表面处理 第一篇 表面处理 ............................................................................................................................. 1 第一章 成品表面处理 ............................................................................................................. 2 1. 塑胶产品表面处理 ...................................................................................................... 2 1.1 印刷 .................................................................................................................... 2 1.2 涂料: ................................................................................................................... 9 1.3 镭雕 .................................................................................................................. 12 1.4 表面硬化 Hard Coating .................................................................................. 13 1.5 金属效果处理 .................................................................................................. 13 2. 金属表面处理 ............................................................................................................ 22 2.1 铝合金 .............................................................................................................. 22 2.2 镁合金 .............................................................................................................. 22 第二章 模具表面处理 ........................................................................................................... 24
第一篇 表面处理
表面处理概论
1. 表面处理( Surface Treatment )
表面处理的对象非常广泛，从传统工业到现在的高科技工业，从以前的金属表面到现在的塑料，非金属的表面。它使材料更耐腐蚀 ，更耐磨耗，更耐热，它使材料之寿 延长，此外改善材料表面之特性，光泽美观等提高产品之附加价值，所有这些改变材料表面之物理，机械及化学性质之加工技术统称为表面处理 (surface treatment) 或称为表面加工(surface finishing)。
金属表面处理(metal surface treatment)
金属经初步加工成型后需修饰金属表面，美化金属表面 ，更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程，称之为金属表面处理。或称之金属 表面加工(metal surface finishing)。
2. 表面处理的目的
表面处理的目的可以分四大类:
(1) 美观(appearance)。
(2) 防护(protection)
(3) 特殊表面性质(special surface properties)
(4) 机械或工程性质(mechanical or engineering properties)
3. 表面处理之重要性
表面处理工业虽然不是工业之主流，但只有透过表面处理，制品的特性及价值才能充份发挥出来。应用电镀(plating)，阳极处理(anodizing)，化成处理(convesion coating)，涂装(coating)等工业技术，达到防蚀，增进可焊性，润滑性，耐磨性，附着性及钢材防止渗碳等的多项目的。
所以表面处理为各种加工制造工业不可或缺的过 从传统工业到近代高科技,表面处理技术一直扮演非常重要性之角色.例如宇宙飞船,人造卫星,集成电路等之发展表面处理技术都有决定性之影响.由于表面处理对材料月异,带动相关科技工程之进步。
4. 表面处理技术之种类 从表面处理之特性可分为两大类:
表面形成：
_____ 机械法 __ 珠击法，切削，搪磨，撒砂，精磨，研磨，超加工。
_____ 冶金法 __ 表面硬化，(淬火，渗碳，氮化)，扩散皮膜法。
_____ 化学法 __ 电解研磨，酸洗，化学研磨，酸蚀雕刻。
表面披覆：
