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電鍍的前處理
發(fā)布時(shí)間：2010/11/20
電鍍的前處理
前處理
3.1前處理的意義
一般前處理工程過(guò)程為,研磨預(yù)備洗凈水洗電解脫酯水洗酸浸及活性化水中和水洗電鍍。
3.1.1 前處理的目的
前處理的目的是為了得到良好的鍍層，由于鍍件在制造、加工搬運(yùn)、保存期間會(huì)有油酯、氧化物銹皮、氫氧化物、灰塵等污物附著于鍍件表面上，若不去除這些污物而進(jìn)行電鍍將得不到良好的鍍層。鍍? 件品質(zhì)，前處理占很重要的地位。
3.1.2 前處理不良所造成之鍍層缺陷
前處理不良所造成之鍍層缺陷，有下列幾項(xiàng)：(1)剝離， (2)氣脹，(3)污點(diǎn)，(4)光澤不均，(5)凹凸不平，(7)小孔 (8)降低耐蝕性，(9)脆化。電鍍之不良，前處理占很大的原因。
3.1.3 污物的種類(lèi)
污物的種類(lèi)，可分為有機(jī)物及無(wú)機(jī)物。有機(jī)物污物主要是動(dòng)物性油酯，植物性油酯及礦物性油酯，無(wú)機(jī)物污物是金屬氧化物、鹽類(lèi)、塵埃、及砂土。另外由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物污物之物如研磨屑、研磨材料。動(dòng)物性及植物性油酯可被化緘劑皂去除。礦物性油污無(wú)法被緘劑皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶劑乳化劑等去除。無(wú)機(jī)物污物可被酸或緘溶解，利用酸、緘浸漬、化學(xué)或電解方法去除及機(jī)械研磨方法去除。無(wú)機(jī)、有機(jī)混合污物，去除較困難，除了利用化學(xué)方法，亦須用電解，機(jī)械研磨等方法聯(lián)合應(yīng)用去除。
3.1.4 電鍍前處理去除的典型污物
(1) 潤(rùn)滑油 (6) 淬火殘留物
(2) 切削油 (7) 熱處理鹽
(3) 研磨油 (8) 熱處理鹽
(4) 熱斑 (9) 污跡
(5) 銹及腐蝕物 (10) 油漆及油墨
3.1.5 表面清潔測(cè)定
表面清潔度測(cè)定，在工場(chǎng)最實(shí)用的方法是用水沖(water-beaktest)，檢查表面水是否均勻潤(rùn)濕，如果是均勻潤(rùn)濕則為清潔表面，反之則不清潔。其它方法有，Nielson method，Atomizer test，F(xiàn)luoresent method，weight of residual soil，wip-ing method，residual patlern method 及 Radioisotopetracer technique。
3.1.6 選擇清潔方法及清潔材料之影響因素
其影響因素有：
(1) 被清潔表面之特性 (9) 清潔劑的溫度
(2) 被去除污物之特性 (10)應(yīng)用時(shí)間
(3) 清潔要求程度 (11)經(jīng)驗(yàn)
(4）應(yīng)用的方法 (12)攪拌次數(shù)
(5) 水質(zhì) (13)污染的程度
(6) 手續(xù)、另件、設(shè)備人員的安全 (14)下一步處理
(7) 成本 (15)廢物之處理
(8) 清潔劑的濃度
3.1.7 清潔處理之注意事項(xiàng)
(1) 眼睛、皮膚、衣服等避免接觸清潔劑，并要戴防護(hù)衣及眼罩。
(2) 防止長(zhǎng)時(shí)間吸入有毒氣體,須供應(yīng)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。
(3) 使用會(huì)揮發(fā)性清潔劑時(shí)，溫度必低于燃著點(diǎn)，在使用的區(qū)域嚴(yán)禁煙火及有火光或研磨之作業(yè)。
(4) 調(diào)制重堿性清潔劑時(shí)，要慢慢的加入冷水，避免產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，必須先在冷水中溶解而后再加熱。
(5) 酸性材料調(diào)制時(shí)，不能將水加入酸中必須慢慢的將酸加入水中。
(6) 存放酸性溶劑的溶器，必須用防酸材料制成，防止損壞地板及附近設(shè)備，必須遵守藥品使用的說(shuō)明。
(7) 防止清潔劑損壞鍍件機(jī)材，可添加抑制劑，使在所有污物去除后形成保護(hù)層。
(8) 清潔劑濃度增加，清潔時(shí)間可以減少但有一定限度，超過(guò)此限度反而不利。
(9) 溫度增加對(duì)清潔時(shí)間可以減少。
(10)清潔需要一段時(shí)間，不是立即就可移去污物。
(11)清潔過(guò)程中或之后，清洗是很重要的。
3.1.8 清潔劑去除污物的原理
(1) 溶解力作用，如水可溶解鹽，酸可溶解金屬銹皮，汽油可溶解油脂。
(2) 堿化作用。
(3) 浸濕作用，將硫水性變親水性。
(4) 乳化作用，使油與水混合在一起。
(5) 反凝作用，即為懸浮作用。
3.1.9 去除氧化物及銹皮的方法
基本方法有:1.噴砂除銹(abrasive blasting),2.滾筒除銹(tumbling),3.刷光除銹(brushing),4.酸浸漬(acid picking),5.鹽浴除銹(salt bath descaling),6.堿劑除銹(alkline descaling),7.酸洗(acid cleaning)。
3.1.10 選擇除銹方法的因素
選擇除銹方法的因素有:1.銹皮的厚度,2.基材的性質(zhì),3.鍍件制造及處理過(guò)程,4.容許基材損耗大小,5.表面光度要求,6. 鍍件之形狀及大小,7.產(chǎn)量要求,8.可被應(yīng)用的設(shè)備,9.成本, 10.氫脆性。
?
