静电喷涂塑胶塑胶件表面处理工艺

&喷塑是将塑料粉末喷涂在零件上的一种表面处理方法。企业指出,喷塑也就是我们常讲的静电粉末喷涂涂装,其处理工艺是20世纪80年代以来国际上采用较为普遍的一种金属表面处理的装饰技术。该技术与普通喷漆表面处理相比,优点体现在工艺先进、节能高效、安全可靠、色泽艳丽等方面。因此,常常被应用于轻工、家用装修领域。其工作原理在于将塑料粉末通过高压静电设备充电,在电场的作用下,将涂料喷涂到工件的表面,粉末会被均匀地吸附在工件表面,形成粉状的涂层;而粉状涂层经过高温烘烤后流平固化,塑料颗粒会融化成一层致密的效果各异的最终保护涂层;牢牢附着在工件表面。
喷塑加工工艺流程:
1、前处理:
& & 目的:除掉工件表面的油污、灰尘、锈迹,并在工件表面生成一层抗腐蚀且能够增加喷涂涂层附着力的“磷化层”。
& & 主要工艺步骤:除油、除锈、磷化、钝化。工件经前处理后不但表面没有油、锈、尘,而且原来银白色有光泽的表面上生成一层均匀而粗糙的不容易生锈的灰色磷化膜,既能防锈又能增加喷塑层的附着力。
2、静电喷涂
& &目的:将粉末涂料均匀地喷涂到工件的表面上,特殊工件(包含容易产生静电屏蔽的位置)应该采用高性能的静电喷塑机来完成喷涂。
工艺步骤:
& & &利用静电吸附原理,在工件的表面均匀的喷上一层粉末涂料;
落下的粉末通过回收系统回收,过筛后可以再用。
3、高温固化
&目的:将工件表面的粉末涂料加热到规定的温度并保温相应的时间,使之熔化、流平、固化,从而得到我们想要的工件表面效果。
& &工艺步骤: 将喷涂好的工件推入固化炉,加热到预定的温度(一般185度),并保温相应的时间(15分钟);开炉取出冷却即得到成品。一般工件不同,加温温度与保温时间也不同。
&提示:加热及控制系统(包括电加热、燃油、燃气、燃煤等各种加热方式) + 保温箱体=固化炉。
4、出炉冷却
& 出炉冷却是将喷塑过程的结果进行冷却,使之回归到正常温度的一个过程。
5、装饰处理
&目的:使经过静电喷涂 后的工件达到某一种特殊的外观效果如:各种木纹、花纹、增光等。
& 工艺步骤:罩光;转印等处理工艺 。
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我已阅读并同意、中的全部内容!塑料件表面处理;1,IMD;2,喷油处理,要求油漆用那种金属烤漆.;3,表面烫金处理,(电化铝转移),但是对表面形状;(1)、有关烫印板,即施压头部份的材料选取,以红;(2)、有关烫印工艺条件方面比较容易理解,就是烫;(3)、最重要的就是烫金原材料的选择,即烫金纸,;4,水转印大致原理如下:先将图案印刷到转印纸上,;制作完成.在印刷时,须将保护膜撕掉,用水浸
塑料件表面处理 1, IMD 2, 喷油处理,要求油漆用那种金属烤漆. 3, 表面烫金处理, (电化铝转移),但是对表面形状有要求 (也叫热转印) (1)、有关烫印板,即施压头部份的材料选取,以红铜材料为最佳,因为红铜散热性、传热性比较好,在金属中属于中性材料,既不太软也不太硬,不仅便于加工,有一定弹性,耐用性很好;不过实际使用时,很多厂商为降低材料成本,选择的多是铝合金印板,这样在烫板制作成本上可以省一些,不过因为铝材太软,使用寿命差,如果批量很大,用一段时间还得重新制版,制版费也不便宜了,所以应该要综合考虑材料选择问题。
(2)、有关烫印工艺条件方面比较容易理解,就是烫印压力、烫印温度和烫印时间。
