7 فرآیند عملیات سطحی فلزات تشریح شده: راهنمایی برای خریداران OEM

فرآیند های تصفیه سطح فلز عملکرد یک قطعه را در زمان استفاده تعیین می کندو ظاهر می تواند با یک نظم از اندازه بسته به پایان استفاده شده تغییر کندبرای خریداران OEM و مهندسان طراحی، انتخاب فرآیند مناسب در مورد انتخاب "بهترین" نیست، بلکه در مورد تطبیق فرآیند با مواد پایه، هندسه، الزامات کاربردی،و محیط خدماتاین راهنما توضیح می دهد که چگونه هفت فرآیند درمان سطح فلزی رایج کار می کنند، هر کدام از آنها در چه چیزی بهترین هستند و چگونه انتخابی مناسب برای پروژه خود را انتخاب کنید.

درمان سطح فلز چیست؟

درمان سطح فلزی، اصلاح کنترل شده لایه سطحی یک قطعه برای دستیابی به خواصی است که مواد پایه به طور ذاتی ارائه نمی دهند.این یک لایه سطحی کاربردی ایجاد می کند که حفاظت از خوردگی را بهبود می بخشدمقاومت لباس، رسانایی الکتریکی، چسبندگی یا ظاهر بدون تغییر قابل توجهی در خواص مکانیکی عمده ی بستر.

هفت فرآیند بر تولید صنعتی تسلط دارند: الکترواستات ، آنودیز ، پوشش اسپری ، پوشش الکترونیکی ، اکسیداسیون میکرو آرک ، پوشش PVD و پوشش تبدیل شیمیایی.هرکدام لایه سطحی خود را از طریق مکانیزم متفاوتی ایجاد می کنند، اکسیداسیون بستر، پوشش ارگانیک، سپرده گذاری میدان الکتریکی، واکنش پلاسما، سپرده گذاری خلاء یا تبدیل شیمیایی.

1الکتروتراپی: قرار دادن یک لایه فلزی

الکتروپلاستی یک فرآیند است که در آن یون های فلزی در محلول الکترولیت کاهش یافته و با استفاده از یک جریان مستقیم بر روی یک بستر رسانا قرار می گیرند. این بخش به عنوان کاتود عمل می کند.در حالی که یک آنود محلول یا غیر محلول مدار را تکمیل می کندپوشش های رایج شامل روی، آلیاژ روی-نیکل، نیکل، مس، کروم، نقره، طلا و سیستم های کامپوزیت نیکل-قلم بدون برق است.

هر پوشش یک مشکل متفاوت را حل می کند: زینک پوشش بخش های فولادی را از خوردگی محافظت می کند، نیکل حفاظت و مقاومت در برابر لباس و تزئینات را فراهم می کند،مس به عنوان یک لایه پایه یا برای رسانایی استفاده می شود، طلا و نقره تماس های الکتریکی و پایان های برتر را پوشش می دهد و کروم سخت مقاومت در برابر لباس و تعمیر ابعاد را فراهم می کند.

مراحل کلیدی فرآیند:قبل از درمان (بی روغن کردن، ترشح، فعال کردن) → پوشش → پس از درمان (شستن، غیر فعال کردن، خشک کردن، بازرسی). کیفیت قبل از درمان به طور مستقیم چسبندگی پوشش را تعیین می کند.

خطرات اصلی:شکنندگی هیدروژن بر روی فولاد محکم و فولاد محکم (به پختن نیاز دارد) ، تغییر ضخامت در هندسه های پیچیده و سوراخ پذیری.کنترل محیط زیست برای فلزات سنگین و فاضلاب نیز یک توجه مهم است.

2آنوديزه كردن: رشد يک لايه اکسيد از خود آلومينيوم

آنودیزاسیون یک فرآیند اکسیداسیون الکتروشیمیایی است که عمدتاً در آلیاژ های آلومینیوم استفاده می شود، که در آن خود فلز بستر اکسید می شود تا یک لایه اکسید آلومینیوم را تشکیل دهد.برخلاف الکترواستات ‬ که فلز خارجی را جمع می کند ‬ آنودیزه کردن فیلم اکسید را از مواد اولیه رشد می دهد، که به آن چسبندگی عالی می دهد.