_____ 表面披覆__ 电镀，热浸镀，熔射镀，真空蒸着，阴极喷溅。
_____ 无机披覆__ 阳极处理，化成处理，着色，珐琅处理。
_____ 有机披覆__ 涂装，橡胶加衬，塑料加衬。
塑胶产品表面处理比较表：
方法 项目 电镀
彩色电镀
真空溅镀+UV 烤漆 I.M.D PU 烤漆
UV 烤漆
水转印
耐磨性 优良通过 优良通过 通过 通过 NG 通过 NG 硬度 >9H 5H 3H 4H 2H 3H 2H 耐溶剂 优良 优良 优良 优良 NG 优良 NG 抗紫外线 优良 优良 优良 通过 通过 优良 NG 表面细腻 优良 优良 普通 优良 普通 普通 普通 膜厚均匀 优良 优良 普通 普通 普通 普通 普通 金属感 优良 优良 普通 普通 普通 普通 普通 量产良 品率 普通 普通 优良 优良 优良 优良 优良 电子功能EMI ESD 优良 优良 需二次加工 需二次加工 需二次加工 需二次加工 需二次加工 灰尘毛 屑附着 不会 不会 会 会 会 会 会 价格 普通 贵 普通 普通 普通 普通 普通
第一章 成品表面处理 1. 塑胶产品表面处理 1.1 印刷
若需在工程塑料的表面上印字或图案时，有以下几种方法。
丝网印刷、曲面印刷、 丝印法 、电化铝烫印、渗透印刷、蚀刻印刷。
A. 丝网印刷 1. 简介 丝网印刷是一种古老，而又应用很广的印刷方法。根据印刷对象材料的不同可以分为：织物印刷，塑料印刷，金属印刷，陶瓷印刷，玻璃印刷，彩票丝印，广告板丝印，不锈钢制品丝印，丝印版画以及漆器丝印等。
2. 塑料丝网印刷 塑料件的丝印，是塑料制品的二次机工（或称再加工）中的一种。
塑料制品的种类繁多，但就印刷的方法而言，片材及平面体用平面丝印法；可展开成平面的弧面体用曲面丝印法；异形制品则用间接丝印法。塑料制品固树脂、添加剂及成型方法的不同，其表面性能的差别很大，尤其是表面的平滑性、极性及静电等问题。
塑料丝网印刷的应用范围：
1.ABS 塑料的丝网印刷。ABS 树脂塑料，是一种工程塑料。近年来广泛应用于电视机、计算器等产品以及国民经济许多领域。
2.电子产品塑料部件的外观面的丝网印刷。电子产品特别是数码相机、MP4、电视机等，对于外观的要求很高的。塑料丝印开发以后，为电子产品的装饰带来了方便。
3.塑料标牌的丝网印刷。近年来，塑料标牌及塑料成型后进行丝印图形文字的装饰部件发展很快。
4.软质、硬质塑料件的丝网印刷。
5.仪器面板的丝网印刷。
6.彩色涤纶标牌的丝网印刷。
3. 丝网印刷原理 其印刷的基本原理是：丝网印版的部分网孔能够透过油墨，漏印至承印物上；印版上其余部分的网孔堵死，不能透过油墨，在承印物上形成空白。传统的制版方法是手工的，现代普遍使用的是光化学制版法。这种制版方法，以丝网为支撑体，将丝网绷紧在网框上，然后在网上涂布感光胶，形成感光版膜，再将阳图底版密合在版膜上晒版，经曝光、显影，印版上不需过墨的部分受光形成固化版膜，将网孔封住 ，印刷时不透墨；印版上要过墨的部分的网孔不封闭，印刷时油墨透过，在承印物上形成墨迹，印刷时在丝网印版的一端倒入油墨，油墨在无外力的作用下不会自行通过网孔漏在承印物上，当用刮墨板以一定的倾斜角度及压力刮动油墨时，油墨通过网版转移到网版下的承印物上，从而实现图像复制。
4. 丝网印刷的特点 丝网印刷的特点很多，最根本的一点是印刷适应性很强。在所有不同材料和表面形状不同的承印物上都能进行印刷，而且不受印刷面积大小的限制。，所以也叫万能印刷法。
丝网印刷同其它印刷方法相比具有以下特点。
１、成本低、见效快。丝网印刷既可以机械化生产，也可以手动作业，它的投资可大可小，从数千元就可以从事个体手工生产，到上千万元兴建一个现代化网印厂。这种印刷方法所需设备和材料费用较其它印刷方法低，另外其制版方法和印刷方法也较简便。
２、适应不规则承印物表面的印刷。丝网版富于弹性，除在平面物体上进行印刷之外，还可以在曲面、球面或凹凸不平的异形物体表面进行印刷，比如各种玻璃器皿、塑料、瓶罐、漆器、木器等等，在平印、凸印、凹印方法所不能印刷的，它都能印刷。
３、附着力强、着墨性好。由于丝网版的特点，油墨透过丝网孔，直接附着于承印物表面。根据承印物材质的要求，既可用油墨印刷，也可用各种涂料或色浆、胶浆等进行印刷。而其它印刷方法则由于对油墨中颜料粒度的细微要求，而受到限制。
４、墨层厚实、立体感强。在四大印刷方法中，丝网印刷的墨层较厚实，图文质感丰富，立体感强。胶印墨层为 1.6 微米，凸印约为 5 微米，凹印的墨层约达到 12.8 微米，柔性版印刷的墨层厚度为 10 微米，而丝网印刷的墨层厚度可达到 60 微米。厚膜丝网印刷的墨层厚度可达到 1 毫米左右。
５、耐旋旋旋光性强、成色性好。如果按使用黑墨在铜版纸上一次压印后测得的最大密度范围进行比较的话，胶印为 1.4 凸印为 1.6 凹印为 1.8，而丝网印刷的最大密度值范围可达到 2.0。在印品的成色性方面，即使是印色彩相当浅淡的同一件彩色印品，丝网印刷的质感和色泽远远超过了胶印。
６、印刷对象材料广泛。可以是纸张、纸板、木材、金属、纺织品、塑料、软木、皮革、毛皮、陶瓷、玻璃、贴花纸、转印纸，以及各种材料的结合体，所以丝网印刷除了在印刷工业应用之外，还广泛地分布在印染、服装、标牌、无线电、电子、陶瓷和包装装潢行业。
７、印刷幅面大。现在平印、凸印、凹印和柔性版印刷都受到印刷幅面尺寸的限制，而丝网印刷却可以进行大幅面印刷。特别是目前随广告市场的迅速发展、网印大型户外广告印刷品在广告市场中所占比重日益增大。现在最大幅面的网印户外广告可达到 2.2 x 3.8 米和 2.2 x 4 米。