(3)、最重要的就是烫金原材料的选择,即烫金纸,选择时要注意与不同的烫印基材相匹配才行,并非一种烫金纸就能通吃所有的材料,这主要是关系到热转印时的粘着牢固度的问题。 4, 水转印
大致原理如下:先将图案印刷到转印纸上,将印刷表面贴上一层保护膜.转印纸制作完成.在印刷时,须将保护膜撕掉,用水浸湿,贴于被印刷表面.由于水的作用,油墨贴附于产品表面.再将转银纸撕掉.待水干后.转银完成. 5, 真空覆膜 6, 表面拉丝 7, 电镀 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Z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。
塑胶件的表面拉丝一般是通过烫金来做的,在烫金机的高温高压作用下,将烫金膜上的物质转移到塑胶表面。选用不同的烫金膜,可得到不同光泽和粗细的纹路效果,这种工艺在影碟机面板上用的很多。现在在视听产品上用的很多的魔术镜面装饰件,就是在PMMA板材上烫印的反光膜(也有用电镀的)
拉丝适用于板金件,而烫金适用于纸、塑料、织物类. 压铸件当然也可以做表面氧化处理,表面哑光是可以做到的,但磨砂的效果是要通过喷砂工艺实现的,是表面氧化处理的前期工序,喷砂工艺简单介绍一下:
喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面,以符合光泽柔和等特殊设计需要。同时,可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固。喷砂通常在专用喷砂机内进行。根据砂面粗细程度的要求,选择适当目数的石英砂,喷制成适当的砂面。均匀适度的喷砂处理,基本上可以克服铝材表面的常见的缺陷。 压铸铝件是可以做表面拉丝处理的,拉丝处理后再喷上 一层保护膜就可以了,,应该是防止氧化的一层漆。 美铝、7075等都可以本色氧化、黑色氧化或者其它。
而美铝也就是铝合金。
一般国内的牌号LY12都可以做氧化处理
铝合金还可以做硬阳处理、或者镍磷镀,一般颜色有点偏金黄色,主要用于零件质量要求比较轻,但要耐磨及有一定的硬度。 达克罗涂覆工艺即在工件表明覆上一层片状锌基铬盐保护涂层,最大特点就是抗盐水腐蚀能力强。
工艺流程是:
中性洗涤剂脱脂,抛光机表明清除氧化层,浸渍或喷吐达克罗溶液,经300度左右烧结固化,冷却成品。
达克罗(Dacroment)技术
达克罗(又称乐、达克锈、锌铬膜、达克曼等),即片状锌基路盐防镀涂层,是当今世界表面处理高新技术,被专家们誉为国际表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品。钢铁达克曼技术目前在国内尚属空白。
达克罗涂层具有的性能。如极强的抗腐蚀性:比电镀锌提高7-10倍;无氢脆:特别适用于高强度受力件;高耐热性:耐热温度300℃。特别适用、摩托车发动机部件的高强度构件。此外,还具有高渗透性、高附着性、高减摩性、高耐气候性、高耐化学品稳定性及无环境污染等优点。
适用达克罗技术的基体材料范围:钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金,铜、镍、锌等及其合金。
达克罗技术可以代替电镀锌、电镀镉、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种表面防护工艺。极好地杜绝了环境污染的发生。 目前有三个品种加工,是:银灰色达克罗、银白色达克罗和黑色达克罗表面处理。银灰色达克罗处理主要用在汽车零件处理及国外出口。其性能特点是防腐蚀效果特好,盐雾试验可高达3000小时,适应于静态安装。银白色达克罗处理与黑色达克罗处理性能大致相同,黑色更为优越一些,主要是用于国内产品加工,抗划性较好,硬度高。适用于动态安装及暴露于大气中,耐酸、碱性能较好。 达克罗表面处理技术的性能