فیلم های آنودیزه شده بلافاصله پس از تشکیل منافذ هستند، که اجازه رنگ آمیزی و رنگ آمیزی الکترولیتی را می دهد، پس از آن برای بسته شدن منافذ و بهبود مقاومت در برابر خوردگی و ثبات رنگ مهر و موم می شود.

دو نوع اصلی:

• آنودیزه کردن استاندارد (نوع دوم)- برای حفاظت عمومی، رنگ آمیزی، محفظه های الکترونیک مصرفی، پروفایل های آلومینیومی معماری و قطعات ابزار. ضخامت فیلم به طور معمول از چند میکرومتر تا 20+ میکرومتر است.
• آنودیزاسیون سخت (نوع III)در دمای حمام پایین تر و تراکم جریان بالاتر برای فیلم های ضخیم تر و سخت تر مورد استفاده در پیستون ها، ریل های راهنما، سیلندر ها و قطعات هیدرولیکی اجرا می شود.

ریسک اصلی:ترکیب آلیاژ (محتوای مس، سیلیکون، منیزیم) به شدت بر رنگ، درخشش و یکنواخت فیلم تأثیر می گذارد.بنابراین تخفیف برای رشد ضخامت باید به سوراخ برنامه ریزی شود، سطوح جفت گیری و رشته های دقیق در طول طراحی.

3پوشش اسپری: لایه های مانع ارگانیک برای حفاظت و ظاهر

پوشش اسپری رنگ مایع یا پودری را بر روی سطح یک قطعه اعمال می کند و از طریق تبخیر حلال، واکنش شیمیایی یا درمان گرما یک فیلم مستمر تشکیل می دهد.استفاده شده در ساختارهای فولادی، اجسام خودرو، لوازم خانگی، ماشین آلات، محصولات آلومینیومی و مبلمان.

پوشش مایعطیف گسترده ای از مواد شیمیایی رنگ، کنترل انعطاف پذیر رنگ و پایان نازک یا بسیار درخشان را ارائه می دهد، اما VOC هایی را که نیاز به تهویه و درمان گازهای زائد دارند، منتشر می کند.

پوشش پودریاز شارژ الکتروستاتیک برای جذب ذرات پودر به بخش استفاده می کند، که سپس ذوب می شود، جریان می یابد و در یک کوره خشک می شود. پوشش پودری استفاده از مواد بالا، کار بدون حلال را فراهم می کند،پوشش های ضخیم با دوام، مقاومت خوب در برابر ضربه و خوردگی، و برای تولید انبوه خودکار ایده آل است. آن نیاز به دماهای سخت شدن حدود 180 ~ 200 ° C دارد، بنابراین بستر باید چرخه حرارتی را تحمل کند.

کنترل های کیفیت کلیدی:تمیز بودن سطح، خشکی، کیفیت پوشش تبدیل، ضخامت فیلم، فاصله و زاویه اسپری، دمای سفت شدن که باید در دمای فلز قطعه بررسی شود.نه نقطه تنظیم کورهنقایص رایج شامل سوراخ های سوزن، پوست پرتقال، جریان، چسبندگی ضعیف و زیر یا بیش از حد است.

4پوشش الکترونيکي: پرايمر يکسان از طريق ميدان الکتريکي

پوشش E (پوشش الکتروفورتیک) یک بخش رسانا را در یک حمام آب غوطه ور می کند و از یک میدان الکتریکی DC برای مهاجرت ذرات رزین و رنگدانه بارگذاری شده به سطح استفاده می کند.پوشش کاتدیک به طور گسترده ای در صنعت خودرو برای ارائه یک پوشش یکنواخت استفاده می شود.، ضد خوردگی مداوم بر روی بدن خودرو و قطعات فلزی.

مزیت اصلی پوشش الکترونيکی قدرت پرتاب است: به بخیه ها، حفره های داخلی و هندسه های پیچیده که تفنگ های اسپری نمی توانند برسند می رسد. ضخامت فیلم خود محدود کننده است،که باعث پوشش مداوم می شود.

مراحل کلیدی فرآیند:تخلیه چربی → شستشوی → بهبود سطح یا درمان تبدیل → شستشوی آب خالص → پوشش الکترونیکی → شستشوی بازیابی اولترافیلتراسیون → شستشوی آب خالص → خشک شدن در فر → بازرسی

پارامترهای کلیدی:مواد جامد حمام، pH، رسانایی، درجه حرارت، ولتاژ و زمان غوطه ور شدن، و دمای سفت شدن. پلاستیک های غیر رسانا نمی توانند به طور مستقیم پوشش داده شوند.مشکلات معمول شامل ضخامت فیلم ناکافی است، رطوبت ضعیف در حفره های داخلی، سوراخ های سوزن، گودال ها و خوردگی از لبه ها و جوش شروع می شود.

