表面处理是人为地在基材表面形成一层与基材具有不同机械、物理和化学性能的涂层的过程,表面处理的目的是为了满足产品的耐蚀、耐磨、装饰或其他特殊的功能要求。
对于金属铸件,我们常用的表面处理方法有机械打磨、化学处理、表面热处理、表面喷涂等。表面处理就是对工件表面进行清理、清扫、去毛刺、脱脂、除垢等。
工件在加工、运输和贮存过程中,表面常常覆盖有氧化皮、铁锈、残留型砂、焊渣、灰尘、油污等污物,安装前必须将工件表面清理干净,否则,不但会影响涂层与金属的结合强度和耐腐蚀性能,而且即使有涂层保护,也可能使基体金属继续腐蚀,造成涂层剥落,影响工件的力学性能和使用寿命。因此,工件涂装前的表面处理是获得优质保护层、延长产品使用寿命的重要保证和措施。
为了提供良好的工件表面,表面处理应注意以下几点:
1. 无油、无水分
2. 无锈蚀或氧化物
3.无胶粘剂杂质
4. 无酸、碱或其他残留物
5.工件表面有一定的粗糙度
表面处理方式:
手工处理:
如刮刀、钢丝刷或砂轮等。工件表面的铁锈、氧化皮可用手工清除,但手工处理劳动强度大、生产效率低、质量差、清理不彻底。
化学处理:
它主要是利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物、油污发生化学反应,将其溶解于酸性或碱性溶液中,从而清除工件表面的铁锈、氧化皮、油污等钢结构油漆喷涂工艺,然后再用尼龙制成(耐酸碱溶液)的刷辊或304#不锈钢丝制成的钢丝刷辊清洗即可达到目的。
机械处理:
主要包括钢丝刷辊抛光、抛丸和喷丸处理。抛光方法是刷辊由电动机带动,刷辊在板带的上下表面以与轧件运动方向相反的方向高速旋转,刷掉氧化铁皮。刷掉的氧化铁皮由闭环冷却水冲洗系统冲走。喷丸是利用离心力使弹丸加速,抛射到工件上进行除锈的一种方法。
喷丸处理分为喷丸和喷砂:
喷丸用于表面处理,冲击力强,清理效果明显,但喷丸易使薄板工件变形,钢丸击中工件表面(无论喷丸还是喷丸)都会引起金属基体的变形。由于Fe304、FE203没有塑性,被碾压后会剥落,油膜会随材料一起变形钢结构油漆喷涂工艺,所以喷丸、喷丸不能完全去除带油污的工件上的油污。
表面处理技术根据所采用的方法可分为以下几类。
1.电化学法
该方法利用电极反应在工件表面形成镀层,主要方法有:
1. 电镀
以工件为阴极,在外电流作用下,在电解质溶液中,在工件表面形成镀层的过程称为电镀。镀层可以是金属、合金、半导体或含有各种固体微粒,如镀铜、镀镍等。
(二)氧化
在电解质溶液中,工件为阳极,在外加电流作用下,其表面生成氧化膜的过程称为阳极氧化,如铝合金的阳极氧化;钢铁的氧化处理可用化学法或电化学法,化学法是将工件置于氧化溶液中,通过化学作用使工件表面生成氧化膜,如钢铁的发蓝处理。
2. 化学方法
这种方法是利用化学物质的相互作用,在不经过电流作用的情况下,在工件表面形成镀层。主要方法有:
1.化学转化膜处理
在电解质溶液中,金属工件不需要外电流的作用,依靠溶液中的化学物质与工件相互作用,在其表面形成镀层的过程称为化学转化膜处理,铬盐处理等。
2.化学镀
在电解质溶液中,不需外加电流,工件表面受到催化处理,由于溶液中化学物质的还原作用,使某些物质沉积在工件表面形成镀层,这个过程就叫化学镀,如化学镀镍、化学镀铜等。
3.热加工方法
这种方法是在高温条件下使材料熔化或扩散,在工件表面形成涂层。主要方法有:
1.热镀锌
将金属工件放入熔融的金属中,使其表面形成镀层的工艺过程称为热浸镀层,例如热浸镀锌、热浸镀铝等。
(二)热喷涂
将熔融的金属雾化喷射到工件表面形成涂层的工艺过程称为热喷涂,例如热喷锌、热喷铝等。
(3)烫印
将金属箔加热加压,使其覆盖在工件表面,形成涂敷层的工艺过程称为热冲压,例如热冲压铝箔。
(四)化学热处理
将化学物质与工件接触加热,使某些元素在高温下渗入工件表面的过程称为化学热处理,例如氮化、渗碳等。
(五)表面处理
通过焊接将熔融的金属沉积在工件表面形成焊缝层的过程称为堆焊,例如耐磨合金的堆焊。
4.真空法
该方法是在高真空条件下,使材料气化或电离,沉积在工件表面形成涂层的过程,其主要方法是。
1.物理气相沉积(PVD)
把金属气化成原子或分子,或在真空条件下电离成离子,直接沉积在工件表面形成镀层的过程叫物理气相沉积,沉积粒子束来源于非化学因素,如蒸发镀、溅射镀、离子镀等。
(二)离子注入
在高压下将不同的离子注入到工件表面,使其表面改性的过程称为离子注入,例如硼注入。
3.化学气相沉积(CVD)
气态物质在低压(有时也在常压下)下,因化学反应在工件表面形成固态沉积层的过程称为化学气相沉积,例如氧化硅、氮化硅等的气相沉积。
5. 其他方法
主要有机械法、化学法、电化学法和物理法等,其中主要有。
1. 绘画
