塑料件表面处理工艺

优胜周平老师

塑料件表面处理工艺

IMD
喷油处理,要求油漆用那种金属烤漆.
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。

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.
真空覆膜
表面拉丝
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。  

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6061、5052、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，将工件放置于烧杯内，30分钟内工件表面无变化为正常。
（七）、 耐强碱试验
在有恒温控制装置的水浴槽内，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置的是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。  
  
相關概念説明  
  
1、 IMD  
IMD的英文全稱是：In-Mould-Decoration。示意圖如圖1，油墨先附著在Inlay上，通過注射塑膠料夾在Inlay與注射料之間，由於外面有Inlay（一般是PC film，厚度0.125~0.75mm）作保護層，有良好的耐磨性。Motorola V66 即採用該技術。  
  
圖1 IMD示意圖  
  
2、 IN MOULD INK TRANSFER  
IN MOULD INK TRANSFER又稱爲模內轉印。示意圖如圖2，其中Foil的結構如圖3，相對於IMD而言，這種方法由於油墨外的保護層相當之薄，視覺效果較好。Motorola V60即採用該技術。