5اکسیداسیون میکرو آرک: لایه های سرامیکی بر روی آلیاژ های سبک

اکسیداسیون میکرو آرک (MAO) ، همچنین به عنوان اکسیداسیون الکترولیتیک پلاسما شناخته می شود، یک لایه اکسید مانند سرامیک را بر روی فلزات دریچه مانند آلومینیوم، منیزیم،و تیتانیوم از طریق میکرو تخلیه در ولتاژ بالادر مقایسه با آنودیزاسیون استاندارد، لایه های MAO دارای ویژگی های سرامیکی قوی تر با سختی بالاتر، مقاومت در برابر لباس و مقاومت در برابر گرما هستند.

فیلم MAO دارای یک ساختار سه لایه ای است: یک لایه متراکم در نزدیکی زیربنای، یک لایه متوسطه کاربردی و یک لایه بیرونی نسبتا متخلخل.لایه بیرونی متخلخل می تواند مقاومت خوردگی را کاهش دهد، بنابراین مهر و موم، پوشش الکترونیکی یا رنگ آمیزی اغلب در کاربردهای خوردگی بالا اعمال می شود.

کاربردهای معمول:قطعات آلاینده های سبک هوافضا، قطعات موتور خودرو و محرک، قطعات آلومینیوم-مگنیزیم مقاوم به لباس، محفظه های دستگاه های الکترونیکی و برخی از دستگاه های پزشکی.

محدودیت های اصلی:مصرف ولتاژ و انرژی بالاتر، سرمایه گذاری تجهیزات بالاتر، زمان پردازش طولانی تر، سطح خشن تر از آنودیزاسیون استاندارد، گزینه های رنگی محدود،و خطر سوختن در گوشه های تیز که میدان الکتریکی متمرکز می شود.

6پوشش PVD: فیلم های کاربردی ضخیم میکران در خلاء

رسوب بخار فیزیکی (PVD) خانواده ای از فرآیندهای مبتنی بر خلاء است تبخیر ، اسپتر کردن ،یا پوشش یون های قوس (Arc Ion Plating) که در آن اتم های هدف یا یون ها روی قطعه کار قرار می گیرند تا فیلم های کارآمد نازک را تشکیل دهندپوشش های رایج PVD شامل TiN، TiCN، TiAlN، CrN، AlCrN، DLC و فیلم های فلزی تزئینی یا آلیاژ است.

PVD دو هدف اصلی دارد:

• پوشش های سخت کاربردیبرای برش ابزارها، میله ها، قالب ها و لباس های پوشیده شده - بهبود سختی سطح، کاهش اصطکاک و افزایش عمر.
• پوشش های تزئینیبرای ساعت ها، سخت افزارها، لوازم حمام، تلفن ها و کالاهای مصرفی برتر ارائه پایان فلزی، رنگ و ظاهر مقاوم به پوشیدن.

فیلم های PVD به طور معمول فقط 0.2 تا چند میکرو می باشد، حداقل تاثیر ابعاد دارند و کیفیت سطح عالی را ارائه می دهند. با این حال، PVD محدودیت های خط دید قوی دارد: سوراخ های داخلی،شکاف های عمیق، و مناطق محافظت شده ممکن است پوشش ناکافی دریافت کنند، بنابراین چرخش سیاره و طراحی وسایل بسیار مهم است.

خطرات اصلی:تمیز کردن ضعیف که باعث جدا شدن فیلم می شود، سختی ناکافی بستر که باعث فروپاشی فیلم سخت می شود، فشار داخلی بیش از حد و دمای رسوب که باعث تند شدن یا تحریف بستر می شود.یک فیلم PVD سخت به طور خودکار یک بخش مقاوم به لباس نمی کند، سطوح خشن، یا چسبندگی ضعیف هنوز هم منجر به ترکیدن و لایه برداری می شود.