1、银灰色达克罗表面处理技术性能:
银灰色达克罗涂层外观为银灰色,在防腐蚀方面性能方面比电镀锌涂层提高7―10倍,也比银白色达克罗涂层高,可高达2000小时。适用于安装在室内中及静态的组装物体。
有着以下的优点:
(一)、优越的耐腐蚀性。
未钝化的镀锌层,盐雾实验时一般10小时腐蚀掉1um-3um厚的彩虹色钝化膜200小时蚀穿。达克罗盐雾试验时,需100小时才腐蚀掉1um,比传统的表面处理耐腐蚀性提高七至十倍。
(二)、耐湿热性
在温度35℃±2℃、湿度95%条件下,经过10个周期240小时循环试验,达克罗涂层表面无变化,热镀锌层表面局部有霉点。
(三)、耐高低温冲击性
在45℃~85℃,试样在高低温试验箱内各保温1小时,转换时间不超过5秒、循环次数3次的环境下,达克罗涂层无变化,而热镀锌层则有黑点产生。
(四)、硬度
锌镀层硬度值为75~88HV0.05,银灰色达克罗涂层硬度值为210~232HV0.05。
(五)、点焊性能
对弯角件进行达克罗涂敷后点焊,显示达克罗涂层有良好的点焊性能。从达克罗工艺来说,先点焊后达克罗的防护性优于先达克罗后点焊。
(六)、无污染和无公害
作为“绿色电镀”工艺,达克罗工艺采用了闭路循环的方式,所以几乎无污染危害。在前处理中:除下的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂覆、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。
(七)、无氢脆
氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病。一般电镀处理过程都采用酸洗、电解除油、电沉积等工序,均会导致工件氢脆性,严重影响了高强件的质量。由于达克罗技术在处理过程中不进行任何酸处理、也不存在电镀时的渗氢问题,加上涂层在高温下固化,所以从工艺上保证了达克罗涂层不会存在氢脆。这使它可以被应用在抗拉强度要求高的高强度零件的防腐的处理。
(八)、防止对铝的电化学腐蚀
达克罗涂层,外观为亚光银灰色,由极细的片状金属锌、铝及铬酸盐等成分构成。工件在经过了除油、抛丸除锈处理后,浸涂达克罗液。达克罗液是一种水基处理液,金属件在水基处理液中浸涂或喷刷后,然后进炉固化,经300℃左右烘烤成膜,而形成锌、铝、铬无机涂层。固化时,涂膜中的水分、有机类(纤维素)物质等挥发份在挥发的同时,依靠达克罗母液中的高价铬盐的氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片、铝片浆与铁基体后应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物。由于膜层是与基体直接后应获得的,所以该防腐层极为致密,(用镀锌或浸锌方法获得的防腐层无法与之相比)该涂层在腐蚀环境下,会形成无数个原电池,即先腐蚀掉电位较负的Al、Zn盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。因为达克罗防腐蚀机理是牺牲阳极与阴极保护为一体化的主体化的涂层,所以它的防腐性能与膜的厚度成正比。 2、银白色达克罗表面处理技术性能:
银白色达克罗涂层外观为银白色,在抗磨性能方面比银灰色达克罗涂层大大提高,适用于暴露在室外大气中及动态的组装物体。耐强酸碱方面远比电镀层、银灰色达克罗涂层提高。
有着以下的优点:
(一)、优越的耐腐蚀性。
未钝化的镀锌层,盐雾实验时一般为96小时―120小时,而银白色达克罗涂层可达300小时。
(二)、耐湿热性
在温度35℃±2℃、湿度95%条件下,经过10个周期240小时循环试验,达克罗涂层表面无变化,镀锌层表面局部有霉点。
(三)、耐高低温冲击性
在45℃~85℃,试样在高低温试验箱内各保温1小时,转换时间不超过5秒、循环次数3次的环境下,达克罗涂层无变化,而热镀锌层则有黑点产生。
(四)、无污染和无公害
作为“绿色电镀”工艺,达克罗工艺采用了闭路循环的方式,所以几乎无污染危害。在前处理中:除下的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂覆、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。
(五)、耐磨性
经银白色达克罗涂液所处理的工件有良好的抗磨性。硬度好。
(六)、 耐强酸试验
取浓度为15%的硫酸500ml放在烧杯内,将工件放Z于烧杯内,30分钟内工件表面无变化为正常。
(七)、 耐强碱试验
在有恒温控制装Z的水浴槽内,放入装有500ml20%浓度的氢氧化钠(NaOH)溶液的烧杯。在烧杯内的溶液达到40℃±1℃时,保持恒温。30min内工件表面无锈点。 IMD(In-Mould-Decoration)它是指是把一个丝印有图案的FILM放到塑胶模具里进行注塑。此FLIM大致可分为三层,基材(一般为PET) INK(油墨)耐磨材料(多为一种特殊的胶)当注塑完成后,film和塑胶融为一体,耐磨材料在最外面,在手机显示屏多采用这种工艺,塑胶材料多为PC, PMMA, PBT等,它主要有耐磨和耐刮伤的作用。还有一种叫IML(IN-MOUld-Lable)技术,和IMD大致相同,只是注塑后flim就像冲压的料带一样拉出,只是将印刷图案转印到塑胶件上,又称模内转印 。
IMD有两大类, 一类在注塑模腔里预Z的是PC的,单片的。另一类是PET的,链状的(很像电影胶片或印好没裁的方便面口袋)。
前者成品就MERGE了PC片,后者只把PET链上的油墨带走,但PET材料(链子,又称FOIL)不被MERGE进零件。
前者因PC厚,只可用丝网印,所以效果较粗糙,如MOTOROLA的V66的前盾牌形状已经算是很精致了,
后者因PET薄,可用胶版印,很细腻,尤其电镀和透明,金属及表面细腻纹理都很好,如MOTOROLA的V60的前电镀和黑色肌理效果。
其IMD其实是IN MOLDING DECORATION 的简称。
松下方煲上的控制面板就是典型的IMD,是把一个丝印好的PET薄膜放到注塑模具里进行注塑。材料一般是PC、透明ABS、PMMA。注塑后薄膜和塑料结合为一体。
一般来讲用IMD有两个背景原因,
1, 有些效果用注塑是在难以模拟,比如胡桃木的汽车仪表板。
2,在小片零件上集成几种效果很难,比如MOTO V60的前三角片, 集中了电镀,透明,丝网印,但本身又要求精致,试想用真实电镀,透明片分别注塑再拼接基本很困难。
还有一种方法实现就是在模具阶段做零件表面皮纹(TEXTURE)时件外表面光滑,内表面用粗糙纹路,但对模具有要求,因为粗纹理拔模角大。
相P概念h明