B. 曲面印刷 1. 简介 作为在塑料成型品的表面进行文字或图案的印刷方法，曲面印刷法常常被采用。曲面印刷是指用一块柔性橡胶，将需要印刷的文字、图案，印刷至含有曲面或略为凹凸面的塑料成型品的表面。
2. 曲面印刷的原理 曲面印刷是先将油墨放入雕刻有文字或图案凹版内，随后将文字或图案复印到橡胶上，再利用橡胶将文字或图案转印至塑料成型品表面，最后通过热处理或紫外线光照射等方法使油墨固化。
曲面印刷工艺：
1. 成型品的脱脂
2. 成型品的表面处理（必要时）
3. 印刷
4. 油墨的固化处理
5. 涂布过多等后处理（必要时）
印刷流程
1) 将油墨放入凹版内
2) 刮去过量的油墨
3) 挤压曲面取得油墨
4) 将曲面的油墨转印到成型品的表面
5) 清洗曲面、版面（必要时）
流程如上图所示
3. 前处理工艺 要想得到美观、耐久性的印刷品，则有必要对成型品进行前处理。前处理包括成型品表面的油脂及垃圾的清洗，以及为了改善油墨的润湿性和粘合性的表面处理。
前清洗（脱脂）：
采用有机溶剂清洗成型品表面渗出的油污。因为成型品的表面易受模具防锈剂、脱模剂、人的油脂，树脂的添加剂等的污染，导致油墨开裂，降低了油墨与成型品的密接性。特别是当出现印刷不均匀问题时，则表明成型品表面受污染的可能性极高。
表面处 理：
绝大多数的合成树脂与油墨的密接性不如金属和纸。为此有必要对成型品的表面进行适性处理。
4. 油墨固化处理
在多数情况下，采用某些方法使油墨固化。特别是工程塑料，为了防止受油或溶剂等的污染，仅靠单纯的干燥不能得到良好的印刷效果。为此，使用反应性的油墨可以提高树脂与油墨的密接性。
硬化处理方法则有热硬化处理与 UV 硬化处理二种。无论采用何种方法，都利用了油墨的化学反应性能，请务必选用合适的油墨
热固化处理：
1) 将印刷后的成型品放入恒温槽内，使印刷品被远红外线照射或热风加热，因热反应使油墨固化。通常温度控制在 60～100℃左右，有时温度也会达到 150℃左右。一般来说，固化的温度高，则可得到良好的印刷效果。但是，承印物为塑料成型品时，如果采用高温处理的话，则会引起成型品的收缩及变形。
此外，印刷后干燥不充分的话，加热会造成溶剂起泡。
UV 固化处理：
被印刷的成型品在特定波长的紫外线（UV）照射下，利用光化学反应使油墨固化的方法。
5.后处理工艺 为了提高印刷品的耐久性，有时会实施表面涂布等后处理。
表面涂布方法，一般以涂布热固化性或 UV 固化性的透明涂布液最为常见。
C. 电化铝烫印 1. 简介 电化铝烫印是利用专用箔，在一定的温度下将文字及图案转印到塑料制品的表面。
其优点在于该方法不需要对表面进行处理，使用简单的装置即可进行彩印。此外，还可以印刷出具有金、银等金属光泽的制品。
其缺点是印刷品不耐磨损，且树脂与箔的相溶性会影响其的印刷适性。
2. 电化铝烫印方法 适用于成型品形状的电化铝烫印方法有以下二种。
模压印：
利用热的模版将箔压印在成型品光洁的表面上（平面、曲面），从而得到精美的文字及图案的方法。
如图所示，将金属模版放在电热板上加热后使箔转移到成型品的表面。模印所用材料为不因加热而被氧化且热传导性较大的金属材料。
标准的模压印条件如下：
热板温度 ：
夺钢
160～180
Duranex
180～220 压力 ：
0.39～0.58Mpa
加压时间
：
0.6～1.0 秒
橡胶压印
由橡胶等所制成的箔加热后压印至凸面的方法。
如图所示，将耐热橡胶板（硅胶）贴在加热板上，加热后将箔转印到成型品表面。在选用橡胶压印时，必须对箔的种类、压箔条件进行选择。
此外，由于与箔相接触部分是选用热传导性较低的橡胶，故电热板的设定温度要高于模压印，一般为 230～240℃左右。我们必须依照不同的模压材料相应地提高温度。
在对凸部进行电化铝烫印时，对温度、加压条件的控制比较困难，有时不一定能得到精美的制品。为此，用铝箔来替代橡胶箔是一种比较有效的方法。所以，在对凸部进行电化铝烫印，必须做好充分讨论。
3. 电化铝烫印 电化铝烫所用的专用箔，通常是有不同种材料叠加组成的。目前箔的种类繁多，请根据自行需求向箔的生产厂家提出谘询。
D. 渗透印刷 由于渗透印刷是采用具有升华性能的特殊油墨，使油墨渗透到成型品内部的印刷方法，故比较适用于有耐磨损要求的场合。由于 采用的是特殊的油墨，所以在转印方法上没有问题。转印
方法可分为直接法及热转印法二种。无任采用何种方法，印刷后通过加热处理使油墨渗透至成型品内部 30～50μm。
(1) 选择油墨
升华性油墨与一般油墨不同，且在种类与颜色上均受限制，目前仅有黑、红、黄、蓝四种颜色。但没有白色，请务必注意。
(2) 转印方法及工艺 a) 直接法
象曲面印刷一样，采用普通的油墨及印刷方法。加热后使其冷却，并必须用溶剂清洗表面上过多的油墨。
各材料的加热时间如下：
夺钢：150 、5 分钟左右
Duranex：150 、10 分钟左右
Fortron．Vectra：无使用范例 b) 热转印法
事先用升华性油墨将图案印刷于特殊的离型纸上，而后再将图案转印到塑料薄膜上，印刷图案在离型纸的印刷时已被确定，这时还可以使用彩印。
将离型纸粘贴在印刷表面后，于纸面上加热并适当加压，离型纸上的染料会渗透至成型品的内部。
E. 热转印 • 热印转写纸是从英文 HEAT TRANSFER PAPER 翻译过来；原理是用热力把图案或花纹从胶膜或纸膜转印到工作表面。转印或烫印过程，只需对被印物烫印一次，便可把多种颜色图案转印在胶件上。这样可以减低胶件不良率。
• 水转印 正转水转印 转贴方法: A.将图形剪下，撕去离性膜，浸入温水中 B。20 秒后发现图案可以在纸面上滑动时，用拖拉方式将图形贴在产品表面。对准位置后用擦胶皮均匀刮
