CMF工业设计必须知道的表面材料及表面处理工艺 - 图文

倍；④有良好的绝热性和电镀缘性；⑤良好吸附能力，它能染成各种颜色；⑥较好的遮盖能力，故对制件表面机械加工要求较低。适用于各种仪器、仪表、电子仪器上的零件，外观件以及日用品、食品用具的表面防护装饰层。 （2）红宝石膜氧化法 日本近来研究成阳极氧化合成红宝石膜新工艺，该工艺所得膜层外形及光学性能极为优异，用于光学、装饰等方面。这是一项新颖工艺、具有广泛应用前景的工艺方法。其方法是，首先采用常规阳极批发价格多孔膜（为无定形的AL2O3），并使多孔膜吸附铬离子，然后将吸附了铬离子的氧化膜在酸式硫酸盐熔盐中进行二次阳极氧化，借助于二次电解，使氧化膜结构从无定形向酇L2O3过渡，从而获得红宝石膜。铝氧化膜的颜色主要有：淡紫红色、浅灰黄色、浅灰色、灰色、土黄色等。氧化膜的莹光色有：深红、深紫、红、亮红色、亮紫色等。 （3）奶白仿喷漆式氧化法 其外观类似奶白的仿喷漆层。美观文雅，坚硬而耐腐蚀，尤其是在较长的时间内，膜的色泽不易消退。 （4）仿大理石色阳极氧化法 铝及其合金制件在600℃预退火1ｈ，用氢氟酸、盐酸、硝酸及水（1∶1∶1∶1）混合剂浸蚀到出现粗结晶似的大理石花纹，然后在硫酸液中进行一般阳极氧化，并用1%～2%的苯胺染料溶液着色。由于阳极氧化时的氧化膜是在经退火、浸蚀后出现的粗结晶表面上形成的，其外观非常类似于天然的大理石，装饰性极强。 <着色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。 自发色阳极氧化膜 这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。 电解着色 阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。> 常用金属表面装饰电镀 镀铬 镀铬是目前产品造型设计中应用最广泛的镀层品种。铬是微带蓝色的银白色金属。不能 用做防护性镀层，一般常用铜――锡合金、铜或镍层做底层、以防止基体金属遭受腐蚀。镀铬层主要有五种类型。 1、 防护――装饰镀铬 在铜、镍或合金镀层表面上镀一层铬，可获得结晶细密、美观光亮、有像镜面一样的银 蓝色光泽（有的称为罩蓝），如汽车、火车、机床以及日常用具外部零件的装饰层。由于装饰镀铬层明光耀眼，因此，在产品造型中应避免用于大面积的外观装饰表面，以免由于强烈的反光刺激操作者和使用者的眼睛，而引起疲劳。 2、 镀黑铬 黑色给人一种肃穆、庄严、坚毅的感觉，在机器、仪表、建筑装饰材料、五金用具涂装零件中少不了黑色的组合匹配。表面装饰工艺获得黑色的方法很多，如涂黑漆、镀锌浸黑、铁及铜墙铁壁件的黑色氧化，铝及镁的化学和电化学氧化及染黑色、镀镍及黑铬等。从色泽均匀、耐磨、装饰――防护性等方面看，以黑铬的镀层为最佳，主要用于航空、仪表、相机等光学系统中，以及其它产品上用于装饰、作标志等场合。 3、 乳白铬 乳白铬的特点是无光泽、硬度低、无裂纹网、随镀层厚度的增加，气孔减少、抗蚀性好，在乳白铬镀层作刻度容易，且使用者不感到眼睛疲劳。乳白铬广泛用于工量具、机械设备中的分度盘、刻度盘、医疗器械等。 4、 镀硬铬 这种镀层的特点是通过厚的镀层来突出铬层本身的特殊性能。包括耐热、耐磨损、忍腐蚀，以及低的磨擦系数等。硬铬一般是直接镀在钢铁件表面，它的用途比较广泛。例如，高吨位水压机的大型柱塞等大型设备的部件用硬铬。它的用途比较广泛，许多由于腐蚀、磨损即将报废的部件、设备，如机床主轴、曲轴轴颈等，经过镀硬铬修复后可大大延长使用期限。 5、 多孔性镀铬 多孔性镀铬是耐磨镀铬的一种特殊形式，所不同的是镀层表面具有网状沟纹或点状孔隙，便于贮存润滑油，从而减小镀铬工件与其滑动配合工件间的摩擦，提高工件的耐磨性。主要用于内燃机的汽缸内腔，活塞环、滑动轴承、机床主轴等。 镀银 银是一种白色光亮、可锻、可塑及具有极强反光能力的贵金属。其硬度比铜稍低，比金高。银在碱液和某些有机酸中十分稳定，但易溶于硝酸和微溶于硫酸。在一般大气中，银是较稳定的，但在含有氧化物和硫化物的空气中，银镀层表面会很快变色，并迅速失去它的反光能力。