3.2.1 凈化的方法
凈化的方法有:1.堿劑洗凈(alkaline cleaning),2.溶劑洗凈(solvent cleaning),3.乳化洗凈(emulsion cleaning),4.電解堿洗凈(electrolytic alkaline cleaning),5.酸洗凈(acid cleaning),6.蒸氣脫脂(vapor degreasing),7.噴砂洗凈(abrasive blast cleaning), 8.滾筒洗凈(tumbling),9.刷洗凈(brushing),10.酸浸漬(picking),11.電解酸浸(electrolytic picking),12.鹽浴去銹(salt bath descaling),13.堿劑去銹(alka;ine descaling),14.超音波洗凈(ultrasonic cleaning),15.去漆(paint stripping),16.珠擊法(glass bead cleaning)。
3.9.7 銀及銀合金之酸浸溶液配方
Nitric acid 66 vol %
Temperature room to 160 F
Sulfuric acid 78 vol %
Nitric acid 22 vol %
Temperature room
Sodium cyanide 3 ~ 4 oz / gal
Sodium carbonate 1 ~ 2 oz / gal
Sodium aluminum sulfate 6 oz / gal
Sodium potassium tattrate 6 oz / gal
Temperature 180 ~ 210 F
也可用4~6 Volt陰極處理30秒至1分鐘于室溫下電解。
3.9.8 鋅及鋅合金之酸浸溶液配方
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Sodium sulfate 2 ~ 4 oz / gal
Temperature room
Time 5 ~ 30 sec
若水洗后有黃色膜則用1% 硫酸浸泡脫色。
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Hydrochloride 12 oz / gal
Temperature room
Time 1 min
水洗完后再用40 oz/gal 鉻酸水溶液浸泡。
3.9.9 鎳及鈷合金之酸浸溶液配方
(1) AISI 661 , 670 , 680 , 688 合金 ：
Hydrofluoric acid 48 ~ 58 oz / gal
Nitric acid 7 ~ 10 oz gal
Temperature room
Sodium hydric 1 ~ 2 wt %
Sodium hydroxide 98 ~ 99 wt %
Temperature 680 ~ 720 F
(2) 純 鎳
Hydrochloride acid 50 ~ 75 vol %
Temperature room
(3) 出光 ( bright dipping )
Sulfuric acid 5 vol %
Ferric sulfate 24 oz / gal
Temperature 180 F
Hydrochloride acid 25 vol %
Ferric sulfate 13 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
3.9.10 鋼鐵酸浸溶液配方
商業(yè)抑制劑 ( commercial inhibitors ) , 氨類(lèi) ( amines ) 及硝酸鹽 ( nitrates ) 通常用來(lái)防止過(guò)度浸蝕 ( overetching ) 及針孔 ( pitting )。其配方有 ：
Hydrochloric acid 55 vol %
Inhibitor ( optional ) 需要量
Temperature room
Time 1/2 ~ 1 min
可溶解含 Fe 至 5 oz / gal；Cu 0.5 oz / gal 最多。
Sulfuric acid 25 vol %
Inhibitor ( optional ) as required
Temperature room
Time upto 10 min
槽及加熱管需用鉛被覆 ( lead - lined )。
(3) 鋼 400 系列及pH 鋼除銹配方有：
Ferric sulfate anhydrous 8.5 ~ 13.5 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.5 ~ 2.5 oz / gal
Temperature 125 ~ 135 F
Time 1 ~ 5 min
Sodium chloride 2 ~ 4 oz / gal
Sulfuric acid 12 ~ 27 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Time min
Sulfuric acid 2 ~ 3 oz / gal
Potassium nitrate 2 ~ 3 oz / gal
Temperature 160 F
Time 5 ~15 min
松脫銹垢 ( loosen heavy )
Potassium permanganate 8 ~ 12 oz / gal
Sodium hydroxide 8 ~ 12 oz / gal
Temperature 160 F to 沸點(diǎn)
Time 30 min
此溶液處理后需再用溶液(1)或(2)除銹。
(4) 鑄鐵除銹配方 ：
Sulfuric acid 10 ~ 15 oz / gal
或 25 ~ 30 oz / gal
Nitric acid 4 ~ 5 oz / gal
Hydrofluoric 12 ~ 15 oz / gal
(5) 出光 ( bright dips ) 配方有 ：
Citric acid 10 ~ 12 oz / gal
ammonia pH 65 ~ 7
Oxalic acid 1 ~ 2 oz / gal
Hydrogen 0.5 oz / gal
Sulfate as brightener 微量
高電流密度電解拋光。
3.9.11 銅及銅合金之酸浸溶液配方
(1) 去除厚垢 ( heavy scale ) 配方 ：
Sulfuric acid 55 ~ 80 oz / gal
Nitric acid 10 ~ 15 oz / gal