掉图形水分，再用干净吸水纸擦干水分 c。充分干燥后，喷光油
1.2 涂料:
涂料 喷漆涂装为目前电子产品最为广泛应用技术,其创新及演进如下,当塑料材料尚未流行喷漆涂装时,塑料成型注重于成型之合胶线,但因受制于塑料之基本特性虽有改善,但始终未尽理想,而有于素材表面轻喷涂同为素材颜色之涂料以解决流痕线及合胶线之问题.但其虽解决某些产品之问题,但确无法满足如行动电话如影随行之产品规格,而最早使用喷涂技术应用于产品线为行动电话大厂 Nokia,技术经由另一厂商 Motorola 发扬光大,其定制规格而始全球制造商将之内部规则成为喷涂甚至使用其它非喷漆工法,亦适用其规格.塑料表面之涂装规格既由此得之。
一、涂料组成
涂料系用来保护物体表面,并增加其外观、圆滑、美感，且对太阳光线、水份、汽油等所生的铁锈、腐蚀作用具有防止的功能。由于最近合成树脂发达，涂装机器日新月异地发展，新颜料开发，大大地提高了涂料价值。
涂料：基本上由三种主成份混合成液体，即树脂、颜料及溶剂，另外，尚有涂料添加剂。
涂料基本组成
１.树脂 ２.颜料(Pigment ,赋予涂膜颜色)
３.溶剂(Solvent, 作溶解用) 1.树脂(Resin)
将颜料与颜料连接并赋予涂膜光泽与硬度,即为树脂,其种类如下:
天然树脂：
松脂(Rosin),虫胶(Shellac),
生漆(Urnshiol)
合成树脂：乙烯系
醇酸树脂(Alkyd)
不饱和聚元酯(Polyester)
尿素树脂(Urea Resin)
胺基树脂
三聚氰胺树脂(Melamine Resin)
酚树脂(Phenolic Resin)
环氧树脂(Epoxy Resin)
聚
酯树脂(Polyurethane)
压克力树脂(Acrylic Resin)
硅树脂(Silicone Resin)
其中所用合成树脂占涂料中 90％以上。
2. 颜料(Pigment) 赋予涂膜色彩,且具有遮盖下涂的能力者,即为颜料。颜料分类:
着色颜料—赋予涂料色彩¸遮盖力。
体质颜料—具有充填性、耐研磨性¸用于中涂。
防锈颜料—抑制锈的发生,用于下涂。
3. 溶剂(Solvent)
可使树脂溶解,将树脂及颜料容易混合成透明液体。溶剂与涂装时调合涂料所用的稀释剂(Thinner)有所
差别。
溶剂是具有单独能将某种物质完全溶解的化学品,装在涂料桶混入涂料内即是溶剂, 而
将涂料稀释用的 Thinner,即是由数种溶剂组成的稀释剂,俗称香蕉水。
稀释剂由各种溶剂所组成,依据涂料的种类,蒸发的速度、溶解力,配成许多种类的稀释剂。
硝化棉喷漆(Nitro Cellulose Lacquer)使用喷漆稀释剂,压克力烤漆使用压克力烤漆稀释剂,聚尿酯涂料使用聚尿酯稀释剂,喷磁漆使用喷磁漆稀释剂。
若喷漆涂料使用喷磁漆稀释剂,则涂料不溶解,若以喷漆稀释剂溶解聚尿酯涂料,虽可溶解,但涂膜会有气泡,针孔的发生,无法得到美观的涂膜。
下列为代表性的稀释剂的组成。喷漆稀释剂分类: 碳氢类(甲苯 二甲苯) 酯类
(丁酯 乙酯) 醇类
(丙醇 丁醇) 酮类
(甲乙酮 丁酮) 醚类
(丁基纤维剂 乙基纤维剂 )
三聚氰胺烤漆稀释剂分类: 碳氢类(甲苯 二甲苯) 醇类
(丙醇 丁醇) 醚类
(丁基纤维剂 乙基纤维剂 )
压克力烤漆稀释剂分类: 碳氢类(甲苯 二甲苯) 酯类
(丁酯 乙酯) 醇类
(丙醇 丁醇) 醚类
(丁基纤维剂 乙基纤维剂 )
因此,须依涂料的种类、气温、湿度,选择专用的稀释剂。
4. 涂料用添加剂
涂料成份除了树脂、颜料、溶剂外，尚须加入其它添加剂(Additives)以改善涂料与 涂膜的性能，这些添加剂宜视涂料的种类与发生的现象而慎重选用。
醇酸树脂(Alkyd)涂料及油性涂料以熟炼油为展色剂须用干燥剂(Driers)涂料分散时 又须用分散剂(Dispersing agents)，平坦剂、防沉剂、增粘剂、防结皮剂、颜色分离防止剂等，硝化纤维素涂料须用可塑剂，有些添加剂视情况而添加。
UV 涂料 UV 涂料为何物？ UV 就是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文简称. 工业用的 UV 波长以 200nm 到 450 nm 为其应用范围. 用 UV 来照射"UV 照射可硬化的材料" 而使它硬化的制程, 我们称之为"UV Curing Process" . UV 涂料使用发展迅速，因为它具有以下特点：
一、UV 涂料的涂装优越性 1、固化速度快，生产效率高，固化机理属一种自由基的链式反应，交联固化在瞬间完成，所设计生产流水线速度最高可达 100 米/分钟，工件下线即可包装，属于绿色环保型涂料，与传统烘干型涂料相比使用 UV 涂料的效率是其 15 倍以上； 2、常温固化，很适合于塑料工件，不产生热变形； 3、节省能源，UV 涂料靠紫外光固化，一般生产线能耗在 50KW 以内，与传统烘干型热固化涂料相比，能量消耗约为其 1/5； 4、环境污染小，UV 涂料 VOC 含量很低，是公认的绿色环保产品；
5、涂层性能优异，UV 涂料固化后的交联密度大大高于热烘型涂料，故涂层在硬度、耐磨、耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等溶剂各方面的性能指标均很高；特别是其漆膜丰满、光泽尤为突出； 6、涂装设备故障低，由于 UV 涂料没有紫外线辐射不会固化，因而不会堵塞和腐蚀设备，涂覆工具和管路清洗方便，设备故障率低； 7、固化装置简单，易维修，加上与之相关的设备总体比传统涂料设备占用空间小，设备投资低。
