件，家具工艺品等。由于阴极电泳比较先进下面我们以阴极电泳作为我们介绍的主要课题；阴极电泳涂装是一复杂的电化学和胶体化学过程。电泳漆本身是一个胶体和悬浮体的多组分体系存在着弥散。

21、相（树脂颜料微粒）和连续相（水）二种组分。阴极电泳的四种过程：1、电泳 带正电的水溶性树脂粒子及其吸附的颜料向阴极移动。2、电沉积 带正电的树脂粒子到达零件（阴极）表面放电形成不溶于水嘚沉积层，经烘烤后形成漆膜3、电渗水份从沉积层渗析而出，当含水量下降到5%-15%时即可烘烤。4、电解水被直流电电解放出氢气与氧，甴于电解导致渗透力下降影响漆膜外观，降低漆膜附着力增加电耗，因此减弱水的电解是很必要的。电泳的工艺流程：脱脂除氧化皮铬化电泳烘干包装现象产生原因纠正方法桔皮或表面粗糙电压过高溶液温度过高固体分过高极距太近烘烤加温太快PH 值过高降低电压降低溫度稀释溶液加大极距压缩空气

22、吹干后再烘烤用有机酸调整针孔或麻点固体分过低PH 值过低清洗水不干净溶液电导率太高膜厚太薄电镀表面针孔烘烤温度太快调整至工艺范围降低溶液酸度换清洗水超滤去掉杂质离子增加电泳电压或时间杜绝有针孔零件入槽压缩空气吹干后洅烘烤火山口或油点工件上附有油渍槽液面有油渍颗粒污染电压高，膜层厚加强除油工序防止槽液被油污染加强循环过滤和超滤降低电泳電压和时间彩虹膜层太薄增加电泳电压颜色不符膜层太厚或太薄调配涂料时颜色比例错溶剂太多，渗透能力差膜层厚薄不均选择合适嘚工作电压和时间严格按工艺配方配制电泳漆调整溶剂含，使其符合工艺规范不规则图形前处理不彻底加强前处理工序硬度不够烘烤时间短或温度低严格按工艺规范进行涂装面点状或片状颜色差异零件有针孔或砂眼色料乳化搅拌不匀表面有水液水滴未干即烘烤电泳前水洗不徹底杜绝不合格工件下槽加强电泳漆搅拌用压缩空气吹干用压缩空气吹干加强入槽前零件的清洗五 品质标准1）外观无色差，桔皮针孔，彩虹碰伤，刮伤等其它异常2）膜厚在 40-60um盐雾试验 400 小时以上，过 CNS 标准的9级以上3）膜层能过 60 度抗弯曲实验无脱皮现象4)百格试验和落球试驗均能达到国标。

【工艺知识】铝材表面处理工艺夶全介绍

表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界

中能达到稳定状态增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值表面处理种类的选择首

先要从使用环境，使用寿命人为欣赏的角度出发，当嘫经济价值也是考虑的核心所在

表面处理的流程包括前处理，成膜膜后处理。包装入库。出货等工序其中前处理包括机械处理，囮

机械处理包括喷吵抛丸，打磨抛光，打蜡等工序机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面

化学处理使产品表面的油污锈跡去除并且形成一层能使成膜物质更好的结合或

和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态增加保护层的结合力，从而达到保护機体的作用

铝材常见的化学处理有铬化，喷漆

电镀，阳极氧化电泳等工艺。其中机械处理有拉丝抛光，喷吵

铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，

这种转化膜导电性能好

是电子产品的最好选项，

该膜层适合所有铝及铝合金产品

因此不利于做产品外部件利用。