Temperature room
銅溶解含量最多到 3 oz / gal。
(2) 去除普通銹皮 ( moderate scales ) 配方 ：
Sulfutic acid 20 ~ 30 oz / gal
Chromic acid 或 3 ~ 4 oz / gal
Sodium dichromate 45 ~ 6 oz / gal
Temperature room
銅溶解最多含量到 2 oz / gal。
(3) 去除輕微銹皮 ( light scales ) 配方 ：
Sulfuric acid 19 ~ 26 oz / gal
Temperature room ~ 125 F
銅溶解量最多到 4 oz / gal。
(4) 含 0.7 % Pb以上之銅合金酸浸配方 ：
Fluboric acid 15 ~ 24 oz / gal
Temperature room
銅溶解含量最多到 1.5 oz / gal。
焊接對(duì)象另加5 %過(guò)氧化氫 hydrogen peroxide。
(5) 出光 ( bright dipping ) 配方有 ：
Sulfuric acid 90 ~ 110 oz / gal
Nitric acid 20 ~ 25 oz / agl
water 33 vol %
Sodium chloride 0.25 oz / gal
綠化鈉幫助出光，但過(guò)量會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn) ( spotting )。
Phosphoric acid ( 85 % ) 55 vol %
Nitric acid ( 40 Be^-1 ) 20 vol %
Acetic acid ( 98 % ) 25 vol %
Temperature 130 ~ 75 F
Sodium cyanide 4 ~ 6 oz /gal
Temperature 120 ~ 150 F
也可在較低溫度下陽(yáng)極處理
3.9.12 不銹鋼酸浸
鹽酸會(huì)產(chǎn)生晶界侵蝕，殘留綠離子會(huì)引起應(yīng)力腐蝕，所以不被推薦使用。不銹鋼銹皮有時(shí)不易與酸起作用，若強(qiáng)制除去則會(huì)過(guò)度酸浸刻蝕基材 (substrate )及產(chǎn)生針孔，所以必需先作脫銹 ( scale loosening )，其配方如下：
(1) 脫銹 ( scale loosening ) 配方：
Sodium hydroxide NaOH 20 ~ 25 oz / agl
Sodium carbonate ( anhydrous ) 25 oz / gal
Potassium permanganate 6 ~ 8 oz / agl
Temperature 190 F 到沸點(diǎn)
Sodium carbonate 20 oz / gal
Sodium hydroxide 5 oz / gal
Potassium permanganate 12 oz / gal
Temperature 190 F 到沸點(diǎn)
Sulfuric acid 10 vol %
Temperature 180 F
(2) 除銹酸浸 ( pickling ) 配方：
Nitric acid 30 ~ 65 oz / gal
Hydrofluoric acid 或 4 vol %
Ammonium bifluoride 6.7 oz / gal
Temperature 120 ~ 140 F
Time 不超過(guò) 30 min
Dissolved metal Fe 最多到 3 oz / gal
(3) 冷加工對(duì)象除銹酸浸配方有：
Sulfuric acid 6.25 vol %
Hydrofluoric acid 6.25 vol %
Chromic acid 8 oz / gal
Temperature 到 180 F
Ferric sulfate 9 ~ 13 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.7 vol %
Temperature 125 ~ 135 F
Sulfuric acid 10 oz / gal
Ferric sulfate 0.25 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Nitric acid 45 ~ 70 oz / gal
Molybdic acid 0.35 ~ 0.5 oz / agl
此溶液可去除金屬雜質(zhì) ( foreign metals )
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3.10 超音波洗凈
超音波如果正確使用,對(duì)清潔工作很有幫助,它可節(jié)省時(shí)間,金錢(qián)及增加清潔度(clearness),工作可小至螺絲而大到超過(guò)300磅重.它是利用渦流(cavitation)作用及破裂(implosion) 作用去除表面污物,它對(duì)復(fù)雜工件或細(xì)孔的工件都有效.
3.10.1 超音波洗凈之影響因素
(1) 溫度:一般溫度愈高,超音波洗凈愈好,但不要越過(guò)低于沸點(diǎn)10^c,及不利之化學(xué)作用.
(2) 氣體:繼續(xù)法使溶液氣體易于浮出,或加熱使溶液減少,加潤(rùn)濕劑(wetting agent),使氣體能迅速離開(kāi)表面.
(3) 表面張力(surface tension)愈大則渦流作用密度(cavitation density)愈小.
(4) 粘度(viscosity)愈大則須較大的能量起渦流作用.
(5) 超音波能量(ultrasonic power)要適當(dāng),太大或太小都不好.
(6) 蘋(píng)律(frequency)愈大需高能量來(lái)產(chǎn)生相同之渦流作用,一般在21~45kHz.
(7) 工件之曝露(part exposure),工件里面必需接觸到超音波洗凈液,通過(guò)錯(cuò)誤有1.工件放置不適當(dāng)形成空氣袋(gas pockets).有時(shí)需要翻動(dòng)工件,2.籃子內(nèi)小工件太多,負(fù)荷過(guò)多,寧可少量多次不要多量多次,3.籃子及掛架(baskets or fixtures for holding parts)阻礙音波.