IMD的英文全Q是:In-Mould-Decoration。示意D如D1,油墨先附著在Inlay上,通^注射塑z料A在Inlayc注射料之g,由於外面有Inlay(一般是PC film,厚度0.125~0.75mm)作保o樱辛己玫哪湍バ浴Motorola V66 即裼迷技g。
D1 IMD示意D
2、 IN MOULD INK TRANSFER
IN MOULD INK TRANSFER又Q模绒D印。示意D如D2,其中Foil的Y如D3,相IMD而言,@N方法由於油墨外的保o酉喈之薄,X效果^好。Motorola V60即裼迷技g。
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1.塑料丝网印刷
印刷机所用的丝网是一张精细织成的纤维网,其文字或图案通过微小网孔的油墨形成,一般被平整和牢固地粘贴在一个框架上,在丝网面上放入一定份量的油墨,然后将丝网压贴在塑料塑件的印刷表面,经压扫推压油墨通过网孔井积聚在塑件的表面,从而完成丝网印刷过程。溶剂性的油墨需要干燥处理,因此,紧接之后的印刷工序通常是热风烘干工序。
对于油墨方面的质量要求如下:
1) 不会在丝网上凝聚成水珠。
2)经压扫推压后油墨容易通过网孔。
3) 能均匀地粘合在塑件上,不容易脱色。
丝网印刷机通常可作平面或滚筒操作,适用在平面或圆筒形状的塑件印刷,其他不规则的印刷面塑件则不适用于丝网印刷。
注:压扫通常使用软性的长条形物料(如PU塑料) 镶嵌在木制或金属制的手柄上。
2,塑料移印
最早的移印机是手工操作的,印刷速度很慢,连续运转时保持印刷质量极为困难随着科学技术的发展,现在较多使用的是采用程序式控制的气动或伺服电动机驱动的机器印刷的精确度和质量都较高,速度的快慢可任意调节及运行过程非常平稳。
移印工艺的过程为:预先在机器的操作台安装待印塑件的定位夹具,在油墨槽内安装及固定带有文字或图案的凹字钢制印版,经调整及确定塑件印刷位置后,起动机器,扫油臂的软性油笔给印版上油墨,油笔前面的刮刀随即将印版上的表面油墨清除,然后印台臂下行将印版的凹字油墨转印在软性的印台 (硅酮印台)上,最后印台臂上升前行到预定的印刷位置上,将软牲印台的油墨转印在待印塑件上,从而完成一个循环的转移印刷过程。
上述的工艺过程为单色印刷,双色的移印过程是使用双油墨槽及双印台,按程序联动的过程,其工作原理不变。
移印工艺的重点是掌握和控制好油墨中溶剂的干燥速度,也是保证移印质量的关键。
3. 塑料热烫印 (热转移印)
热烫印使用烫印箔可一次性在塑料表面形成单色或多色的文字或图案装饰,设备操作简单,生产成本较低,而且还具有以下优点:
1) 一次烫印多色,最多九种色。
2) 移印箔上的保护层可使图案不易脱色及耐磨,井可达到特殊的化学特性要求
3) 热烫印还具有各种特殊的装饰效果,例如:
①各种装饰纹,如木纹、拉丝纹、皮革纹等。
②各种色调,如半透明、半色调、高光金银、高光配亚光组合,连续渐变色等。
③触感线条或图案(0.15mm厚)。
具有各种优点的热烫印金赖于烫印材料的不断开发与应用,较为普遍的烫印材料包聚苯乙烯、丙烯酸系塑料、ABS、醋酸纤维塑料及聚氯乙烯等。
4,塑料喷涂处理
喷涂的操作工艺比较简单,通常使用雾化性良好的气动喷漆枪,均匀地对塑件的装饰表面喷上塑料漆,其后经一定时间内的烘干处理。喷漆可以用手工操作,亦可自动化操作。
(1) 塑件使用喷涂的好处。
1) 塑件调色很困难,使用喷涂可容易配上各种颜色,且所配颜色比较稳定。
2)提高塑件外观质量,如可盖住熔合线、焊缝、黑点及色斑等,从而改变廉价塑料的形象。
