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CNC加工和钣金的电镀和其他精加工注意事项

也许您想知道如何使订购的4140钢支架不生锈。也许您希望定制的铝制自行车踏板成为美丽的蓝色阴影,或者您想要的螺纹紧固件变得更耐用。这些只是我们如何通过使用各种精加工选项来帮助您使钣金件和CNC加工零件的性能更好,使其更加耐磨和耐腐蚀以及改善零件的整体外观的一些示例。这些设计技巧中涵盖了这些选项,包括:电镀,阳极氧化,密封,粉末涂层,喷漆和钝化。

发表于2021-01-16 09:07:55,通过 cyanbat发布 | 点击数:0


电镀适用于多种材料

对于那些需要适合各种材料的耐用,耐腐蚀和耐磨的表面处理的人来说,镍镀层就是最好的选择。有多种类型。在Protolabs,我们提供两种最常见的方法。其中的第一个-光亮的镍镀层-通过将工件浸入电解液罐中后带负电来施加。电流施加到槽内的一系列镍阳极上,缓慢释放出镍离子,这些镍离子通过溶液迁移并自身结合到零件上。

顾名思义,光亮的镍具有光泽。根据施加的电流量和在储罐中花费的时间,厚度的范围可以从0.00005英寸到0.001英寸(0.00127毫米到0.0254毫米)。老式汽车的保险杠很有可能是镀镍的,仪表板上的装饰件和房屋中的照明装置也是如此。尽管适用其他标准,但所有这些都包含在SAE AMS QQ N 290中。化学镀镍消除了对电接触的需要以及随后描述的后续电流。因此,它是紧固件,配件和其他硬件产品的大量电镀的最爱。这对于很难到达内部区域也非常有用,因为它在整个零件上均匀地电镀。它几乎可以应用于任何基材:钢,不锈钢,铝,黄铜等。与电镀产品相比,它还具有出色的耐磨性。并且,与本设计技巧中列出的所有其他电镀,涂层和喷漆工艺一样,化学镍也适用于机加工或制造的部件。

锌,锡,金,银和其他电镀选项

刚刚描述的电镀工艺也可以应用于其他金属。例如,将镍阳极换成由锌制成的阳极,则剩下的镀层非常适合防止钢铁腐蚀。但是,如果零件的温度超过500华氏度或在海洋环境中,则不应使用锌。有关其他信息,请参见锌涂层ASTM B633-15。

由于其低成本,镀锡也很普遍。它是一种柔软,易延展的银白色金属,不仅耐腐蚀,而且非常易于焊接,因此在电子行业中通常用于计算机机箱和其他组件。也可以进行热浸镀锡,在MIL-T-10727(MIL是军用规格涂料)中描述了其热镀锡及其电镀替代品。

然后是镀金和镀银的选择。从电子行业的角度来看,两者都类似于锡,尽管它们具有更高的电导率,可焊性和耐腐蚀性,并且具有更高的价格。从它们在珠宝和餐具市场中的使用可以看出,它们具有吸引人的外观。这些金属和其他金属可能需要在镀层之前对表面进行“镍击”,以提高附着力。镍镀层具有出色的附着力,因此通常用作其他涂层的“底涂层”。
 

除防腐蚀外,阳极氧化是最常见的表面处理方法之一,可以增强金属零件的整体外观。 阳极氧化是常见的饰面选项

阳极氧化是所有后处理选项中最常用的一种。通常被称为电镀操作,从技术上讲,它是一种电化学转化过程,可以在金属零件的表面上形成一层氧化薄膜。

在本次讨论中,我们将重点关注标准MIL-A-8625涵盖的铝阳极氧化,尽管钛和其他金属也可以进行阳极氧化。不久将有更多关于钛的信息。

提供三种类型的铝阳极氧化。铬酸阳极氧化处理(I型)可提供耳语般薄但仍耐用的涂层,通常厚度在0.00127毫米至0.00254毫米之间。它的外观为灰色,但可以染成暗淡,不反射的黑色。通常用于焊接零件和装配体,并在涂漆前用作底漆。像所有阳极氧化的表面一样,它是不导电的。

