材料的表面處理工藝詳解，直觀易懂

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表面處理是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機(jī)械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。
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表面處理的目的是滿足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。我們比較常用的表面處理方法是，機(jī)械打磨、化學(xué)處理、表面熱處理、噴涂表面，表面處理就是對(duì)工件表面進(jìn)行清潔、清掃、去毛刺、去油污、去氧化皮等。今天我們就來了解下表面處理工藝。

常用表面處理的工藝有：
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真空電鍍、電鍍工藝、陽極氧化、電解拋光、移印工藝、鍍鋅工藝、粉末噴涂、水轉(zhuǎn)印、絲網(wǎng)印刷、電泳等。

  01.真空電鍍  
  R6 ~+ Y! e. u$ p7 d2 U——  Vacuum Metalizing  ——
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真空電鍍是一種物理沉積現(xiàn)象。即在真空狀態(tài)下注入氬氣，氬氣撞擊靶材，靶材分離成分子被導(dǎo)電的貨品吸附形成一層均勻光滑的仿金屬表面層。

" J& |3 {: G' S: h$ d7 J  K( R適用材料：

$ F$ W6 B6 @: `+ C  L5 i1、很多材料可以進(jìn)行真空電鍍，包括金屬，軟硬塑料，復(fù)合材料，陶瓷和玻璃。其中最常見用于電鍍表面處理的是鋁材，其次是銀和銅。
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8 }" k; j( }0 ~0 m' |. M2、自然材料不適合進(jìn)行真空電鍍處理，因?yàn)樽匀徊牧媳旧淼乃謺?huì)影響真空環(huán)境。

  a4 H3 b# Y8 _  i工藝成本：真空電鍍過程中，工件需要噴涂，裝載，卸載和再噴涂，所以人力成本相當(dāng)高，但是也取決于工件的復(fù)雜度和數(shù)量。

環(huán)境影響：真空電鍍對(duì)環(huán)境污染很小，類似于噴涂對(duì)環(huán)境的影響。
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  02.電解拋光  
/ W! N$ y5 }, s+ S5 |8 F——  Electropolishing  ——
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電拋光是一種電化學(xué)過程，其中浸沒在電解質(zhì)中的工件的原子轉(zhuǎn)化成離子，并由于電流的通過而從表面移除，從而達(dá)到工件表面除去細(xì)微毛刺和光亮度增大的效果。

# j- X2 {' M$ g. [適用材料：
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3 s7 b+ j* k* m) t- N# l( x& p1.大多數(shù)金屬都可以被電解拋光，其中最常用于不銹鋼的表面拋光（尤其適用于奧氏體核級(jí)不銹鋼）。

) |  D" u; j" y7 T% T2.不同材料不可同時(shí)進(jìn)行電解拋光，甚至不可以放在同一個(gè)電解溶劑里。
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工藝成本：電解拋光整個(gè)過程基本由自動(dòng)化完成，所以人工費(fèi)用很低。環(huán)境影響：電解拋光采用危害較小的化學(xué)物質(zhì)，整個(gè)過程需要少量的水且操作簡(jiǎn)單，另外可以延長(zhǎng)不銹鋼的屬性，起到讓不銹鋼延緩腐蝕的作用。

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03.移印工藝  
——  Pad Printing  ——

% B7 _* Z4 \% |: ^# {- R  {9 @1 U2 l  K* z能夠在不規(guī)則異形對(duì)象表面上印刷文字、圖形和圖象，現(xiàn)在正成為一種重要的特種印刷。
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; n9 h2 l& d9 [2 r1 r適用材料:

幾乎所有的材料都可以使用移印工藝，除了比硅膠墊還軟的材質(zhì)，例如PTFE等。

工藝成本：模具費(fèi)用低、人力成本低。

環(huán)境影響：由于此工藝只局限于溶解性油墨（其中含有害化學(xué)物質(zhì)），所以對(duì)環(huán)境影響很大。

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  04.鍍鋅工藝  
4 r, T- Q  ?: O4 [' ~( L——  Galvanizing  ——
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* I* J# @! D; J# w在鋼鐵合金材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防銹等作用的表面處理技術(shù)，表面的鋅層是一種電化學(xué)保護(hù)層，可以防止金屬腐壞，主要采用的方法是熱鍍鋅和電鍍鋅。
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/ R5 B* @( t: f. A& h適用材料：

! X4 T/ c3 O/ A6 y3 ^由于鍍鋅工藝依賴于冶金結(jié)合技術(shù)，所以只適合鋼和鐵的表面處理。

! ]6 n5 G+ m/ }工藝成本：無模具費(fèi)用，周期短/人力成本中等，因?yàn)楣ぜ谋砻尜|(zhì)量很大程度上取決于鍍鋅前的人工表面處理。

9 {; k' E' `& l# P' w; C環(huán)境影響：由于鍍鋅工藝增長(zhǎng)了鋼鐵件40-100年的使用壽命，很好地防止了工件的生銹和腐壞，所以對(duì)保護(hù)壞境有積極的作用。另外，鍍過鋅的工件在使用壽命到期后，可以重新送返鍍鋅槽，對(duì)液態(tài)鋅的反復(fù)利用不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)或物理廢料。
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05.電鍍工藝  
; ~; m' Z  g% P——  Electroplating  ——

+ ~- y* i) B/ L' f利用電解作用使零件表面附著一層金屬膜的工藝，從而起到防止金屬氧化，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性及增進(jìn)美觀等作用，不少硬幣的外層亦為電鍍。

4 O8 v/ u! E- U7 Z* ]適用材料：
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1.大多數(shù)金屬可以進(jìn)行電鍍，但是不同的金屬具有不同等級(jí)的純度和電鍍效率。其中最常見的有：錫、鉻、鎳、銀、金和銠。

