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等离子抛光在真空电镀中的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-11-14  浏览次数:707
核心提示:等离子抛光也称电浆抛光。主要用于五金件产品的抛光以及真空镀膜的前处理,在表面处理行业属于新的工艺,本文将在等离子抛光的工作原理、应用优势以及在表面处理行业的应用来说明它与真空镀膜的协调性。
 

等离子抛光也称电浆抛光。主要用于五金件产品的抛光以及真空镀膜的前处理,在表面处理行业属于新的工艺,本文将在等离子抛光的工作原理、应用优势以及在表面处理行业的应用来说明它与真空镀膜的协调性。

一、 等离子抛光的工作原理

等离子也称为物质的第四态,是一种电磁气态放电现象,使气态粒子部分电离,这种被电离的气体包括原子、分子、原子团、离子和电子。等离子就是在高温高压下,抛光剂水溶,电子会脱离原子核而跑出来,原子核就形成了一个带正电的离子,当这些离子达到一定数量的时候可以成为等离子态,等离子态能量很大,当这些等离子和要抛光的物体摩擦时,顷刻间会使物体达到表面光亮的效果。

等离子抛光是一种全新的金属表面处理工艺,仅在工件表面的分子层与等离子反应,分子中原子一般间距为0.1-0.3纳米,处理深度为0.3-4.5纳米.抛光物的表面粗糙度在1MM范围内,因此等离子化学活化工件表面,去除表面分子污染层,交叉链接表面化学物质。

等离子抛光的一些特性测验:

(1).抛光速率测试

由测试数据显示,液态等离子抛光对SUS303、SUS304与SUS316等型号的不锈钢材质的抛光速率结果。测试结果发现液态等离子抛光的抛光速率与基材种类关联性小。但是,抛光速率伴随着外加电场的增加而增加,抛光速率>1.0∪m/min,是传统抛光法的十倍。我们亦可从测试结果发现250-290伏特,抛光速率的顺序为:SUS316>SUS304>SUS303。

(2).粗糙度测试

由测试结果发现303、304与316等型号的不锈钢基材经过液态等离子抛光后,其粗糙度分别从约1vm大幅降至<0.1vm,尤其是316基材粗糙度可减少至0.08vm。此抛光技术已接近纳米级的抛光能力范围内。

测试结果亦显示,液态等离子抛光对粗糙度减低的材质顺序为:SUS316>SUS304>SUS303。

(3).光泽度测试

由测试结果发现303、304与316等型式的不锈钢基材经过液态等离子抛光后,其光泽度分别从约45%大幅曾增加至75%、85%、与95%。此乃表示基材从雾面结构转变为具镜面效果的光泽结构。由此可以确定液态等离子抛光抛光后的基材符合工业产品外观装饰与材料特性的要求。

(4).硬度测试

由测试结果发现303、304与316等型号的不锈钢基材经过液态等离子抛光后,其硬度分别从约250HV维克硬度变化至280HV维克硬度。

测试结果表明无论基材材质是SUS316、SUS304、或SUS303,其硬度都有正向提升。

注:1.膜厚量测:是由日制surfacecorder ET-4000, Kasaka Laboratory 测量。

2.粗糙度性质测试:是由日制MVK-H100A2,Akashi测量。

3.表面组成:高分辨率扫描电子显微镜(SEM)观测。

二、等离子抛光的优势。

抛光技术是金属表面处理的关键技术之一,抛光无论是在传统产业还是在电子数码产业中都是不可或缺的生产步骤。抛光是对工件表面精加工的过程,经过抛光工序,工件表面粗糙度降低,一般说来伴随着光泽度的提高,工件抛光后其机械、物理及化学性能都有不同程度的改善。例如,粗糙度降低光洁度提高,耐腐蚀性提高,缺口敏感性降低,摩擦系数下降,磨损减少。

等离子抛光采用的抛光技术是一种完全不同于传统方法的新型抛光技术,此抛光技术是根据电化学原理与化学反应原理而研发设计的。其抛光技术不使用对环境有污染和损害生产者健康的化学物品,但它的抛光效果却能够达到传统方法很难达到的高品质,抛光速度也是传统抛光方法望尘莫及的,生产成本远远低于传统抛光成本(见图5)。

由于等离子抛光有这些特性存在,所以目前应用的非常广,并且有取代电解抛光的趋势。等离子抛光和电解抛光的适用行业广范:手机电子、数码配件、集成电路制造、运动器材(高尔夫球具)、眼镜制造、不锈钢洁具、餐具、医疗器械、手表饰品、汽车配件、LED制程、精密模具、航空航天及五金制品等行业等离子抛光工艺可以说是目前市场上最为先进的抛光工艺。他同电解既有相似之处也有本质的区别。说他们相似是说他们的抛光后的表面效果差不多。说他的本质区别最主要是等离子抛光成本低和对环境无污染,而电解则相反。电解最主要是靠药水来对工件进行电化学腐蚀。所以药水都具有很强的腐蚀性。对人体有很大伤害。对环境污染相当严重。而等离子抛光的抛光盐无腐蚀性,对人体无伤害,对环境也无污染。抛光盐已作过SGS认证,抛光溶剂污水排放也通过ROHS检测无污染。