7پوشش تبدیل شیمیایی: ترکیبات سطح واکنشی

پوشش تبدیل شیمیایی از طریق یک واکنش شیمیایی بین سطح بستر و محلول درمان یک فیلم ترکیبی تولید می کند. این فقط قطعه را با یک ماده خارجی پوشش نمی دهد.فرآیندهای رایج شامل فسفات فولاد، تبدیل شیمیایی آلومینیوم و سیاه شدن (اکسید سیاه) است.

فوسفاتیک فیلم تبدیل فوسفات ایجاد می کند که عمدتاً به عنوان یک درمان اولیه برای رنگ و پوشش الکترونیکی برای بهبود چسبندگی پوشش ارگانیک و مقاومت در برابر خوردگی زیر فیلم استفاده می شود.و برای تامین روغن برای شکل گیری سردکیفیت فسفات با وزن پوشش ارزیابی می شود نه فقط با ضخامت.

سیاه شدن (اکسید سیاه)یک فیلم نازک از مغناطیس (Fe3O4) را بر روی فولاد تشکیل می دهد. فیلم بسیار نازک با حداقل تاثیر ابعاد است و برای اتصال، ابزار، قطعات مکانیکی، تزئین ارزان قیمت استفاده می شود،و حفاظت از زنگ کوتاه مدتمقاومت ضد خوردگی سیاه کردن به خودی خود محدود است و معمولاً نیاز به روغن، موم یا مهر و موم دارد.

پوشش های تبدیل ساده، کم هزینه، دسته دوستانه و ابعاد پایدار هستند، اما در صورت استفاده به تنهایی محافظت از خوردگی محدود را ارائه می دهند و نسبت به شرایط قبل از درمان و حمام حساس هستند.مقررات زیست محیطی همچنان به جایگزینی سیستم های مبتنی بر کروم و نیکل ادامه می دهد.

جدول مقایسه درمان سطح فلز

نحوه انتخاب روش مناسب پوشش

هیچ پایان "بهترین" جهانی وجود ندارد. انتخاب بستگی به برنامه دارد. پاسخ به این سوالات در طول انتخاب مواد و فرآیند:

• ماده اصلی چیست و آیا با فرآیند سازگار است؟
• آیا مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر فرسایش، عایق بندی، رسانایی یا ظاهر اولویت دارد؟
• محیط خدمات چیست؟ اسپری نمک، رطوبت، مواد شیمیایی یا دمای بالا؟
• آیا تحمل ابعاد قطعه اجازه می دهد که ضخامت پوشش افزایش یابد؟
• آیا سوراخ های عمیق، حفره های داخلی، نقاط کور یا گوشه های تیز وجود دارد؟
• آیا زیربنای آن می تواند در برابر جوشاندن، ولتاژ بالا، خلاء یا دمای کوره مقاومت کند؟
• آیا حجم و هزینه مورد نیاز از پردازش دسته پشتیبانی می کند؟
• آیا الزامات مشتری، مقررات و محیط زیست اجازه می دهد که مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند؟
• آیا قطعه بعد از درمان جوش داده می شود، بسته می شود، پوشش داده می شود یا با دقت جمع می شود؟

کیفیت درمان سطح: فراتر از آزمایش اسپری نمک

تست اسپری نمک معمولا برای قضاوت در مورد کیفیت درمان سطح استفاده می شود، اما این یک ساده سازی بیش از حد است.حسابرسی و کنترل فرآیند تامین کنندهساعت های اسپری نمک به طور مستقیم با عمر واقعی خدمت برابر نیستند محیط های واقعی شامل چرخه دمای رطوبت، تهویه، قرار گرفتن در معرض اشعه UV،رسانه های شیمیایی، فرسایش مکانیکی، خوردگی گالوانک و شکاف های نصب.

یک ارزیابی کامل باید همچنین تفاوت ظاهر و رنگ، ضخامت فیلم یا وزن پوشش، چسبندگی، سختی، مقاومت در برابر لباس، منافذ، خشکی، مقاومت شیمیایی را پوشش دهد.تغییر ابعادموارد بازرسی باید با عملکرد محصول، خطر شکست و مشخصات مشتری تعریف شوند ‬ که به صورت مکانیکی از یک فرآیند به فرآیند دیگر کپی نشوند.