UV 固化涂料是二十世纪末流行于西方、日本等地的一个时尚品种。最早应用 于手机、DVD、随身听外壳的表面涂装处理，其应用领域现进一步扩展到化 妆品、电视机及电脑等等家用电器领域。
二、缺点--涂料对灰尘敏感，因而对施工环境要求严格。
1.3 镭雕 1. 何谓镭雕
镭雕技术是利用激光所持有的高能源，直接将文字、图案打印至材料表面的印刷方法。我们可以依据所使用的激光种类（波 长）或打印方式，分成数种类型。与一般的油墨印刷相比较，由于不需要周边设备，所以也就不需要使用溶剂，因此，镭雕技术是属于环保型的装饰技术。此 外，它利用制品本身的质变进行雕刻，印刷品因不易被磨损而备受瞩目。
2. 镭雕的特征 镭雕法有以下几种特征。
由于不使用油墨与溶剂，也不需要进行清洗或表面处理，故不需要周边设备、保管设备、废溶剂等处理设备，成本低。
由于使用激光进行打印，因此可描绘出精致的图案与细小文字。但不适用于涂布或粗体字。
特别是扫描式，由于受电脑的控制，可自由描绘，并可针对每一种产品的不同文字进行自动打印。
色彩与清晰度会受激光种类（波长）与印字材料的组合所影响，可印刷的颜色也是有限的。由于其印刷原理与黑白印刷相似，因此无法进行多色或彩色印刷。
目前的镭雕设备价格昂贵，成本高。
由于是雕刻印刷，耐磨损性好。
3.
镭雕原理 镭雕是利用下列工序进行配色、雕刻，将图案或文字印刷在承印物上。
1. 激光会被照射物所吸收。
2. 被吸收的激光能量会转为热能或引起光化学反应。
3. 被照射部分会因受热或化学反应，而分解、蒸发、碳化、变色、发泡。
4. 由于周边及颜色与表面状态不同，因此我们可以清晰地看到文字或图样。
激光所产生的作用，会因激光波长或照射物质而异。有时也会因激光波长与照射物质不相吻合，不发生任何变化。
4. 激光机的种类 镭雕装置（激光机）有以下几种方式。
1. 依据激光发光装置的不同而分类
o 二氧化碳激光机
o 钇铝石榴石激光机
o 激太原子激光机
o 高频钇铝石榴石激光机
2. 依据打印方式的不同分类
o 扫描式激光机
o 屏蔽式激光机
1.4 表面硬化 Hard Coating 塑胶表面硬化有两种技术：在塑胶表面喷涂硬化层和使用化学药剂将塑件浸泡烘干硬化. 现在的一般手机厂都是使用在塑胶表面喷涂硬化层的方法。一般需要表面硬化的零件是液晶屏部位，因为其表面有透明，防刮及硬度的要求。（表面耐磨为 RCA 50 CYCLES,硬度需于铅笔测试 3H 以上）。使用的材质是压克力(PMMA)其硬度达 3H 以上硬度，而 PC 则达不到 3H 之硬度。
其缺点：其表面易沾油污表面经硬化后非为光滑而有毛细现象,且表面印刷油膜不易附着,成品之不良率亦随之升高。
工艺：在一块大的压克力板上经过硬化处理，然后按照产品设计的要求切割。
1.5 金属效果处理 如表面需有金属光泽时，有以下几种方法。
电镀、喷镀、金属喷涂、电化铝烫印。
电镀分为蒸镀（真空电镀）和水电镀
A. 电镀 1.电镀之定义
电镀(electroplating)被定义为一种电沉积过程(electrodepos- ition process)，就是利用电解的方式使金属附着于物体表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的。简单的理解，是物理和化学的变化或结合。其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。例如赋予产品以金属光泽而美观大方。
2.电镀之目的
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗、提高 导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性、热处理之防止渗碳、氮化 、尺寸错误或磨耗之另件之修补。
电镀原理
3.电镀件的结构设计注意点：
1) 基材最好采用电镀级 ABS 材料，ABS 电镀后覆膜的附着力较好，同时价格也比较低廉。
2) 塑件表面质量一定要非常好，电镀无法掩盖注射的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显。
3) 电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响
电镀件的厚度按照理想的条件会控制在 0.02mm 左右，但是在实际的生产中，可能最多会有 0.08mm 的厚度，所以在有滑动配合的位置上，单边的间隙要控制在 0.3mm 以上，才能达到满意的效果，这是我们对电镀件配合时需要作的关注。
4) 表面凸起最好控制在 0.1~0.15mm/cm，尽量没有尖锐的边缘。
5) 如果有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的一半，负责不要对孔的底部的色泽作要求。
6) 要采用适合的壁厚防止变形，最好在 1.5mm 以上 4mm 以下，如果需要作的很薄的话，要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。
7) 在设计中要考虑到电镀件变形，由于电镀的工作条件一般在 60 度~70 度的温度范围下，在吊挂的条件下，结构不合理，变形的产生难以避免，所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注，同时要有合适的吊挂的位置，防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害。另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在,由于两者的膨胀系数不同,在温度升高时,电镀液体会渗到缝隙中,对塑件结构造成一定的影响。