(8) 污點(diǎn)(contaminants)種類(lèi):
1.可溶性污物(soluble contaminamts).
2.不溶性由可溶性粘合污物(non-soluble,held by soluble binder contaminanys)如切削屑粘附在油指物上.).
3.不溶性污物(non-soluble contaminants).
(9) 洗凈液化學(xué)成份(cleaning chemical).
(10) 設(shè)備(equipments).
3.10.2 超音波洗凈之原理及優(yōu)點(diǎn)
原理:
超音波洗凈的作用,是以超過(guò)人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)聲蘋(píng)以上的波動(dòng)在液體中傳 導(dǎo) ,當(dāng)音波在洗凈劑中傳導(dǎo),由于聲波是一種縱波,縱波推動(dòng)介質(zhì)的作用會(huì)使液體中壓力變化而產(chǎn)生無(wú)數(shù)微小真空泡,稱(chēng)之為<空洞現(xiàn)象>(cavitation).
當(dāng)氣泡受壓爆破時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊能,可將固著在對(duì)象死角內(nèi)的污垢打散,并增加洗凈劑的洗凈效果.由于超音波蘋(píng)率高波長(zhǎng)短,穿透力強(qiáng),因此對(duì)有隱蔽細(xì)縫或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的洗凈物,可以達(dá)到完全洗凈的驚人效果.
優(yōu)點(diǎn):
(1)節(jié)省人力及時(shí)間:降低人工成本,不必將物品拆開(kāi)和用手刷洗,大量節(jié)省人力及時(shí)間.
(2)完全清洗:精密零件及昂貴物品,均可完全清洗而不傷材質(zhì).
(3)復(fù)雜物的清洗:能將復(fù)雜形狀的物品,死角及隱蔽孔洞之污垢完全清洗,解除一般清洗法無(wú)法克服的難題.
(4)操作簡(jiǎn)單:免去物料流程的擔(dān)誤,減少在制品瓶頸,增加產(chǎn)量.
(5)可配合洗劑:可使用性質(zhì)溫和之溶劑,達(dá)成更加的洗凈效果,免除危險(xiǎn)性.
3.11 水洗 (Water Rinsing)
水洗需不影響產(chǎn)品品質(zhì).鍍件之活性,不產(chǎn)生化學(xué)物于鍍件表面,干燥后不發(fā)生變色或侵蝕作用.
(1)水洗方程式(rinsing equation)
D*Ct=F*Cr
D=帶入量(dragin)
Ct=帶入量濃度(concentration of dragin)
F=水洗槽流量(flow throufgh the rinsingtank)
Cr=水洗濃度(concentration in the rinse)
水洗方程式表示帶入溶質(zhì)的量等于水洗流出的溶質(zhì)的量,如鹽進(jìn)入量(salt in)=鹽流出量(salt out).
(2)水洗效率(effectivity of the rinse)E,
E=(F*Cr)/(D*Ct)
(3)水洗濃度比值(rinsing concentration ratio)Rc,
Rc=Ct/Cr
(4)污物極值(concentration limit)
水洗允許化學(xué)物濃度之最大值.
(5)水洗流量(flow of water throught a rining tan)
F=D*Ct/Cr
F=Rc*D
(6)水洗體積比值(volume rining ratio)Rv,
Rv=F/D=====> E=Rv/Rc
(7)多段式水洗(multiple rining),兩段式水洗可省水而三段式可更省水,三段以上省水則不確定,但為了回收化學(xué)物則用三段以上水洗.
(8)水洗槽設(shè)計(jì).
(9)水洗自動(dòng)控制(automatic control),利用導(dǎo)電度(conductivity)控制器(controller)或稱(chēng)之水洗槽控制器(rinse tank controller)來(lái)維持一定水洗濃度水平Cr控制水的流量F,
F=K*D
水的流量為帶入量乘一個(gè)設(shè)定長(zhǎng)數(shù)K值
(10)水洗中水之雜質(zhì)如石灰或鎂的化合物等所產(chǎn)生的硬質(zhì)會(huì)影響清潔力,所以需加以軟化,其方法有:
1. 用碳酸鹽或磷酸鹽再加蘇打灰使硬水中之鹽分沉淀.
2.添加無(wú)機(jī)多磷酸鹽或有機(jī)螯合劑使硬水中的鹽份不起作用.
3.利用泡氟石或離子交換樹(shù)指軟化硬水.
3.12 電解研磨
電解研磨是類(lèi)似電鍍,須直流電.電解液,但工作放在陽(yáng)極,利用禿出金屬部份電流集中,及凹處極化較大的作用將工件磨平,磨光,也使表面成鈍化更耐磨蝕.電解研磨去除很少量的金屬表面,較深的刻痕記號(hào)及非金屬雜質(zhì)不能去除 . 電解研磨的時(shí)間很短約2~12分鐘,除非表面起初就粗慥,或?yàn)榱巳コ喈?dāng)量的金屬如尺寸控制,毛邊去除就需較長(zhǎng)時(shí)間.電解研磨優(yōu)于機(jī)械研磨的是沒(méi)有變形,沒(méi)有刷痕 ,沒(méi)有方向性,及能表現(xiàn)出真實(shí)金屬顏色.電解研磨的控制因素有溫度.電流密度,時(shí)間,電解液,攪拌等,要有好的電解液效果基材的結(jié)晶要細(xì)致是很重要的,通長(zhǎng)效果不佳的原因有:1.結(jié)晶太粗大 2.不均勻結(jié)構(gòu) 3.非金屬雜質(zhì) 4.冷札方向性的痕跡 5.鹽類(lèi)或銹污染物 6.過(guò)度酸浸 7.不當(dāng)或過(guò)度冷抽加工.