另外银有优良的电性能，在所有金属中，银是导电性能最好的金属。由于银的导电性能好，因此它的接触电阻小，可以提高产品的电性能。 银有美丽的银白色光泽，常用于装饰的目的。银镀层主要用于仪器仪表工业、轻工产品、灯具、反光镜、探照灯等需要防护装饰性的电镀层和反光面镀层的物品表面。镀银的对象一般多是铜或铜合成金件。钢铁金属构件镀银，必须先镀上一层能防止金属受腐蚀的其它金属或合金层（如镉、黄铜、青铜等），经常与硬橡胶（含有硫）接触的零件不宜镀银。如果需要高度的光泽，则在镀前和镀后必须对零件进行精细的抛光处理。 镀银的方法主要有两大类，即氰化镀银和无氰镀银。氰化镀银是近百年来的老工艺，氰化镀银溶液稳定可靠，电流效率高，分散力和覆盖能力较好，镀层的品粒也比较细致，但由于其溶液中含有剧毒的氰化物，严重地危害电镀工人的健康，而且排出的废水会成为“公害”，这是最大的缺点。近来发展起来的无氟镀银，经过大量的试验和研究，获得了应用。 镀合金 随着工业生产和科学技术的发展，人们对金属的表面性能、外观提出了种种新的要求，如在产品大面积使用电镀时，人们越来越讨厌发光的电镀光泽，转向喜爱烟雾状的色调，以及如缎子般素雅的色调。因而开发了电镀合金。在此简单介绍几种在产品面饰中得到应用的装饰电镀合金。 1、 电镀锡――钴合金 电镀锡――钴合金与电镀钴的色调比较接近，但较为柔和而受到人们的喜爱。目前国外大都用来代替铬。电镀钴不易进行滚镀，而电镀锡――钴合金则可适用于小零件的滚镀。另外，电镀锡――钴合金具有优良均镀能力和滚镀能力，因而可适用于复杂形状的工件。如在底层上电镀双层镍，则其耐腐蚀性并不亚于电镀铬。为防止表面变色，应用浸渍铬酸盐的方法进行处理，这样还可提高它的耐腐蚀性。 它的外观呈淡玫瑰的色调，使人感到十分舒适，并具有优良的耐腐蚀性。如对有光泽的 基材或在光亮镍的电镀层上，再施以锡――镍合金电镀，则可得到良好的光泽表面。如对无光泽的表面（梨纹）上进行电镀，则能重现该面的原有情况。电镀层的均镀能力非常优异，几乎完全没有整平作用，因而适用于要求极细线条及旋转加工制品的电镀。 3、 电镀铜――锡合金 低锡青铜镀层的色泽粉红色或金黄色，结晶细，它有较高的防蚀能力和良好的抛旋光性能，常作为防护――装饰性的镍底层，被广泛地用于轻工业、手工业、机械仪表工业和其它工业。中锡青铜镀层的色泽呈金黄色，防蚀能力较好。主要用做装饰性镀铬的底层。它的硬度和在空气中的稳定性比低锡青铜镀层高。但由于镀层的含锡量较高，作为防护装饰性镀层的底层在套铬后容易发花，这是中锡青铜镀层的弱点。高锡青铜镀层具有美丽的银白色光泽和良好的抛旋光性能，有较高的硬度和耐磨性，在工业设计中用来代替银或铬作为反光器械、仪器仪表、日用商品等防护――装饰性表面镀层。 常用的模型材料： ● PP 聚丙烯——产量最大的塑料 ○ 比PE更轻，硬，透明，耐热； ○ 纤维面料叫“丙纶” ○ 做各种容器、热水瓶壳、饮料包装、玩具等。PP做的杯子比PE硬，耐热（100度不变形），但不如PE光滑； ○ 机械强度可与尼龙相比，做汽车水箱、车门等零部件；用玻璃纤维增强做汽车保险杠； ○ 做透明包扎绳、包扎带、编织带，用于编织草帽、拖鞋、地毯、门帘等； ○ 做文具盒、仪器盒铰链（耐弯曲疲劳性很好）； ○ 做耐酸、碱管道（耐酸、碱性很好）。 缺点：透气性比PE好，不宜作食品及化妆品包装。 ● PS 聚苯乙烯——最铿锵有声的塑料 ○ 无色透明。在塑料中，除了有机玻璃外，透明性能要算聚苯乙烯最好，比普通玻璃透光性好。价格比有机玻璃便宜很多。耐火性不如有机玻璃； ○ 绝缘性能好，尤其是高频特性，做雷达的绝缘材料； ○ 做仪表外壳、灯罩、透明模型、玩具（特别易于加工成型，易于着鲜艳色彩）； ○ 改变为ABS 缺点：脆性大，耐热性差。 ● PVC 聚氯乙烯——最多才多艺的塑料 ○ 硬质PVC：脸盆、梳子、帮热水瓶壳、塑料桶、搓衣板、耐酸泵以及各种管材、板材、水管、塑料地板和天花板； ○软质PVC：如塑料窗帘、台布、塑料雨衣、塑料腰带、塑料手提包、塑料鞋底及泡沫塑料凉鞋、拖鞋等； ○透明PVC ：印刷用覆膜、包装用塑料袋、农用塑料薄膜（透气性小，保温性好，能透紫外线）；塑料吹气玩具； ○不透明PVC：如塑料洗衣板、塑料管子； ○ 各种颜色鲜艳的塑料制品，如塑料头绳、娃娃的头、彩色塑料花（着色性好）； ○ 电线被覆盖（绝缘，耐老化）； ○ 人造革（比真皮加工容易、不怕水、质地均匀、可以做很大一块，但不透气，低温变硬）；做成手提袋、钱包、雨衣等。 ● PE 聚乙烯——最简单的塑料 ○ 白色蜡状，摸上去像石蜡： ○ 做各种容器，如水壶、饭盒等餐具和厨房用品（无色无味无毒）；玩具（易于成型，耐击）； ○ 各种糖果、糕点等食品包装，化妆品药品容器； ○ 童车、摩托车的挡风盖，汽车挡泥板（易于成型、轻）；海底电缆（耐腐蚀、绝缘，不水）。 缺点： 吸收紫外线易变色、脆化、裂纹。 ● PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）——最透明的塑料 ○ 透光度93%，大于玻璃91%，重量仅为玻璃的一半。耐火性好。做车窗玻璃和镜片； ○ 易于成型、加工（钻孔、弯曲和机械加工）； ○ 强度高，耐冲击性好。做透明篮球板； ○ 做隐形眼镜、假牙、人工角膜； ○ 做玻璃装饰品等。 缺点：○ 价格贵 ○ 表面硬度不够，容易擦毛，如手表经摩擦，会变得模糊。不过，如果用湿纱布蘸了牙膏 轻轻地磨，可磨得重新透明； ○ 有机玻璃的耐热性较差，使用要注意防热，温度不可超过100℃，不能用沸水洗涤。 ● PF 酚醛树脂（电木）——最古老的塑料 （1872年生产） ○ 热固性，价廉，易加工成型； ○ 耐热，耐腐蚀，耐高压、绝缘，广泛用于电气工业，如插座、开关、灯头等； ○ 颜色暗，无法着鲜艳色彩； ○ 以纸、布、玻璃为基材可以做绝缘板、无声齿轮、耐高热材料； ○ 泡沫 PF 可做隔音、隔热和抗震包装材料。 缺点：○ 不能做餐具（会部分溶于醋酸）。紫外线）；塑料吹气玩具； ○ 不透明PVC：如塑料洗衣板、塑料管子； ○ 各种颜色鲜艳的塑料制品，如塑料头绳、娃娃的头、彩色塑料花（着色性好）； ○ 电线被覆盖（绝缘，耐老化）； ○ 人造革（比真皮加工容易、不怕水、质地均匀、可以做很大一块，但不透气，低温变硬）；做成手提袋、钱包、雨衣等。 了解知识 §原料简介 塑料(Platics): 以有机高分子化合物为基础，加入若干其它材料制成的固体材料。 塑料的优点：密度小，塑料的缺点：强度.硬度较低,容易老化. 塑料是从石油里面提练出来的。构成塑料的主要成份：树脂（Resin）。 树脂：高分子化合物的聚合物（Polymer） 单体（Monomer）：高分子化合物是相对质量。单体通过聚合反应构成聚合反应。 一．料的分类： 1． 按树脂分：热塑性塑料和热固性塑料 热塑性塑料的特征是塑料受热时软化，温度高时呈现粘流态。 热固性塑料的特征是塑料第一次受热是软化，冷却时固化成呈现钢硬状态。 2． 按塑料的用途分：通常塑料.工程塑料. 3． 通用塑料: PE PVC PP PS ABS PA6 PA66 PPO POM TPR EVA TPE 三、常用塑料简介 1、一.PC料 PC塑料俗称为防弹玻离胶,具有良好的韧性及耐冲击度,此类原料吸温性较强,所以生产前的干燥温度较高1000C-1200C烘烤4H-8H,原料未充分干燥会使产品机械性能变劣导致产品破裂,另PC透明本色原料,如烘烤温度过高或烘烤时间过久,还会导致原料出现颜色变黄现象,料管的温度使用范围一般在2500C-3000C.此类原料生产中对模温的要求比较高,模温过低会导致塑料流动性较差,产品不易饱模,外观质量难以达到要求,也会导致日后产品破裂及冲击强度降低,但模温使用太高时,产口不能很快冷却,脱模困难,容易翘曲,内部筋位还会粘在公模内,为改善此现象,必须延长CYCLETIME(成型周期),影响生产效率. 2.、ABS料 ABS塑料是丙烯酸,丁二烯.苯二烯三元共聚物,无毒,微黄色,是非结晶合物,具有较好的综合性能,有良好的机械强度,和一定的耐磨性.耐水性.具有稳定的化学性能和稳定性.其具有一定的硬