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电镀新技术与新工艺--纳米喷镀

放大字体  缩小字体发布日期:2012-06-15  浏览次数:793
核心提示:  电镀工业是我国重要的加工行业 据粗略估计 ,全国现有 15000 家电镀生产厂 ,行业职工总数超过 50万人 ,现有 5000多条生产线和
   电镀工业是我国重要的加工行业 据粗略估计 ,全国现有 15000 家电镀生产厂 ,行业职工总数超过 50万人 ,现有 5000多条生产线和 2.5—3亿m电镀面积生产能力。电镀行业年产值约为100 亿元人民币。近十年来 ,乡镇企业发展迅速。我国 电镀加工 中涉及最广 的是镀锌镀铜,镍 、铬 。由于长期以来没有一个政府部门专门负责管理电镀工业 ,电镀工业的分布和发展缺少总体的 、完整的规划。由于厂点多 、规模小 、专业化程度低 ,造成生产效率低 ,经济效益差 ,大多数国有电镀企业均面临亏损。对电镀工业的投人不够 。在过去十年中 ,对电镀工业的投资有限 ,用于技术改造和技术引进的投资更是十分缺乏 ,限制了电镀工业技术的更新和发展 。对引进技术缺乏完整的吸收和推广 ,导致不必要的重复引进和资金浪费 ,尤其是在电镀用的添加剂和专用化学品方面。由于缺乏专业性训练和在岗培训 ,生产工人的技术水平较低。企业管理水平低 ,绝大部分电镀企业仍沿袭粗放型经营管理模式 ,适应市场变化能力差 。部分合资企业和出口企业外 ,大部分企业没有健全的工业管理体系 ,多数企业缺乏液分析和镀层检测仪器和技术力量。物耗高 ,效率低 ,绝大多数电镀企业的物耗 、水耗都大大超过国外平均水平 。据部分作过清洁在工业生产越来越先进的今天,人们却对工业污染的日益严重而更加担忧,特别是电镀行业,它产生的工业废水更是污染着祖国这片美丽的土地 在一些新兴工业城市,电镀工业带来的污染更是越来越越严重。

  在一些工业技术发达的国家,现在正在采用一种新兴的喷镀技术以代替普通的工业电镀及真空镀,这项新技术就是纳米喷镀技术。纳米喷涂技术属于世界领先的高新科技,我们应深入了解纳米喷涂技术,推动纳米喷涂市场化进程,使该项技术广泛应用于到工业生产中去,推动表面涂装行业的发展 为社会谋福利。什么是纳米喷镀?简单来说:纳米喷镀是采用特殊溶液,通过喷涂的方式使需要电镀的物体呈现镜面效果的高新科技。因为,表面效果如电镀和真空镀一样,同时可做到防电磁波导电功能,成本只是传统导电漆的三分之一。在表面处理行业,环保纳米彩镀备受业内人士的青睐,加上其具有广泛的适用性 环境的保护性 技术的创新性 确凿的实用性 巨大的增值性和品质的优越性,因而也受到了各行各业的重视。

  专家预言:纳米喷镀的问世,在表面处理领域具有里程碑的意义,它宣告表面处理新时代的来临。纳米喷镀开创表面处理新时代,其具备以下特点:

  (1)环境友好型工艺。不含氰化物,不含有害重金属,不污染环境,不损害人体健康,是一种环保、安全型涂装工艺。

  (2)节能增效型工艺。投资小,能耗低,成本低于电镀的50%,相对于投资大、污染大、能耗高的传统电镀工艺具有绝对的投资优势。

  (3)以喷代镀型工艺。喷涂上镀,工艺简便。金色璀璨耀眼,银色典雅华贵,铬色澄莹如水,铜色古朴凝重,镍色映月生辉,更可调配成红、黄、橙、绿、青、蓝、紫数百种水晶效果,流光溢彩,瑰丽纷呈。镀层附着力好、硬度高,具有优异的耐冲击、耐擦伤、耐腐蚀、耐温变和耐气候老化性能。

  (4)自动、量产化工艺。既适合少量多样个性化喷镀,也适合大批量生产线需要,可根据客户需求设计适宜的喷镀系统及生产线设备、装置和工艺,满足规模化生产的需要以及作业环境和作业条件等情况。

  据了解,纳米喷镀是当今表面处理领域惟一可与装饰性电镀相媲美的涂层工艺,获得的金、银、铬、镍、铜等涂层具有逼真的金属质感,色彩丰富;纳米喷镀是涂装工艺问世以来反射率最高的涂层技术,可以达到铬电镀100%的反射率,形成全光亮“镜面”效果;纳米喷镀可实现全过程清洁生产,困扰电镀行业的环境污染和健康危害问题在该工艺路线上不复存在;纳米喷镀能为电镀所不能,为电镀所不为。