8) 要避免采用大面的平面。
塑料件在电镀之后反光率提高，平面上的凹坑、局部的轻微凹凸不平都变得很敏感，最终影响产品效果。这种零件可采用略带弧形的造型。
9) 要避免直角和尖角。
初做造型和结构的设计人员往往设计出棱角的造型。但是，这样的棱角部位很容易产生应力集中而影响镀层的结合力。而且，这样的部位会造成结瘤现象。因此，方形的轮廓尽量改为曲线形轮廓，或用圆角过渡。造型上一定要要求方的地方，也要在一切角和棱的地方倒圆角 R=0.2~0.3 mm。
10) 不要有过深的凹部， 不要有小孔和盲孔，这些部位不仅电镀困难，而且容易残存溶液污染下道工序的溶液。像旋钮和按钮不可避免的盲孔，应从中间留缝。
11) 要考虑留有时装挂的结点部位. 结点部位要放在不显眼的位置。可以用挂钩、槽、缝和凸台等位置作接点。
12) 厚度不应太薄，也不要有突变。
太薄的零件在电镀过程中受热或受镀层应力的影响容易变形.厚度的突变容易造成应力集中，一般来说厚度差不应超过两倍。
13) 标记和符号要采用流畅的字体，如：圆体、琥珀、彩云等。因多棱多角不适于电镀。流畅的字体容易成形、电镀后外观好。文字凸起的高度以 0.3~0.5 为宜，斜度 65 度。
14) 如果能够采用皮纹、滚花等装饰效果要尽量采用，因为降低电镀件的反光率有助于掩盖可能产生的外观缺陷。
15) 尽量不要采用螺纹和金属嵌件，以免电镀时为保护螺纹、嵌件而增加工序。
3. 局部电镀要求的实现
在我们的设计中常常要求在塑件表面的不同部位实现不同的效果。我们通常采用以下四个方法来实现这种效果：
1）．拆成小件。不同的效果部位分别做成一个小零件，最后装配在一起。在形状不太复杂并且组件有批量的条件下的情况下，开一套小的模具注射的费用会形成比较明显的价格优势， 2）．加绝缘油墨。如果是在不影响外观的局部要求不电镀，通常可以采用加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工，这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜，达到要求。其实这是我们在设计中常常涉及到的一个部分，因为电镀后的制件会变硬变脆，是我们不希望得到的结果，所以尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不希望被电镀上的部分，因为我们需要它有充分的弹性，局部电镀在这个时候就非常必要。在另外的情况下也常用到，类似于 PDA 这类的轻巧的制品，一般电路板直接固定在塑胶壳体上，为了防止对电路的影响，通常在同电路有接触的部分均进行绝缘处理，这时多采用油墨的方式来进行电镀前对局部的处理。
3）．类似双色注塑的工艺。一般如果有双色注射机，可以将 ABS 和 PC 分不同的阶段注射，制成塑件后进行电镀处理，在这样的条件下，由于两种塑胶对电镀液的不同附着力导致 ABS 的部分有电镀的效果而 PC 的部分没有电镀的效果，达到要求。
4）. 二次注射。就是将制件分成两个部分，首先将一个部分进行注射后进行电镀处理，将处理后的制品再装入另外一套模具中进行二次注射得到最终的样品。
5.混合电镀效果对设计的要求
我们在设计中常常采用高光电镀和蚀纹电镀的效果共同作用在一个制品上得到特殊的设计效果，通常在设计中建议采用较小的蚀纹，这样效果会比较好，但这样的设计时，为了不会使蚀纹的效果被电镀所掩盖，有时会电镀两层后就不进行电镀，这样的后果是电镀第二层的镍会比较容易氧化变色，影响设计的效果。
B. 喷镀 概论 喷镀象电镀或蒸镀一样，是在树脂等表面涂布金属薄膜的手法之一。
喷镀是让加速离子与金属发生碰撞，在反作用力的作用下使释放出的金属原子附着在树脂的表面。
尽管喷镀与蒸镀在技术上非常相似，但蒸镀是在减压容器内，使加热、蒸发的金属蒸气附着在树脂表面；而喷镀是让加速离子与金属发生碰撞，在反作用力的作用下使释放出的金属原子附着在树脂的表面。
由于金属原子的能量低于蒸镀能量，即使是耐热性较差的树脂材料，在其表面亦可生成稳定性良好的金属薄膜。此外，还可生成合金、高熔点的金属膜。
因需要大型中间电极，故，极少看到喷镀金、银这样价格昂贵金属的范例。
喷镀工艺 脱脂处理
用丙酮或酒精进行清洗
２. 表面处理 （必要时）
电晕放电处理，紫外线照射处理等
３. 底面涂布／硬化处理（必要时）
藤仓化成（株）EXP1440A 等
４. 喷镀工艺
电极所用材料为 Al、SUS304，其它等
５. 表面涂布／硬化处理（必要时）
EXP1506、ET5406A 等
脱脂与表面处理的必要性 在喷镀的工艺中，真如以后要说的那样，在许多情况下都必须实施底面涂布处理。底面涂布及硬化处理只是为涂布做准备。特别是象夺钢这样与涂料的密接性较差的材料，通过表面处理可以使材料的润湿性得到改善。
底面涂布的必要性 为了得到精美的喷镀膜，有时必须进行底面涂布处理。进行底面涂布处理可以得到以下的效果 改善树脂与喷镀膜之间的密接性
将成形品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面
无任是为了得到反射镜作用而实施喷镀，还是对密接性较低的夺钢进行喷镀时，都必须进行底面涂布处理。本公司的产品中 Fortron 与金属膜的密接性较高，若不需要制品的表面如镜面一样时，则可省去底面涂布处理。（这时喷镀表面会依存于成形品的表面）
底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。如一般的涂料一样，可以使用喷枪进行喷涂。