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3.14.4 拋光(buffing)的形式
(1)硬拋光(hard buffing)
(2)色澤拋光(color buffing)
(3)接觸拋光(contact buffing)
(4)Mush buffing.
3.14.5 拋光輪(buffing wheels)
拋光輪有下列形式:
(1)Bish buff
(2)Finger buff
(3)Full-disk buff
(4)Peced buff
(5)Finnel and sisal buffs
3.14.6 拋光化合物(buffing componds)
(1)Tripoli compound:用于非經(jīng)鐵金屬
(2)Bobbing compounds:用于鋁及銀合金
(3)Cut or cutdown compounds:非鐵金屬
(4)Cut and color compounds.
(5)Cut or color compounds.
(6)Stainless stell buffing compounds.
(7)Stell buffing compounds.
(8)Chromium buffing compounds.
(9)Rough compounds.
(10)Emery paste.
(11)Greaseless compounds.
(12)Liquid buffing compounds.
3.14.7 研磨及拋光自動(dòng)化機(jī)器
(1)Rotary automatic machines.
(2)Straight-line machines.
(3)Reciprocating straight-line machines.
(4)Horizontal return straight-line machines.
(5)Oversal or modular rectangular type straight-line equipment.
3.14.8 研磨及拋光自動(dòng)化(automation of polishing and buffing)
電鍍工程中研磨及拋光占大部份人工成本且高度塵埃,噪音及振動(dòng)之惡劣工作環(huán)境及公害,還有因個(gè)人技術(shù)差異使品質(zhì)不均勻等問(wèn)題其解決有賴于半自動(dòng)化或全自動(dòng)化.自動(dòng)化可行性之決定因素有(1)工作形狀,(2)工作材質(zhì),(3)加工精度,(4)產(chǎn)量,(5)工作尺寸大小,(6)成本
現(xiàn)代自動(dòng)化可自動(dòng)送料,下料,換位置,移位等利用程序化控制(programmable controller)或機(jī)器人(robots)操作.
3.15 整體研磨(Mass Finishing)
(1) 優(yōu)點(diǎn):
1.成本低
2.操作簡(jiǎn)單
3.各種金屬及非金屬均可
4.鍍件尺寸及行狀限制少
5.加工程度彈性大
6.零件全部的表面,邊緣及角都可作用到
(2) 缺點(diǎn):
1.角的研磨作用比表面大
2.孔洞或深凹處作用較表面小
3.15.1 整體研磨的方法
(1)滾筒研磨(barrel finishing)
(2)振動(dòng)研磨(vibratory finishing)
(3)Centrifugal Disc finishing
(4)Centrifugal Barrel finishing
(5) Spindle finishing
3.15.2 整體研磨的應(yīng)用
(1)清潔,除銹,脫脂
(2)去毛邊
(3)邊及角的圓滑化
(4)改變表面狀況如表面應(yīng)力
(5)去除粗糙面(磨平)
(6)光亮化(磨光)
(7)抑制腐蝕
(8)干燥
3.15.3 滾桶研磨的形式
(1)Open-end, tilting
(2)Bottienecked
(3)Horizontal actagonal
(4)Triple-action,polygonal
(5)Multiple drums
(6)Multi-compartment
(7)Endtoading
(8)Submerged
滾桶研磨性質(zhì)(media)與工作的比率決定因素有:
(1)工作尺寸及復(fù)雜性(complexity)
(2)研磨性質(zhì)堆積性(possibility of media lodging)
(3)工件重疊性(possibility of parts nesting)
(4)加工品質(zhì)
3.15.4 整體研磨設(shè)備之選擇因素
(1) 產(chǎn)品的要求:
1.工件的尺寸及結(jié)構(gòu)
2.批量(batch size)
3.工件的要求
4.工件的控制性(variety of parts)
5.每小時(shí)的工作量
6.每年的產(chǎn)量
(2) 品質(zhì)的要求:
1.工件處理前的品質(zhì)
2.工件處理后的品質(zhì)
3. 表面加工程度
4.邊緣狀況
5.工件清潔度
6.邊及表面的均勻性
7.工件與工件間之均勻性
(3) 制程之變化
1.與其它制程的關(guān)系
2.自動(dòng)化的需要
3.處理時(shí)間
4.投資金額
5.操作及維護(hù)成本
6.消耗物料
7.能源
8.水及廢液排放處理