  纳米喷镀广泛适用于: 金属、 树脂、 塑料、 玻璃、 陶瓷、 亚克力、 木材、 塑木、 磷镁、 钙塑、 水泥等各种材料。应用于 汽车、 电器、 工艺品、 电脑手机、 饰品、 高档家具等多种 表面装饰行业。

  纳米喷镀技术的设备 :

  l 、 分体机设计 , 返渗透机和喷镀机分开设计, 便 于操作使用。

  2 、 预留了二排喷枪的接口, 以便在生产量加大的 情况下进行设备升级。

  3 、 专用喷枪雾化效果好, 从而降低材料的消耗量。

  环保纳米喷涂工艺原理:采用专用设备和特定原料,应用化学反应原理通过直接喷涂的方式达到电镀的效果,使被喷物体表面呈现铬色 镍色 沙镍 金 银 铜及各种彩色(红黄紫绿蓝)等镜面高光效果,其表面与被涂体的粘合效果与电镀一样

  纳米喷镀工艺

  除油→水洗→去氧化皮(金属工件)→水洗→喷底漆→烘干→喷反射层→吹干→喷面漆→烘干→检验包装。纳米喷镀具有下列工艺优势:

  (1)工艺流程短,施工简便;

  (2)水洗工序少,水耗低;

  (3)无电“电镀”,电耗低;

  (4)无钝化(电镀层常用铬酸盐钝化)工艺,减少废水排放;

  (5)不受工件几何形状限制,镀后不需抛光;

  (6)与非金属电镀相比,纳米喷镀可以在所有固体材料上进行,颜色可随意调配,而电镀仅适用于部分非金属材料,色彩单一,且镀前必须进行金属化及一系列预处理,工艺繁琐。

  在锌合金、铝合金、铜合金基材上进行纳米喷镀,其优势更为明显。

  由此可诞生出更多新的行业纳米喷涂技术在环境保护方面所起的作用:纳米喷涂技术的研发目的就是为了避免使用电镀等工艺而引起的一系列问题(如:废液处理和有害重金属处理及环保问题) 而采用纳米喷涂工艺就不存在上述问题,因为它不含有害重金属,是一种安全的绿色高科技的喷涂技术 处理后的废液不含任何有害重金属,安全无公害,无任何污染 而电镀含有强烈性的有害重金属,带给产业的环境污染 也不再像以往的电镀方式那样耗费劳力 而是采用直接喷涂的方式使被涂物表面呈现各种颜色的镜面效果 纳米喷涂技术是采用喷涂的工艺方式 用此方法喷涂的制品,具有优异的耐候性,耐磨性和耐冲击性,适合国内外大型汽车生产商和大型电器生产商等精密产品的要求,亦可作为其他行业的表面装饰,待喷工件的前处理:通常塑料工件表面均含有脱模剂,必须通过低温超声波除油剂进行清除,分为四个工序:加除油剂超声波,清洗,超声波,清水清洗纯水循环清洗 取出风干备用(注意:工件的存放必须不受二次污染);净电除尘与上线部份:经前处理工件经静电除尘后用皮带线输入工作室,由工人插在喷镀自动输送线上,插在喷镀输送线上的工件经再次净电除尘后送到底漆喷房,完成底漆喷涂后输送到烘干炉烘干,(如果采用紫外线光固化底漆则应配备 灯作烘干用,烘干时间),烘干后的工件再输送到纳米喷房,进入纳米喷房首先是喷超纯水清洗,接着喷活性剂,跟着喷超纯水清洗,接着就是纳米喷镀剂,再喷超纯水清洗,接着喷稳定剂,再喷超纯水清洗后用干净的压缩空气风干, 下转第 页然后输送到烘房烘,烘干后的工件输送到面漆喷房喷涂保护面漆,完成面漆喷涂后输送到烘干炉烘干。(如果采用紫外线光固化面漆则应配备 灯作烘干用,烘干时间 ) 。至此,整个纳米喷镀过程为之完成制作纳米喷镀线尚应注意如下几个方面:提供到各支喷枪的压缩空气必须经冷冻干燥及四级过滤方可达到喷镀的要求;喷房应做好抽风及送风装置,达万级无尘烘房 输送通道必须做好密封,整个过程必须无尘无污染;喷涂所使用的所有水必须是电导率 的超纯水(一般纯水电导率 ),不可以自来水或蒸馏水和矿泉水。进行纳米喷镀过程必须防止各种反应剂的交叉污染,否则达不到喷镀的效果;喷电镀层的时候必须注意 剂出料量是否平均,气压阀压力一致,出气均匀,双头喷枪喷出电镀液交汇处呈气雾状;喷涂反应速度太慢,喷涂时间太长, 剂压力不平均,雾化不完整,喷涂距离小于 或大于 都将造成喷涂表面发黄配制好的活性剂需放置 后使用, 内用完 呈白色或微黄色可以继续使用,出现沉淀物是应停止使用 更换新鲜活性剂是先清洗容器每天彻底清洗底漆面漆喷枪,以免影响喷涂的效果 喷涂车间最佳温度为 ,低于 时喷涂反应速度会慢或者出现白舞化喷活化剂要喷均匀,将材料完全覆盖到 喷完活化剂后一定要用超纯水冲洗干净,否则会造成喷涂表面有黑点或发黑。纳米喷镀产生的废水处理是较为简单的,由于整个喷镀过程含酸碱成份极低,喷房的水帘装置的用水均是循环往复使用,一般是一段时间将它过滤一次再使用 当循环水确实太脏无法使用时,可测试其酸碱度,进行一般的处理达排放标准即可排放,装饰性和高抗蚀性工艺技术将不断发展 。