2.最常用于電鍍的塑料為ABS。
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2 {* |, g  ]8 D* w5 ?3.鎳金屬不可用于電鍍接觸皮膚的產(chǎn)品，因?yàn)殒噷?duì)皮膚有刺激性且有毒性。

( g7 T  h+ k2 N' H& n工藝成本：無模具費(fèi)用，但需要夾具對(duì)零件進(jìn)行固定/時(shí)間成本取決于溫度和金屬種類/人力成本（中-高），取決于具體電鍍件的種類，例如銀器和珠寶的電鍍就需要極高的熟練工人進(jìn)行操作，因?yàn)槠鋵?duì)外觀和耐久性的要求很高。

& U, L# I" S2 R% d: X9 V# v( G$ ?環(huán)境影響：大量有毒物質(zhì)會(huì)被用在電鍍過程中，所以需要專業(yè)的分流和提取，以確保最小的環(huán)境影響。

06.水轉(zhuǎn)印  
——  Hydro Transfer Printing  ——

0 B8 |7 h5 V  ^- ?是利用水壓將轉(zhuǎn)印紙上的彩色紋樣印刷在三維產(chǎn)品表面的一種方式。隨著人們對(duì)產(chǎn)品包裝與表面裝飾要求的提高，水轉(zhuǎn)印的用途越來越廣泛。

  h# `( N9 j' e3 }5 G( ?適用材料：

7 n& c& ?( ]4 |" p- X所有的硬材料都適合水轉(zhuǎn)印，適合噴涂的材料也一定適用于水轉(zhuǎn)印。最常見的為注塑件和金屬件。

工藝成本：無模具費(fèi)用，但需要利用夾具將多件產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行水轉(zhuǎn)印，時(shí)間成本一般每周期不會(huì)超過10分鐘。
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/ J- x; p! P# y% h) s環(huán)境影響：和產(chǎn)品噴涂比較而言，水轉(zhuǎn)印更充分的應(yīng)用了印刷涂料，減少了廢料泄漏和材料浪費(fèi)的可能。

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07.絲網(wǎng)印刷  
——  Screen Printing  ——
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7 u5 t: k" ?& x) }8 ^, P" t% e通過刮板的擠壓，使油墨通過圖文部分的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到承印物上，形成與原稿一樣的圖文。絲網(wǎng)印刷設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，印刷、制版簡(jiǎn)易且成本低廉，適應(yīng)性強(qiáng)。
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: g0 i% H# C: B9 Q常見的印刷品有：彩色油畫、招貼畫、名片、裝幀封面、商品標(biāo)牌以及印染紡織品等。

8 V, j" \" K1 ^* W" R, Q, s( B適用材料：

幾乎所有的材料都可以絲網(wǎng)印刷，包括紙張、塑料、金屬、陶藝和玻璃等。
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工藝成本：模具費(fèi)用低，但是還是取決于顏色的數(shù)量，因?yàn)槊恳环N顏色都要單獨(dú)制版。人力成本偏高，尤其當(dāng)涉及到多色印刷。

環(huán)境影響：淺色絲印油墨對(duì)環(huán)境影響較小，然而含有PVC和甲醛的油墨具有有害的化學(xué)物質(zhì)，需及時(shí)回收和處理以防污染水資源。

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08.陽極氧化  
( A) a) v) S2 M! y' g——  Anodic Oxidation  ——

主要是鋁的陽極氧化，是利用電化學(xué)原理，在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3（氧化鋁）膜。這層氧化膜具有防護(hù)性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性。
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7 R  z- N& L$ B! r4 i9 I: N適用材料：
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鋁、鋁合金等鋁制品
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% M0 Z1 Q2 C8 D0 q/ m工藝成本：生產(chǎn)過程中，水、電的消耗是相當(dāng)大的，特別是在氧化工序。機(jī)器本身的熱耗，需要不停地用循環(huán)水進(jìn)行降溫，噸電耗往往在1000度左右。

環(huán)境影響：陽極氧化在能效方面不算出色，同時(shí)在鋁電解生產(chǎn)中，陽極效應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生對(duì)大氣臭氧層造成破壞性副作用的氣體。
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09.金屬拉絲  
8 n5 d% u% ~. W——  Metal Wired  ——

是通過研磨產(chǎn)品在工件表面形成線紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據(jù)拉絲后紋路的不同可分為：直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋。
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3 T- N. c0 q( W6 K適用材料：幾乎所有的金屬材料都可以使用金屬拉絲工藝。

7 R0 H, O) R, U$ ]8 W, D工藝成本：工藝方法簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)單，材料消耗甚少，成本比較低廉，經(jīng)濟(jì)效益高。
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5 s' u% u6 I) }環(huán)境影響：純金屬制品，表面無油漆和任何化工物質(zhì)，600度高溫不燃燒，不產(chǎn)生有毒氣體，復(fù)合消防環(huán)保要求。
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10.模內(nèi)裝飾  
——  In-Mold Decoration-IMD  ——
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5 c4 i1 z8 ?( A# Q4 X# ?是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內(nèi)，將成型用的樹脂注入金屬模內(nèi)與膜片接合，使印刷有圖案的膜片與樹脂形成一體而固化成成品的一種成型方法。
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適用材料：塑膠表面

" x6 N) I" w8 h: E工藝成本：只需開一套模具，能降低成本與工時(shí)高自動(dòng)化生產(chǎn)，制程簡(jiǎn)化，有一次注塑成型的工法，將成型與裝飾同時(shí)達(dá)成。
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5 {  r8 ^/ `: E9 W& E0 p環(huán)境影響：該技術(shù)綠色環(huán)保，避免了傳統(tǒng)的噴漆電鍍帶來的污染。
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