9.保養(yǎng)及修護(hù)
10.場(chǎng)地空間
11.庫(kù)存需求
12.人力
13.品管
14.目前及未來(lái)需求
3.15.5 整體研磨劑(mass finishing compounds)
(1) 功能:
1.促進(jìn)及維持工件之清潔度
2.控制ph值,泡沫及水的硬度
3.潤(rùn)濕彈簧表面
4.乳化表面油污
5.去除銹皮及變色(tarnish)
6.控制工件的顏色
7.懸浮污物
8.控制潤(rùn)滑性(lubricity)
9.防止腐蝕
10.冷卻做用
11.確保廢液排放符合環(huán)境保護(hù)公害之規(guī)范
(2) 使用方式:
研磨劑有固體粉末及液體粉末二種,其使用方式有:
1.批次式(batch)
2.循環(huán)式(recirculation)
3.流入式(flow-through)
3.15.6 整體研磨之介質(zhì)(finishing media)
介質(zhì)的功能有:1.磨擦(abrade),2.磨光(burnish),3.分離(separate)工。介質(zhì)材料有下列幾種：
1.天然介質(zhì)（natural media）：砂石
2.農(nóng)產(chǎn)物（agricultural)：木屑，玉米之穗軸，胡桃殼
3.合成介質(zhì)(synthetic media):氧化鋁
4.陶瓷介質(zhì)(ceramic media)
5.塑料結(jié)合介質(zhì)(resin-boned media)
6.鋼介質(zhì)(steel media)
(1) 介之選用考慮下列因素:
1.毛之去除
2.工件的表面及邊緣加工均勻性
3.塞入孔洞或深凹處
4.處理時(shí)間要短
(2) 介質(zhì)的供應(yīng)及成本:
1.供貨商之可靠性
2.單位重量或容積的價(jià)格
3.品質(zhì)的可靠性
(3) 介質(zhì)的能力及多功能性:
1.可處理廣范的產(chǎn)品
2.少磨耗性五金彈簧
3.少分列性(reclassificatiopn)
4.少裂開(kāi)(break)
5.工件間之壓制作用(cushioning action)
3.15.7 整體研磨之故障原因
(1)工件表面過(guò)度影響(excessive impingement)
1.介質(zhì)使用量不足
2.工件太大
3.速率及頻率太大
4.溶液水平或流量太低
5.研磨削不足
6.研磨削對(duì)
7.不正確方法
8.介質(zhì)不對(duì)
(2)工件之邊緣、角及毛邊過(guò)度研磨:
1.研磨作用太慢
2.介質(zhì)粒子太大
3.介質(zhì)使用不對(duì)
4.速率及頻率太大
5.負(fù)荷過(guò)大
6.水位不正確
(3)介質(zhì)堆積在工件孔洞及深凹處:
1.介質(zhì)尺寸不對(duì)
2.介質(zhì)形狀不當(dāng)
3.介質(zhì)過(guò)度磨耗折損
4.介質(zhì)分級(jí)不良
1.操作不當(dāng)中斷
2.水洗及凈化不足
3.不正確研磨劑
4.產(chǎn)生腐蝕
5.介質(zhì)太活躍
6.另件相互影響
3.16 噴射研磨洗凈(abrasive blast cleaning)
它是將研磨粒子以干式或液體方式噴射在工件表面上去除污物，銹皮等作調(diào)節(jié)(conditjoning)表面以便做進(jìn)一步
之處理。其主要用在:
(1)去除塵埃、銹皮、磨砂、或漆
(2)粗化表面以便油漆及其它被覆處理
(3)去除毛邊，精密彈簧
(4)消光處理(matte surface treatment)
(5)去除對(duì)象余料(flash)
(6)玻璃或陶瓷刻蝕
其它方法可分為干式噴射洗凈(dry blast cleaning)及濕式噴射洗凈(wet blast cleaning)
3.16.1 干式噴射研磨洗凈(dry blast cleaning)的研磨材料
其使用研磨材料為:
1.金屬粒子(metallic grit)
2.金屬珠(metallic shot)
3.砂粒(sand)
4.玻璃(glass)
5.農(nóng)產(chǎn)物(agricultural products)如胡桃殼、稻殼、木屑
3.16.2 干式噴射研磨洗凈機(jī)器
其所使用之機(jī)器設(shè)備有:
(1)Cabinet mechine
(2)Continuous-flow mechines
(3)Blasting-tumbling mechines
(4)Portable Equipments spring
(5)Microabrasive Blasting machines
3.16.3 濕式噴射研磨洗凈(wet blast cleaning)之使用
主要用于:
(1)去除精密工件之毛邊(burrs)
(2)消光表面處理(matle surface treatment)
(3)檢查研磨、硬化之工件
(4)去除硬工件上之工件記號(hào)(tool marks)
(5)去除輕微銹皮
(6)電子另件及印刷電路板去除氧化物以備焊接
(7)去除焊接銹皮(welding scale)
3.16.4 濕式噴射研磨洗凈研磨材料(Abrasives)
有許多種類(lèi)及尺寸的研磨材料被使用，尺寸由20-mesh到500-mesh,研磨的材料有:1.有機(jī)物或農(nóng)產(chǎn)物,如胡核桃,2.