将涂料(有机或无机)以喷涂或刷涂的方式施加到工件表面形成涂膜的工艺过程,如喷漆、刷漆等,称为涂装。
(二)冲击镀层
利用机械冲击作用在工件表面形成镀层的过程称为冲击镀覆,例如冲击镀锌。
(三)激光表面处理
利用激光照射工件表面,使其组织结构发生改变的过程称为激光表面处理,例如激光淬火、激光重熔等。
(四)超硬膜技术
采用物理或化学方法在工件表面制备超硬薄膜的技术称为超硬薄膜技术,例如金刚石薄膜、立方氮化硼薄膜等。
(五)电泳、静电喷涂
1、电泳:将工件作为电极置于导电的水溶性或水乳化型涂料中,与涂料中另一电极形成电路。在电场作用下,涂料溶液已解离成带电的树脂离子,阳离子向阴极移动,负离子向阳极移动。这些带电的树脂离子与吸附的颜料粒子一起电泳到工件表面,形成涂层。这一过程称为电泳。
2.静电喷涂:在直流高压电场作用下,雾化的带负电的漆粒定向飞向带正电的工件上,获得漆膜,称为静电喷涂。编辑本段 其他分类方法。
3. 钢丝刷的常见应用是铸件的清理,包括铁铸件和非铁铸件;焊接过程中飞溅物和焊渣的清理;只要基材的强度足以承受刷洗,它就可以去除灰尘、腐蚀物和油漆。钢丝刷可以产生漂亮的表面效果,也可以用来创造装饰性表面。
以上分类都不是绝对的,比如表面处理技术可以分为表面改性技术、薄膜技术、涂层技术三大技术,表面处理的意义:可以有效提高工件表面的硬度、耐磨性。
清洁程度
国际上有两个具有代表性的清洁度标准:一是1985年美国制定的“SSPC-”;二是1976年瑞典制定的。
“Sa-”分为Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3四个等级,是国际通用的标准,具体说明如下:
Sa1级——相当于美国SSPC-SP7级,采用简单的手工刷涂、砂纸抛光方式,这是四种清洁度等级中最低的级别,涂层的保护效果仅略优于未经处理的工件。
Sa1处理技术标准:工件表面不得有任何可见的油污、油脂、残留氧化皮、铁锈、残留油漆或其他污物。Sa1也叫手工刷洗级。(或清洁级)
Sa2级--相当于美国SSPC-SP6级。采用喷砂清理,是喷砂的最低级别,即一般要求,但对涂层的保护作用比手工刷洗好得多。Sa2处理的技术标准:工件表面应无油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆、氧化物、腐蚀物和其他异物(缺陷除外),但缺陷以每平方米表面不超过100%~33%为限,其中可能包括轻微阴影;由缺陷和铁锈引起的少量轻微变色;氧化皮和油漆缺陷。如果工件原有表面有凹痕,在凹痕底部会残留轻微的铁锈和油漆。Sa2也叫商业清理级(或工业级)。
Sa2.5级在工业上应用广泛,可作为验收技术要求和标准。Sa2.5级也叫近白清洁级(近白级或白级)。Sa2.5级处理技术标准:与Sa2要求前半部分相同,但缺陷限制在每平方米表面不超过5%,可能包括轻微阴影;由缺陷和锈蚀引起的少量轻微变色;氧化皮和油漆缺陷。
Sa3级——相当于美国SSPC-SP5级,是行业内最高级别的处理,又称白洁级(或白级)Sa3级处理技术标准:与Sa2.5级相同但阴影有5%,缺陷,锈蚀等必须存在。
喷砂粗糙度
这就是通常所说的粗糙度。喷砂颗粒撞击并向外反弹。这种撞击在表面上形成几千分之一英寸的凹痕,称为底纹。反弹可导致某些表面向外高出几千分之一。低的部分称为“谷”,高的部分称为“峰”。每当一粒砂撞击表面时,就会形成一个“谷”和一个“峰”。这就是基本纹路(形成粗糙度的原因)。以 MILL 表示,一密耳为 1/1000 秒。
形成的基本图案值应为整个涂层体系的30%,且不应超过干膜涂层厚度的1/3。一般防腐厚度在50-70(um)之间。
1微米(um)=0.001毫米(mm)
1密耳=0.001秒=0.0254毫米(mm)
国际表面处理标准对比:
钢结构涂装委员会(SSPC)
美国国家腐蚀工程师协会 (NACE)
英国标准 ISO8501-1/BSIBS7079
瑞典标准
国家标准GB-3092/GB-8923-88
表面处理标准对比
文章太长,最后直接截图:
液体涂料与粉末涂料的比较
产品介绍:
粉末涂料颜色比较单调,颜色品种较少,而液体涂料颜色则更加丰富多彩,液体涂料的光泽度和漆面状态比粉末涂料好,涂膜平整度也比粉末涂料好。
过程:
粉末涂料需要特殊的涂装设备,但施工简便,能简单达到客户要求的涂膜厚度和均匀度;液体涂料则需要更高的涂装技术才能呈现出最佳的涂膜效果。
被涂物体的保护:
粉末应该比液体好,现在的自行车、汽车的铝合金钢圈都是粉末喷涂的,上面两个例子几乎整天暴露在日晒雨淋中,还受到异物的撞击,所以厂家一般会优先考虑粉末喷涂。
粉末涂料的另一个优点是环保,因为不使用溶剂。粉末涂料也非常经济,因为粉末涂料不会产生浪费,也不会损失油漆。
- 结尾 -