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一文看懂,金属材料及表面处理技术

浏览:217 发表时间:2020-06-24 09:43:50

金属类材质在现有的各类产品上运用越来越多,因为金属类材质更能体现产品品质、凸显品牌价值,而在众多金属类材质中,铝因为它的易加工、视觉效果好、表面处理手段丰富,首当其冲的被各个厂家采用,铝型材表面处理主要分为:喷砂(形成哑光珍珠银面)、抛光(形成镜面)、拉丝(形成类似缎面效果)、电镀(覆盖一层其他金属)、喷涂(覆盖其他非金属涂层)。

一文看懂,金属材料及表面处理技术

长期以来,金属材料一直是最重要的结构材料和功能材料。钢铁、铜合金、铝合金、镍合金等都是最重要和最广泛应用的传统金属材料。

一文看懂,金属材料及表面处理技术

在钢、铁和合金为代表的现代工业社会,金属材料在各类产品上运用非常广泛。金属材料以其优良的力学性能、加工性能和独特的表面特性,成为现代设计中的一大主流材质。也因多数金属材料有着易加工、视觉效果好、呈现出的设计感强烈、表面处理手段丰富,首当其冲也受到了设计师们的喜爱。

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金属材料的分类


金属材料黑色金属铸铁(含碳量2.11%~4.0%)
钢(含碳量0.02%~2.11%):碳素钢、合金钢(含特殊合金钢)

工业纯铁(含碳量不超过0.02%)

有色金属铝及铝合金
铜及铜合金

其他有色金属:镁和镁合金、钛和钛合金、 锡和锡合金等

特殊金属非晶态金属、高强高模铝锂合金、形状记忆合金、减震合金、超塑金属、储氢合金、超导合金等

金属材料的表面装饰技术


在对金属材料进行表面处理之前,金属材料的表面有一些瑕疵,这些瑕疵的处理就需要用到前处理(预处理)工序,以使物件达到可进行表面处理的状态。

前处理的工艺和方法很多,常用工艺主要为:机械处理、化学处理、电化学处理。

机械处理:如切削、研磨、喷砂等加工清理物件表面的锈蚀和氧化皮等,将表面加工成平滑、或具有凹凸模样;

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化学处理:清理物件表面的油污、锈蚀、及氧化皮等。

电化学处理:则主要用于强化化学除油、浸蚀的过程,有时也用于弱浸蚀时活化金属制品的表面状态。

金属材料的表面处理技术

表面处理技术是产品美观的必备手段,对物件(产品)起到保护和美化产品外观的作用,主要分有:着色工艺和肌理工艺。

一文看懂,金属材料及表面处理技术

表面着色工艺

金属材料的表面着色工艺是采用热处理、机械、化学、电解等方法,为物件表面镀上各种色泽的表面层。

化学着色:将经过氧化处理过后的金属材料,浸入到有机/无机染料溶液中,染料渗入金属表面氧化膜的空隙中,发生化学、或物理作用从而实现着色。

电解着色:在特定的溶液中,通过电解处理方法,使金属表面发生反应而生成带有颜色的膜层。过程中,金属阳离子会渗入到金属表面的氧化膜空隙中,从而使氧化膜产生不同的色系。而色系根据所用材料的调配而定,常见的是红、青、蓝,以及青铜色系、棕色系、灰色系等。

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阳极氧化着色:英文名叫Anodizing。在特定的溶液中,以化学或电解的方法进行处理,生成媳妇染料的膜层,在染料的作用下着色。阳极氧化的染色色彩艳丽,色域宽广,但目前应用范围仅限于铝、锌、镉、镍等几种金属材料。

微弧氧化着色:英文名叫Microarc oxidation,MAO。是在电解质溶液中施加高电压,在材料表面原位生长陶瓷氧化膜的过程。由于氧化液大多采用碱性溶液,对环境污染小。微弧化膜具备了阳极氧化膜和陶瓷喷涂层两者的优点,这项技术工艺被认为是阳极氧化的替代技术。目前应用范围仅限于铝、镁、钛等几种金属材料。

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镀覆着色:采用电镀、化学镀、物理镀等方法,在金属表面沉积金属、金属氧化物或合金等,形成具有金属特性的均匀膜层。

涂覆着色:在金属表面上采用浸涂、刷涂、喷涂等方法涂覆有机涂层。

发蓝着色:发蓝又叫珐琅。将经过粉碎、研磨的珐琅釉料涂覆在金属制品表面,经干燥、高温烧制等制作过程后形成膜层。

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热处理着色:将金属物件置于氧化环境中进行加热处理,时期表面形成黛色氧化膜。热处理时会随着加热时间的不同、氧化膜厚度的不同,表面处理后的颜色会有所不同。

传统着色技术:包括做假锈、热浸镀锡、鎏金、鎏银以及生成色斑等。

表面肌理工艺


金属材料的表面肌理工艺

表面锻打:使用不同形状的锤头对金属物件进行锻打,从而形成不同形状的肌理,具有层次感、装饰性。

表面抛光:利用软性抛光工具,或磨料颗粒,或其他抛光介质对物件表面进行装饰加工,常见手法有电解抛光、喷砂抛光、机械抛光、手工抛光等。抛光仅能得到光滑表面、或具有镜面光泽的表面,并不能提高物件的精度、耐用性、抗腐蚀等功能。

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表面研磨拉丝:利用研磨材料通过研磨器具对物件表面进行加工,在物件表面形成类似线纹,体现出“金属质感”的装饰效果。由于表面拉丝处理能够体现金属材料的质感。

表面镶嵌:在金属表面刻画出阴纹,嵌入金银丝或金银片等质地娇软的金属材料,然后打磨平整,呈现出华美的装饰效果。如图所示,中国传统工艺乌铜走银,清朝的铜嵌银丝高足鬲式炉。

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表面蚀刻:使用化学酸进行腐蚀而得到的一种斑驳、沧桑的装饰效果,丰富了设计的细节。常用工艺是:在金属物件表面涂上一层沥青,接着在沥青的表面上刻画纹饰,将需要腐蚀部分的金属露出,腐蚀时根据纹饰要求的大小,选择浸入化学酸溶液,或喷刷溶液腐蚀。

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