3) 改变塑料特性,如喷涂后使塑料不带静电,从而防止灰尘吸附;或提高塑料的导电佳、耐火性和耐磨性;或增加塑料的耐溶剂性、耐化学性。
4) 提高塑料表面硬度,从而提高塑件的耐用性。
(2) 塑料漆的特性与喷涂质量的关系 由于塑料种类繁多,特性各异,因此所用的塑料漆必须具有以下的特性,否则就达不到喷涂工艺的目的。
1) 耐热性。热塑性塑料由于热变形温度和导热性较低,在烘干处理时容易变形,而且塑料的线胀系数高,漆膜会因材料膨胀而脱落,因此,对设定烘干处理温度极为重要,通常的设定温度要低于塑料的热变形温度5 -10摄氏度。
2) 耐溶剂性。如果塑料的调色不当,喷涂时便会出现渗色。如用PS系塑料的再生料塑件,烘干过程出现开裂的机会就大,或者因模塑条件的影响,漆层会因应力而开裂。因此,对耐溶剂性较弱的塑料,涂料的稀释剂通常都用乙醇含量很高的溶剂,或塑件需经事前检查和退火处理。
3) 附着性。塑料漆基本上是按漆与塑料的溶解度参数制造的,因此,对每一种塑料应使用合适的塑料漆,通常可查询制造厂的技术要求。
在选对了塑料漆的情况下,如出现附着性差的问题,首先应检查塑件表面是否粘有脱模剂,因为脱模剂会降低漆膜的附着力、耐水性和耐化学剂性。清理脱模剂通常使用乙醇预处理,或用砂纸打磨;其次是检查塑件是否受灰尘污染;或检查是否存在模塑工艺方面的原因。
(3) 喷涂工艺的发展和应用 在塑料漆的喷涂工艺方面,大部分是以手工喷涂为主,其工艺简单方便,少数使用自动喷涂,以提同生产效率,但可操作性较为复杂,如使用静电喷涂法,包括空气雾化和电雾化。由于塑料一般为绝缘体,采用静电喷涂通常要使用防静电剂加以处理,使之具有导电性。
目前塑料漆的应用主要在ABS、PP、PVC、PS、改性PPO塑料上。随着塑料表面处理方法的增多,金属纹理、金属光泽漆(闪光漆)、硬质涂层、天鹅绒或羔皮式软质涂层等也会有越来越多地得到应用。
5,塑料电镀
塑料电镀是将塑料的突出性质与金属镀层的性质相结合的一种工艺技术并大量应用于ABS 塑料上,使之具有防止塑料基料老化、磨损以及提高结构性能的功效。
电镀工艺过程较为复杂及处理工序较多及严谨,主要有预电镀处理和电镀处理分,如图2-14所所两大部
(1) 预电镀处理工艺
1) 清洁。首先将塑料表面清洁平净,除去油脂、散粒、灰尘、指纹等以防后工序处理申会产生的化学反应。
2) 浸蚀。将ABS塑料浸入铬酸及硫酸的混合液中,温度为60~70摄氏度,使混合液与分布在基体的料粒产生选择性反应,并将塑料熔解,在塑料表面上形成亚微观的微孔,便于金属淀积物能牢固附着。
3) 中和。用无机还原剂(如胼化合物或过氧化氢了的水溶液中和,将六价铬变为三价铬。其目的是要确保无任何六价铬化合物残留在塑料表面而影响其他处理质量。
4)活化。由于塑料是不导电的,如果通过无电程序(化学原理),便能使金属淀积在塑料上。活化的作用是要在浸蚀塑料上产生一个催化表面,产生金属淀积,而金属核亦会在塑料表面起催化剂作用。
5) 无电解液。塑料经活化及清洗后,便放入无电解液中淀积金属(如镍或铜),无电解液通常含有一种强力还原剂,一种铬盐及多种缓冲盐。塑料浸入无电解液后,它的催化表面引起还原反应,使金属淀积在塑料表面。
(2) 电镀处理 塑料的电镀程序与金属的电镀差别不大,在进行电镀前,使用碱性清洁液将有污渍的塑料件浸在5﹪的硫酸中,从而使电镀层与无电解层之间产生强的结合力。
电镀最常用的次序为纯铜、纯镍及纯铬,如果在预处理时使用无电解镍溶液,便有一层厚度为2~5mm的半纯镍逐渐淀积在塑料件上,能增加塑料件在铜电解液中的导电性,铜电解液为含有60/L铜和60g/L硫酸的纯酸液。