II型硫酸阳极氧化技术更难,因其能够吸收几乎所有颜色的染料而被称为装饰性阳极氧化技术。就是说,它提供了非常耐用的涂层,厚度达0.0254毫米,也很有吸引力。从登山扣的钩子和手电筒手柄到摩托车零件和液压阀体,都可以进行II型阳极氧化处理。

除此以外,还有III型硬质阳极氧化或硬涂层。它的颜色范围从深灰色到类似古铜色,是目前可用的最厚的阳极氧化膜,其零件直径增加了0.0762毫米,是螺纹的两倍。在大多数涂层和镀层的尺寸影响很小的地方,硬涂层恰恰相反,在设计公差要求严格的零件时必须考虑。

如上所述,钛组分的阳极氧化也是可能的。有关更多详细信息,请参阅标准航空材料规格(AMS),尤其是AMS 2487和AMS 2488。而且,现实世界中钛组件阳极氧化的例子吗?在医疗行业中,钛医疗设备通常会进行阳极氧化,以进行颜色编码。在航空航天应用中,对钛零件进行阳极氧化处理以提高其耐腐蚀性。

在本节结束时,仅提醒您在整个有关阳极氧化和电镀的讨论中使用军事(MIL)和航空航天(AMS)标准。如果有的话,最好从我们这里订购时参考这些以及其他适用的规范;否则,我们可能会想知道您要求的是哪种阳极氧化等。

下表概述了可用的三种铝阳极氧化类型。 

铝阳极氧化 厚度 铬酸(I型) 范围介于0.00127毫米和0.00254毫米之间  硫酸(II型)

最多0.0254毫米

硬质阳极氧化(III型)

最多0.0762毫米

粉末涂料是金属板制造商的必备品,其本质上是一种干式涂料,可以应用于任何导电金属。 阳极氧化后请保持密封

除某些例外,零件通常在乙酸镍或热去离子水浴中进行阳极氧化后立即密封,从而封闭了材料的细孔。根据所用阳极氧化和密封工艺的类型,该工艺还会产生不同的性能特征,例如改善的粘合性和润滑性。

对于关键任务部件,请确保在继续之前与我们的一位应用工程师讨论您的应用需求。

机械加工,钣金加工的粉末涂料或喷漆

用于钣金零件的粉末涂料 是另一种流行的选择。像青蝠科技这样的钣金加工制造商的主要钉料将其视为可以应用于任何导电金属的干漆。

此选项的工作方式是通过专用枪喷洒聚合物基有色粉末,该枪在单个涂料颗粒通过时将其带电,使其附着在表面上。然后将粉末涂层的零件放入热炉中固化。

粉末涂料比传统的湿涂料更厚,并且更耐用且抗褪色。这对环境也更好-任何残留的粉末都可以回收和再利用,并且没有油漆所能应对的臭味VOC(挥发性有机化合物)。但是,对于不能抵抗固化过程中的热量的零件,或者需要比粉末涂料薄的涂层的零件,油漆是一个很好的选择。

无论哪种情况,我们都提供数十种颜色选择和光泽。油漆和粉末涂料都可以制成光滑,平整,无光或介于两者之间的任何颜色。只要让我们知道您使用Sherwin Williams油漆代码或同等油漆的内容即可,因为这为我们提供了正确完成工作所需的所有信息。颜色匹配通常不可用,尽管对于涂料,我们可以进行颜色匹配。注意:我们确实为注塑零件提供颜色匹配。

钝化也保护零件

最后,如果不对钝化进行某种解释,就不会完成对电镀工艺的讨论,钝化是将金属外表面“转化”为非常薄的氧化物层的过程。在这方面,它与阳极氧化类似,但是其用途要广泛得多,可应用于多种金属,并且大多数情况下无需电即可进行。

不锈钢经过钝化处理以进一步减少腐蚀的可能性,并从机加工操作中去除任何杂铁。

合金钢,先前电镀的零件以及铝都经过化学转化膜(例如化学膜)的处理,并使用磷酸盐或铬酸盐来形成保护性外表面。这些转化膜可为电镀零件和某些合金提供额外的保护膜。铝的铬酸盐和其他化学膜涂料具有良好的耐腐蚀性,是油漆的重要基础。