無(wú)機(jī)物如砂、石英、氧化鋁，不銹鋼彈簧等。
3.16.5 濕式噴射洗凈的流體介物(liquid carrier)
(1) 研磨材料
(2) 防腐蝕劑
(3) 潤(rùn)濕劑
(4) 防止阻塞劑(anticlogging)
(5) 防(止沉淀劑(antisettling)
(6) 水
3.16.6 濕式噴射洗凈的設(shè)備
(1) Cabinet-type mechines
(2) Horizpntal-plane turntable mechines
(3) Vertical wheel-type mechines
(4) Chain or belt conveyor mechines
(5) Shutte-type cabinets with cars and rail extensions
3.16.7 噴射洗凈之安全與衛(wèi)生
如果有良好的預(yù)防則對(duì)人身是安全的,其危害身體的部份主要是肺,由于長(zhǎng)期吸入粉粒會(huì)形成硅肺病,所以工做人員在起初和每年都照x-光經(jīng)專(zhuān)門(mén)醫(yī)師檢查肺部x光片。工做人員必需戴頭盔附有空氣供給,特殊的手套, 圍巾,及鞋罩。工作室要充份通風(fēng),保持空氣干燥,沒(méi)有污染氣體,沒(méi)有嗅味。
3.17 前處理標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
(1) ASTM A380 Descaling and Cleaning of Stainlrss Steel surfaces.
(2)ASTM B183 Preparation of Low Carbon Steel for Electroplating.
(3)ASTM B242 Preparation of High-Carbon Stell for Electroplating.
(4)ASTM B252 Preparation of zinc-based die castings for Electroplating.
(5)ASTM B253 Preparation of and Electroplating on Aluminum alloys.
(6)ASTM B254 Preparation of and Electroplating on Stainless Steel.
(7)ASTM B281 Preparation of Copper and Copper-Based Alloys for Electroplating.
(8)ASTM B319 Preparation of Lead and Lead Alloys for Electroplating.
(9)ASTM B480 Preparation of Magnesium and Magnesium Alloys for Electroplating.
(10)ASTM B322 Cleaning Metals before Electroplating.
?
前處理
3.1前處理的意義
一般前處理工程過(guò)程為,研磨預(yù)備洗凈水洗電解脫酯水洗酸浸及活性化水中和水洗電鍍。
3.1.1 前處理的目的
前處理的目的是為了得到良好的鍍層，由于鍍件在制造、加工搬運(yùn)、保存期間會(huì)有油酯、氧化物銹皮、氫氧化物、灰塵等污物附著于鍍件表面上，若不去除這些污物而進(jìn)行電鍍將得不到良好的鍍層。鍍? 件品質(zhì)，前處理占很重要的地位。
3.1.2 前處理不良所造成之鍍層缺陷
前處理不良所造成之鍍層缺陷，有下列幾項(xiàng)：(1)剝離， (2)氣脹，(3)污點(diǎn)，(4)光澤不均，(5)凹凸不平，(7)小孔 (8)降低耐蝕性，(9)脆化。電鍍之不良，前處理占很大的原因。
3.1.3 污物的種類(lèi)
污物的種類(lèi)，可分為有機(jī)物及無(wú)機(jī)物。有機(jī)物污物主要是動(dòng)物性油酯，植物性油酯及礦物性油酯，無(wú)機(jī)物污物是金屬氧化物、鹽類(lèi)、塵埃、及砂土。另外由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物污物之物如研磨屑、研磨材料。動(dòng)物性及植物性油酯可被化緘劑皂去除。礦物性油污無(wú)法被緘劑皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶劑乳化劑等去除。無(wú)機(jī)物污物可被酸或緘溶解，利用酸、緘浸漬、化學(xué)或電解方法去除及機(jī)械研磨方法去除。無(wú)機(jī)、有機(jī)混合污物，去除較困難，除了利用化學(xué)方法，亦須用電解，機(jī)械研磨等方法聯(lián)合應(yīng)用去除。
3.1.4 電鍍前處理去除的典型污物
(1) 潤(rùn)滑油 (6) 淬火殘留物
(2) 切削油 (7) 熱處理鹽
(3) 研磨油 (8) 熱處理鹽
(4) 熱斑 (9) 污跡
(5) 銹及腐蝕物 (10) 油漆及油墨
3.1.5 表面清潔測(cè)定
表面清潔度測(cè)定，在工場(chǎng)最實(shí)用的方法是用水沖(water-beaktest)，檢查表面水是否均勻潤(rùn)濕，如果是均勻潤(rùn)濕則為清潔表面，反之則不清潔。其它方法有，Nielson method，Atomizer test，F(xiàn)luoresent method，weight of residual soil，wip-ing method，residual patlern method 及 Radioisotopetracer technique。
3.1.6 選擇清潔方法及清潔材料之影響因素
其影響因素有：
(1) 被清潔表面之特性 (9) 清潔劑的溫度
(2) 被去除污物之特性 (10)應(yīng)用時(shí)間
(3) 清潔要求程度 (11)經(jīng)驗(yàn)
(4）應(yīng)用的方法 (12)攪拌次數(shù)
(5) 水質(zhì) (13)污染的程度
(6) 手續(xù)、另件、設(shè)備人員的安全 (14)下一步處理
(7) 成本 (15)廢物之處理
(8) 清潔劑的濃度
3.1.7 清潔處理之注意事項(xiàng)