塑料表面的铜镀层有两个主要作用,它使浸蚀表面变为平滑,增加表面美感以及作为塑料与后来镀上的金属之间的缓冲体,吸收及减少塑料与金属因热胀系数差别而产生应力,这个铜镀层对ABS塑件尤为重要。
无论使用哪种电镀液,其处理过程应确保镀层产生最小应力为控制点,使用时间过长的电解液会产生应力大的镀层,因此应经常用活性炭来净化。
6. 塑料粘接结合
塑料粘接需要使用粘接剂,工业用粘接剂为合成树脂或合成橡胶举,主要利用化学聚合或交联反应或溶剂挥发产生粘接作用。
(1) 粘接剂的特点及种类 粘接与焊接相比,可在常温下使用;可粘接复杂形状或异质材料;有良好的封闭(气、水)性等优点。但对粘接剂也有一定的使用要求,如要有流动性;用毛细作用使粘接剂渗入到细小空隙;涂匀后应固化保持其强度;溶剂无毒性和耐火性。
塑料粘接剂种类有很多,主要有下列几种:
1) 溶液型——用溶液溶解粘接剂,如橡胶水
2) 复合型——粘接剂和固化剂起反应,如环氧树脂。
3) 热溶型——热可塑树脂溶解使用后再冷却固化,如热溶胶。
市场上没有一种万能的粘接剂可以结合所有类型的塑料材料,选择使用适当的粘接剂,需要专门的知识和技巧,因为不同的粘接剂,有不同的性质以及使用条件、使用方法和适用对象,应加以区别使用。
(2) 粘接剂的使用 粘接剂的使用范围很广泛,可连结热塑性塑料与不同性质的材料,如同类或不同类的塑料、金属、木材、陶瓷及玻璃等。虽然用途如此多,但也有一定的局限和缺点。例如,在某些情况下不可使用,或在装配使用过程很困难及准确地涂在只需要结合的塑料表面。其中,最重要的是它的连结过程很慢,常常影响生产效率。
使用粘接剂时,连接部位必须符合下列条件,才能保证粘接质量。
1) 连接部位的设计,在形状及大小两方面需作适当的配合。
2) 连接部位不需要光滑,表面粗糙或最好有蚀纹。
3) 连接部位需要清洁,表面上没有水份、灰尘或油污。
使用粘接剂,最佳的粘接材料为非结晶或少结晶性的热塑性塑料,如ABS、PMMA、PC、PS、PPO、纤维素塑料及乙烯基塑料;对热固性塑料、结晶性热塑性塑料如PE、PP、PA 很少使用,对这类塑料的连结需用其他方法。
7. 塑料高频感应焊接
高频感应加热是利用机内振荡管输出振荡频率(300~500kHz)到振荡线圈(通常为环状铜管及管内水冷却装置),铁质金属在振荡线圈内受高频感应产生高热。这种感应加热装置被广泛应用于金属及塑料加工上。
塑料的焊接过程为:振荡管灯丝经过3~5min 的预热,调节好栅极电流 (通常为0.1~1A范围) 及屏极电流(通常为0.5 ~ 1.5A范围)、熔合时间和固化时间等焊接参数,以及安装及调节好压合模具,然后在一定的气压下,由气缸推动上模,将预埋铁线的焊接塑件压合,经过一定的感应时间使焊接面内预埋的铁线产生高热,从而将塑料接合面熔合和固化最后开模取出焊接件,完成塑料高频感应焊接过程。
高频感应的焊接质量一般受模具工艺和调整工艺参数的影响,例如,模内的感应线圈与预埋铁线之间是否保持均匀的3 ~ 5mm 距离,感应线圈的水道是否通畅,栅极电流及溶合时间是否合适等。
高频感应焊接的优点在于,塑料焊接的适用范围较广,只要具有一定表面强度的热塑性塑料都适合使用,不像超声波塑料焊接那样受过多塑料材料的局限。其缺点是需要在塑料焊接表面增加专用的铁线或铁网,以及要有良好的接触面配合要求。
塑料高频感应焊接的生产效率不及超声波焊接方法高。
8. 塑料超声波焊接