表面涂布的必要性 采用喷镀方法得到的金属薄膜相当的薄，此外，因金属氧化等化学反应引起金属薄膜生锈或变色，最终导致金属薄膜的损坏。特别是想铝这样比较软的金属，因磨损等原因导致金属薄膜受伤，严重时会出现剥离。
为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布
处理(或过量涂布)。表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。
表面涂布的应用例。在银色铝喷镀膜上涂布黄色，即可得到如黄金一样的外观。
样本 ：脚踏车变速机链轮 标的物：镍铬合金
C. 真空蒸镀法 1.概论 真空蒸镀法是在高真空下为金属加热，使其熔融、蒸发，冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法。
加热金属的方法：有利用电阻产生的热能，也有利用电子束的。
在对树脂实施蒸镀时，为了确保金属冷却时所散发出的热量不使树脂变形，有必须对蒸镀时间进行调整。此外，熔点、沸点太高的金属或合金不适合于蒸镀。
2.真空蒸镀工程
脱脂处理 用丙酮或酒精进行清洗
２. 表面处理（必要时）电晕(corona)放电处理，紫外线照射处理等
３. 底面涂布／硬化处理（必要时）
４. 真空蒸镀工艺
蒸镀用金属为 Al、金等
５. 表面涂布／硬化处理（必要时）
脱脂与表面处理的必要性 在真空蒸镀的工艺中，真如以后要说的那样，在许多情况下都必须实施底面涂布处理。底面涂布及硬化处理只是为涂布做准备。特别是象夺钢这样与涂料的密接性较差的材料，通过表面处理可以使材料的润湿性得到改善。
底面涂布的必要性 为了得到精美的蒸镀膜，有时必须进行底面涂布处理。进行底面涂布处理可以得到以下的效果 改善树脂与蒸镀膜之间的密接性
将成形品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面
无任是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。本公司的产品中 Fortron 与金属膜的密接性较高，若不需要制品的表面如镜面一样时，则可省去底面涂布处理。（这时，蒸镀表面会依存于成形品的表面）
底面涂布工艺基本与涂布工艺相似。如一般的涂料一样，可以使用喷枪进行喷涂。
表面涂布(top coat)的必要性 由真空蒸镀所产生的金属薄膜相当的薄，为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理(或过量涂布)。
表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。
塑胶电镀
真空电镀与水电镀比较：
项目 UV 真空电镀
Aluminum Vacuum Metalizing
Plus UV Coating 水电镀
Electroplating 原理
涂层整体厚度 20～25um 20～30um 镀膜 一般用铝，对镀膜材质限制较小
一般只有铜﹑镍﹑铬等少数金属 外观效果 较闪光﹑色较亮 较平坦﹐色较暗
适合底材 大多数塑料都可以进行真空电镀 推荐使用电镀级 ABS 适合塑件外形 较细件﹐弯位较小 较大件﹐弯位较多 前处理 超声波清洗 超声波清洗 一般需喷底漆及面漆(一般为UV) 需做一系列化学前处理 需做 MARK 治具 对不需电镀的区域用绝缘漆涂盖 生产率 20 至 30 分钟 1 至 2 小时 全自动生产线 不能全自动化 表面加色 面漆加色精﹐无需额外工序 需要额外工序﹕1.电泳漆。2.双组份PU 漆 价格 便宜 贵 对环境污染 较轻微 较严重
电镀效果介绍 1.高光电镀 高光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光，注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果。
2.亚光电镀 亚光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光，注射出的塑件采用亚铬处理后得到的效果。
4. 珍珠铬
珍珠铬电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光，注射出的塑件采用珍珠铬处理后得到的效果。
4.蚀纹电镀
蚀纹电镀的效果的实现通常要求模具表面处理出不同效果的蚀纹方式后，注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果。
5.局部电镀
通过采用不同的方式使得成品件的表面局部没有电镀的效果，与有电镀的部分形成反差，形成独特的设计风格。
6.彩色电镀
通过采用不同的电镀溶液，在电镀后塑件表面沉积的金属会反射出不同的光泽，形成独特的效果。
2. 金属表面处理 2.1 铝合金 拉丝
拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。
直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有靠现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。
乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。
波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。
旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。
螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成 60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。
砂面 亮面 2.2 阳极处理 2.3 镁合金
A. 喷砂(Sand Blasting)处理 喷砂(Sand Blasting)处理在金属表面的应用是非常普遍的，原理只是将加速的磨料颗粒向金属表面撞击，而达至除金秀、去毛刺、去氧化层或作表面预处理等，它能改变金属表面的光洁度和应力状态。而一些影响喷砂技术的参数是需要留意的，如磨料种类、磨料粒度、喷射距离、喷射角度和速度等。除了喷砂处理外，抛丸处理亦是其中的一个很好选择，本文将会为大家介绍此两项金属表面处理技术和在镁合金件的应用，希望令读者有进一步的了解。
喷砂工艺的好处 喷砂工艺可分为气压喷枪及叶轮抛丸两种，而喷砂工艺的优点在于它能够除披峰、去除在压铸、冲压、火焰切割和锻压后的毛刺，对较薄工件及有毛孔的毛刺效果更好，它可清理砂铸过程残余的砂粒、清理铸铁件或钢材的锈渍、清理热处理、烧悍、热锻、辗压等热工序后的除氧化皮。另外，在涂层应用上，它可把现有的涂料或保护层除去，在覆盖铸件上的缺陷如龟裂或冷纹，提供光泽表面。再加上于表面应力上，它能提供一致性的粗化表面，上油及喷涂效果，在高应力的金属件如弹簧和连接杆经局部被不断敲打，会产生变形并呈现强化现象。此强化效果是需要使用圆形磨料如不金秀钢丸，在高能量的抛丸机或专用强力喷砂机中使用。如要测定机器的表面强化效果，可把 Almen 测试工件进行抛丸或喷砂处理，然后测出变形量是否符合要求。
气压喷枪的原理 喷枪的气压输入主要分直接压力缸(Direct Pressure Vessel)及间接注射式(Pressure Injection)。直接压力缸将磨料放于压力罐，并施以 6-7bar 大气压力，直接喷出磨料。它的好处是压力大，缺点是当要添加压力罐内的磨料时需要暂停操作。但如需要长时间连续喷砂而不受间断，可使用双压力缸设计，使添加磨料不必停止操作。而间接注射式则利用高速气流吸入磨料，它的好处是添加磨料时不会干扰正常生产，设备简单及投资小，因此最为普遍。
在各喷砂机类型中，最简单的是密封喷砂室式的，操作人员可透过橡胶手套持着工件，脚踏喷枪开关，透过窗口观察喷砂过程，这类喷枪常与叶轮抛丸共同使用，喷枪一般与工件距离150-200mm，处理直径范围约 30mm。其次，喷砂亦可分为干式和湿式的，例如真空吸回型(Pressure Vacuum)是属于直接压力型和干式的，它直接吸回磨料，主要用于现场维修工作。
而湿式喷流型(Wet pressure)是属于间接注射式的，它利用液体(水或油性液体)与幼细磨料混合作喷砂步骤，能提供较细致的表面质感。但湿式喷砂有不少缺点，如不适宜于黑色金属工件，因较易造成腐蚀，亦不可使用钢丸作磨料，处理时间较长。所以如工艺参数控制良好，
干式喷砂亦可达致大部分湿式喷砂的效果，除非是一些特别工艺或效果。
B. 抛丸的原理 抛丸是靠叶轮高速旋转，将在叶轮中心的磨料，经过调流块(Regulator)及叶轮推动器(Impeller)预加速，送入叶片区再将磨料高速抛出，速度可超过 100m/s，由于抛丸覆盖范围较大，所以不需利用气压，能源效益远高于喷枪。叶轮是抛丸机的心脏，由电动马达直接或间接驱动，每家叶轮生产商均有独特的设计，主要分为单碟和双碟叶轮。
每片叶轮可装上 4 至 8 块叶片。单碟叶轮较轻及设计成弧形叶片；双碟式叶轮较重，但较易装卸叶片及准确控制抛出磨料。叶片的形状有直身或弧形设计，直身叶片设计简单，可独立装卸，虽然这种叶片设计可清理的范围(见下文)较小和抛出速度较低，但由于成本低，因此较为普遍。弧形叶片较难装卸和成本较高，但可清理的范围较大及抛出速度较高。
另外，叶轮在抛丸室的摆放位置亦很重要，如覆盖范围、与工件距离、工件移动范围、受磨料二次反弹或其它叶轮的相互覆盖范围、保养更换的方便性等。经验显示倾斜的叶轮对工件覆盖较好，而数个小功率叶轮较一个大功率叶轮在运作时会较灵活和效果更佳。抛丸工艺损耗性很高，其中包括叶轮和内衬钢板等会较易磨损，因此它们的寿命对生产工序很重要。高铬铸钢叶轮如使用 48HRC 硬度的钢砂，寿命约为 800 小时，钢丸则为 1500 小时。加硬了的叶轮寿命可达 4000 小时。
第二章 模具表面处理 1. 咬花 1.. 咬花的目的
增进塑料零件的外观质感使产品呈现多变化或全新的设计 • 咬花系指将所需花色以化学蚀刻的技术，将模具中的模仁(大多为母模面)进行蚀刻的一种工艺。
2.咬花作业流程 • 模具入厂 • 清洗模具 (整块模仁清洗干净) • 模具喷漆(保护作用)
• 晾干 (时间约 6~8 小时) • 修割胶带 (欲咬花处割开) • 蚀刻咬花 (控制时间及深度) • 喷砂 (控制光泽度) 3.咬花分类 1) 喷砂 2) 化学蚀刻
其中化学蚀刻又分为梨地、皮纹和线.柄纹.几何图形.木纹.发线三类。
最浅的咬花深度是 2umm,常被使用在压克力的表示窗,防止光线乱射及防止反射等加工处理。最深的咬花是 3mm，仿大理石，常被用在浴室的磁砖。
良好的咬花是: 1.与设计相调和. 2.赋予价值感. 3.均等划一的加工 5.成形寿命长 6.价廉,交货快 7.维修简单
4.咬花深度与拔模斜度的关系
具体请参考附录
2. 电铸
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