  我国随着汽车 、电子 、家用 电器 、航空 、航天工业 、建筑工业及相应的装饰工业的发展和人们对美化生活需求的提高,对电镀产品的装饰性和抗蚀性的需求将有明显的增加某些传统装饰性电镀可能被喷涂 、物理气相沉积等取代 ,功能性电镀产品需求则有上升的趋势。某些污染严重的 电镀工艺 ,可能被清洁的电镀工业所取代 ,如无氰电镀 、三价铬镀铬 、代镐 、代铬镀层将有上升的趋势 。某些性能好 、无污染的表面工程的高新技术将会进人我国市场 ,如达 克 罗 涂层 ,克罗赛 工艺等。

  纳米复合电镀

  将非水溶性的纳米固体微粒加入到电镀溶液中 ,在电镀过程中使其与主体金属共沉积在基材上 ,得到的镀层即为纳米复合镀层。该类镀层具有比普通复合镀层更优异的性能 ,可大大提高镀层的工作温度、耐磨性、 耐蚀性等。因而纳米复合电镀技术已成为近年来国内外竞相研究的热点。目前已制备出多种具有不同功能的纳米复合镀层 ,并有部分工艺已应用到生产实践中。4  纳米微粒在镀液中的稳定和分散纳米微粒在混合镀液中如何较长时间地保持稳定和分散均匀是纳米复合电镀工艺的关键技术之一。,但至今还没有很成熟的方法。通常是通过添加合适的分散剂和选择适当的搅拌方式来实现。复合电镀中常用的分散剂主要有表面活性剂、 无机盐、络合剂和聚电解质 ,常用的搅拌方式有机械搅拌、 空气搅拌和超声搅拌等。复合电镀的沉积机理研究落后于其工艺研究。近年来在该方面比较有影响、 具有代表性的机理模型主要有 Gugliel mi模型、 MT M模型、 Valdes模型、 抛物线轨道模型和 Hwang模型等。各种模型都能在一定程度上解释一些实验事实 ,但都有一定的局限性。其中 Gugliel mi模型是第一个能被实验结果证实的模型。其它一些模型通常是在此基础上提出或是对此模型的改进。纳米微粒的加入能显著提高复合镀层的性能 ,并能节省材料 ,减少污染 ,因而纳米复合电镀技术的研究与应用有广阔的发展前景。但由于人们对纳米材料认识的局限及复合电镀工艺研究的不完善 ,纳米复合电镀技术的研究才刚刚开始。纳米微粒与金属微粒的共沉积机理、 纳米微粒在镀液中的稳定与分散、如何提高纳米微粒在复合镀层中的共析量和纳米微粒在镀层中的行为与镀层性能的关系等问题都有待于人们进一步深入研究。

  近年来,随着纳米材料和纳米技术的飞速发展,开始将纳米材料和纳米技术应用于表面工程,于是形成了一个称之为“纳米表面工程”的新领域。按照一部分专家院士的观点,表面工程经历了以传统单一的表面工程技术为标志的第一代表面工程和以复合表面工程技术为标志的第二代表面工程两个发展阶段之后,现在已进入了第三代表面工程阶段—即将纳米材料和纳米技术与传统表面工程有机结合并应用的纳米表面工程阶段。随着人们对纳米材料和纳米技术的认识,随着人们对以往表面工程观念的更新,一个充分利用现代先进技术对零部件表面进行纳米表面工程设计的时代正在到来,纳米表面工程必将发挥出巨大作用,为国民经济建设服务,为人类造福。

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