超声波焊接方法是将20KHz的高频传送到能量转换物体(换能器)上,由换能器的机械运动所产生出超声波振动,通过焊头传送到两件塑件,的接合面之间,材料便产生高速磨擦,由磨擦而生热,当达到塑料的熔化温度时,塑件的两个接触面使产生熔合作用,,并填满接合空间。在振动停止后还需对接合部位施加持续压力,保持软化的塑料能完全固化,从而完成超声波焊接工序。
超声波焊接机主要由电箱部分与机架部分组成,如图2-15 所示
(1) 超声波产生及传送器件
1)变频器。变频器是将电压频率50Hz通过电子技术转变成20KHZ 的高频,向换能器提供振动频率及电能。变频器的输出功率以负载(W)为单位,不同的焊接机有不同的负载输出功率,通常为150~3000W。
2) 换能器。换能器是利用钛酸锆酸铅物体的压电特性 (随电压的极性不断转变而膨胀或收缩),在不会改变频率的情况下将电能转变为机械振动能,井将能量传送到焊头。
3) 焊头。焊头是使用具有良好传声性质 (传送振动时能耗较少) 及高强度的物料 (常用为钛)制造。焊头的作用是将机械振动能放大和集中以及传送到塑件上,使能量得以充分地利用。
4) 塑件固定夹具。塑件固定夹具的作用是将塑件及焊接部位适当地对准和固定,确保超声波能量由焊头传送到接合面,从而达到良好的焊接效果。如果塑件在焊接过程出现有任何的松动,即表示夹具配合不良,可适当采用弹性物料加以改善,或可直接用弹性物料来制作固定装置,代替较坚硬的物料。
(2) 塑料的焊接性 超声波焊接塑料的先决条件是两种塑料之间结合要有相同的熔化温度,熔化温度如果相差17摄氏度就足以降低塑料之间的可焊接性。此外,如果两种塑料有相同的分子结构,也能够获得理想的焊接效果。塑料的可焊接性通常受熔化温度、弹性模量及其结构等因素影响。
1) 非结晶型塑料。由于非结晶型塑料的分子是任意和自由排列的,因此所需的软化或熔化温度范围较宽,塑料可以逐渐熔化及流动而不会过早固化,这类塑料的超声波能量传送效率较高,因此塑料焊接时所需的超声波能量较小,是优良的可焊接性材料。
2) 结晶型塑料。由于结晶型塑料的晶体排列规整,因此所需的熔化及固化温度高,以及晶体树脂在固态时的分子呈弹簧状,能吸收振动,对超声波能量的传送效率较低。因此塑料焊接时所需的超声波能量要比非晶型塑料高,是次等的可焊接性材料。
(3) 异类物料焊接
1) 金属嵌件。多用于塑料壳体的螺纹金属嵌件,利用超声波能在金属嵌件及塑料界面之间产生热能,将嵌件附近的塑料熔化,在加压时流过嵌件四周,然后固化。
在嵌件镶嵌过程,由于只是局部产生高热,熔化的塑料量非常小,以及外围有大量塑料帮助散热,使塑料熔化后即迅速固化,因此塑件所受应力非常小,加工周期时间也很短。
2) 超声波铆接。通过超声波铆接方法,可用来铆合两种不同材料及不能互相焊接的塑件,或用来固定两个塑件的相对位置。超声波焊接方法最常见的应用是利用塑料凸柱将金属与金属或金属与塑件铆合。
(4) 塑料超声波焊接的优点
1) 焊接速度快。超声波的焊接时间很短,通常为30件/分,因操作时间短而常用于自动生产线。2)焊接效果一致。只要接合面设计完善,焊接参数调整正确,便可获得清洁及一致的焊接效果,它不受操作工人的操作因素影响。
3)接合强度高。超声波焊接是将塑料熔合起来,因此可以产生出无内应力的高强度接合质量。
4)用途较为广泛。除了可以焊接同类塑料外还可以焊接异类材料,如金属装嵌、异类材料等。
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