چرا قرن اقیانوس برای درمان سطح و قطعات فلزی شما

Ocean Century (Qingdao) Industrial Co., Ltd. دارای 26+ سال تجربه در ساخت فلز دقیق و تکمیل سطح است.ظرفیت های داخلی ما برای درمان سطح شامل 3 خط پوشش پودر الکتروستاتیک بزرگ با ظرفیت سالانه 7,000،000+ متر مربع و تولید همزمان چند رنگی، به علاوه الکترواستات و چاپ.

این ساختار یک مرحله ای کلیدی برای خریداران OEM مهم است: طراحی قالب، چاپ، قالب گذاری تزریقی، جوش، درمان سطح،و مونتاژ توسط یک تیم مهندسی تحت یک سیستم کیفیت گواهینامه IATF16949 مدیریت می شود، از بین بردن هزینه های عمومی مدیریت تامین کننده و ناسازگاری کیفیت هماهنگی چندین فروشنده. رویکرد کیفیت مبتنی بر پیشگیری ماو PDCA cross-functional پشتیبانی می کند، کیفیت سطحی تولید شده برای مشتریان مانند Haier و Geely.

سوالات عمومی

سوال: رایج ترین روش درمان سطح فلز چیست؟

A: برای قطعات فلزی، رایج ترین فرآیندهای الکترواستات زنک و پوشش پودری هستند. پوشش زنک به طور گسترده ای برای حفاظت از خوردگی بر روی فولاد و براکت ها استفاده می شود.در حالی که پوشش پودری برای لوازم مورد علاقه است، قطعات خودرو و قطعات بزرگ به دلیل دوام، انعطاف پذیری رنگ و استفاده زیاد از مواد.

سوال: تفاوت بین آنودیزاسیون و پوشش پودری چیست؟

ج: آنوديز کردن يک لايه از اکسيد آلومينيوم را از خود سبست آلومينيوم رشد مي دهد، که چسبيدن عالي، انتخاب رنگ،و مقاومت در برابر لباس، اما محدود به آلومینیوم و سایر فلزات دریچه است.پوشش پودری یک لایه پلیمر ارگانیک سخت شده را بر روی سطح اعمال می کند و بر روی فولاد، آلومینیوم و سایر زیرپوشها کار می کند و حفاظت ضخیم، پایدار و انعطاف پذیر رنگ را فراهم می کند.

س: آیا می توان قطعات پلاستیکی را الکترواستات کرد؟

A: نه به طور مستقیم. پلاستیک های استاندارد مانند ABS نیاز به قبل از درمان دارند. خشت، حساسیت، فعال سازی و سپرده گذاری شیمیایی برای تشکیل یک لایه رسانا قبل از الکتروپلاستی. به طور جایگزین،PVD تزئینی با فرایندهای دمای پایین و لایه های پایه / بالا برای قطعات پلاستیکی رایج است.

س: چگونه می توانم بین پوشش الکترونیکی و پوشش پودری انتخاب کنم؟

A: پوشش E انتخاب بهتری است وقتی پوشش یکنواخت هندسه های پیچیده، حفره های داخلی و بخیه ها حیاتی است. پوشش پودری برای ضخامت بیشتری ترجیح داده می شود.,پوشش های فوقانی با رنگ انعطاف پذیر و با دوام بیشتر در قسمت های بیرونی یا بزرگ. بسیاری از کاربردهای مختلف از هر دو استفاده می کنند: پوشش الکترونیکی به عنوان پرایمر، پوشش پودری به عنوان پایان.

س: آیا پوشش سخت تر همیشه به معنای مقاومت بهتر در برابر فرسایش است؟

A: نه. پوشش سخت مانند PVD یا آنودیس سخت نیاز به سختی مناسب بستر و چسبندگی برای حمایت از آن دارد. اگر بستر بیش از حد نرم است یا سطح خشن است،فیلم های سخت می توانند قبل از زمان شکستن و از هم جدا شوند.

خواه به پوشش پودری، الکتروپلاستی، یا یک برنامه ساخت کامل از چاپ و تزریق تا مونتاژ نهایی نیاز داشته باشید،تیم مهندسی ما می تواند درمان مناسب سطح را برای مواد شما توصیه کند، هندسه و محیط خدمات.برای یک پیشنهاد یا مشاوره مهندسی با ما تماس بگیریدمعمولاً در عرض 24 ساعت پاسخ می دهیم.

• خدمات تصفیه سطح ️ پوشش پودری و پوشش
• خدمات ساخت ورق فلزی
• خدمات قالب دهی تزریق