以一般的手机外壳为例,基本上所有的手机商都对不锈钢手机外壳的要求为表面无划伤,无明显纹路,无白点也就是镜面效果。抛光工艺一般从冲压出完全成型产品开始,后续工序一般有镭射,真空镀膜,UV,喷油等。抛光均采用手工抛光,或者是手工抛光和等离子抛光结合。手工抛光及手工打磨,靠产品和麻、线、布轮的摩擦作用。第一次看见这种工艺的人都会很惊讶还有这样落后和原始的事情。或许有时候最原始的是最好的选择,这种工艺大行其道。但手工抛光工艺缺点明显。第一效率底下,一个抛光工在8小时内很难出到150个镜光成品,严重制约规模化生产。第二:工作环境污染很大.磨光过程种产生大量的黑色粉末,一天下来几乎全身都黑黑的。第三:工作种需要消耗大量的体力,工作异常辛苦。由于以上原因造成抛光工人的管理几乎成为每个厂家的头疼的事情,自由散漫,流动性太强。等离子抛光由于是靠电离子的摩擦作用,由于离子几乎没质量。所以摩擦力有限,对表面的摩擦作用一般是去掉1-2个丝。很明显对冲压印迹和表面橘皮无法去掉。采用手工抛光和等离子抛光相结合的办法。即采用手工开初去掉表面压印和橘皮。留下很深的麻轮纹路采用很细的线轮纹路去除。这个时候留下的线轮纹路采用等离子抛光去除。最后效果为表面镜光无任何纹路,表面棱角处产生R角有利于和其他部件的配合,尤其是按键。对工件的里面一样抛光光亮。这块运用种等离子抛光主要作用在去除布轮纹,少一次清洗程序,成品率高。由于手工开初和收光的时间成本基本相同,所以结合等离子抛光有利于节约成本,主要效用在节约时间。

手机等数码产品内部件:一般产品为冲出的产品就是成品,但品牌商如:Nokia,Motorola,Samsung等均要求内部件做处理。效果为去披风,去毛刺。不锈钢做出的产品主要是卡槽,线路槽,容器件等。由于是内部件一般及布规则和复杂,手机抛光基本都无法处理,采用能离子抛光能很有效的去披风,去毛刺。让部件之间能很好的配合,极大的减小线路板的摩擦。这一块是趋势,越来越多的品牌都会要求做这样的处理。内部件中比较特别的产品为滑轨,如NOKIA 8800的滑轨设计有明显的凹槽,手工处理不能有效的控制尺寸,很多地方无法抛光。只有等离子抛光才可以解决抛光问题。

等离子抛光的工艺操作简单:上挂——电抛——水洗——水洗——中和——水洗——喷淋——超声波——烤干——下挂——包装(或进行后其它后工艺:如真空镀膜及镀膜,喷涂等)

三、等离子抛光在金属表面处理行业的应用。

1. 一般需要做真空镀膜或真空镀膜的产品,在开始前都会先做清洗工艺,部份客户取用等离子抛光工艺,然后再做真空镀膜工艺(如图6)。特别是对于那些用布轮或者是麻轮做过抛光处理的产品就显得尤为重要。这是因为产品在经过轮子抛光后易留下轮纹,造成表面阴阳色或颜色不均匀现象发生,这样经过真空镀膜后就会呈现得更为明显,呈现出镀膜颜色不均匀,阴阳面等问题,但是采用等离子抛光工艺的要比清洗工艺良率要多30%以上,给前工序抛光工艺为抛除表面的轮纹减小很大压力,产能明显上升。这个主要是我们利用等离子抛光能够很好的提高产品的光泽度和降低产品表面粗糙度及提高表面硬度。

2. 抛光镭射后再做真空镀膜的产品也需要先做清洗工艺,然后再做真空镀膜工艺(如图7)。这是因为产品在镭射时表面容易产生发黄和被一些废渣吸附,简单的清洗根本去除不干净。如果清洗不干净则会造成真空镀膜颜色不均和麻点等不良现象。于是部份客户取用等离子抛光工艺,这样使得产品被清洁的力度大大提高,使良率明显提升10~20%。

3. 抛光拉丝后再做真空镀膜的产品也需要先做等离子抛光工艺,然后再做真空镀膜(如图8)。这是因为产品在拉丝过程中很容易使砂砾拉伤表面或者尼龙丝被高温烧焦吸附在工件拉丝位,简单的清洗也是根本没办法去除干净。如果清洗不干净也会给真空镀膜造成麻点,砂眼和颜色不均。需要真空镀膜的产品(如图9),前工序最好先做等离子抛光,因为等离子抛光可以充分去除工件冲裁面的批锋,利角和表面脏污。从而使得真空真空镀膜膜的附着力大大增强,特别是冲裁面的边角位不易脱膜,能将镀膜附着力良率提高15%以上。等离子抛光工艺还有退掉镀膜的功效,我们只要通过特定的抛光剂,在短的时间(30~180s)内就可以完全脱掉镀膜。这样大大节省脱膜时间。对于那些表面真空镀氮化碳或氮化铬的产品,脱膜相对较难,通过等离子抛光也能去完全将表面膜层去除干净,但是抛光时间需要延长一倍以上。虽说抛光时间相对增加,但任然不会伤到基材表面,相反会大大增加返镀的良率(因为等离子抛光能很好提高表面的光泽度,降低表面粗糙度,使表面平滑,光洁,导电性能好)

综上所述,等离子抛光的确是真空镀膜或真空镀膜前处理不可缺少的工艺,并且他也将以对人体无伤害,对环境无污染,成本低的绝对优势压倒电解工艺,同时也为真空镀膜或真空镀膜解除更多的不良因素,为真空镀膜或真空镀膜出高品质的产品而多做贡献。

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