(1) 眼睛、皮膚、衣服等避免接觸清潔劑，并要戴防護(hù)衣及眼罩。
(2) 防止長(zhǎng)時(shí)間吸入有毒氣體,須供應(yīng)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。
(3) 使用會(huì)揮發(fā)性清潔劑時(shí)，溫度必低于燃著點(diǎn)，在使用的區(qū)域嚴(yán)禁煙火及有火光或研磨之作業(yè)。
(4) 調(diào)制重堿性清潔劑時(shí)，要慢慢的加入冷水，避免產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，必須先在冷水中溶解而后再加熱。
(5) 酸性材料調(diào)制時(shí)，不能將水加入酸中必須慢慢的將酸加入水中。
(6) 存放酸性溶劑的溶器，必須用防酸材料制成，防止損壞地板及附近設(shè)備，必須遵守藥品使用的說(shuō)明。
(7) 防止清潔劑損壞鍍件機(jī)材，可添加抑制劑，使在所有污物去除后形成保護(hù)層。
(8) 清潔劑濃度增加，清潔時(shí)間可以減少但有一定限度，超過(guò)此限度反而不利。
(9) 溫度增加對(duì)清潔時(shí)間可以減少。
(10)清潔需要一段時(shí)間，不是立即就可移去污物。
(11)清潔過(guò)程中或之后，清洗是很重要的。
3.1.8 清潔劑去除污物的原理
(1) 溶解力作用，如水可溶解鹽，酸可溶解金屬銹皮，汽油可溶解油脂。
(2) 堿化作用。
(3) 浸濕作用，將硫水性變親水性。
(4) 乳化作用，使油與水混合在一起。
(5) 反凝作用，即為懸浮作用。
3.1.9 去除氧化物及銹皮的方法
基本方法有:1.噴砂除銹(abrasive blasting),2.滾筒除銹(tumbling),3.刷光除銹(brushing),4.酸浸漬(acid picking),5.鹽浴除銹(salt bath descaling),6.堿劑除銹(alkline descaling),7.酸洗(acid cleaning)。
3.1.10 選擇除銹方法的因素
選擇除銹方法的因素有:1.銹皮的厚度,2.基材的性質(zhì),3.鍍件制造及處理過(guò)程,4.容許基材損耗大小,5.表面光度要求,6. 鍍件之形狀及大小,7.產(chǎn)量要求,8.可被應(yīng)用的設(shè)備,9.成本, 10.氫脆性。
?
3.2.1 凈化的方法
凈化的方法有:1.堿劑洗凈(alkaline cleaning),2.溶劑洗凈(solvent cleaning),3.乳化洗凈(emulsion cleaning),4.電解堿洗凈(electrolytic alkaline cleaning),5.酸洗凈(acid cleaning),6.蒸氣脫脂(vapor degreasing),7.噴砂洗凈(abrasive blast cleaning), 8.滾筒洗凈(tumbling),9.刷洗凈(brushing),10.酸浸漬(picking),11.電解酸浸(electrolytic picking),12.鹽浴去銹(salt bath descaling),13.堿劑去銹(alka;ine descaling),14.超音波洗凈(ultrasonic cleaning),15.去漆(paint stripping),16.珠擊法(glass bead cleaning)。
3.9.7 銀及銀合金之酸浸溶液配方
Nitric acid 66 vol %
Temperature room to 160 F
Sulfuric acid 78 vol %
Nitric acid 22 vol %
Temperature room
Sodium cyanide 3 ~ 4 oz / gal
Sodium carbonate 1 ~ 2 oz / gal
Sodium aluminum sulfate 6 oz / gal
Sodium potassium tattrate 6 oz / gal
Temperature 180 ~ 210 F
也可用4~6 Volt陰極處理30秒至1分鐘于室溫下電解。
3.9.8 鋅及鋅合金之酸浸溶液配方
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Sodium sulfate 2 ~ 4 oz / gal
Temperature room
Time 5 ~ 30 sec
若水洗后有黃色膜則用1% 硫酸浸泡脫色。
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Hydrochloride 12 oz / gal
Temperature room
Time 1 min
水洗完后再用40 oz/gal 鉻酸水溶液浸泡。
3.9.9 鎳及鈷合金之酸浸溶液配方
(1) AISI 661 , 670 , 680 , 688 合金 ：
Hydrofluoric acid 48 ~ 58 oz / gal
Nitric acid 7 ~ 10 oz gal
Temperature room
Sodium hydric 1 ~ 2 wt %
Sodium hydroxide 98 ~ 99 wt %
Temperature 680 ~ 720 F
(2) 純 鎳
Hydrochloride acid 50 ~ 75 vol %
Temperature room
(3) 出光 ( bright dipping )
Sulfuric acid 5 vol %
Ferric sulfate 24 oz / gal
Temperature 180 F
Hydrochloride acid 25 vol %
Ferric sulfate 13 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
3.9.10 鋼鐵酸浸溶液配方
商業(yè)抑制劑 ( commercial inhibitors ) , 氨類(lèi) ( amines ) 及硝酸鹽 ( nitrates ) 通常用來(lái)防止過(guò)度浸蝕 ( overetching ) 及針孔 ( pitting )。其配方有 ：
Hydrochloric acid 55 vol %
Inhibitor ( optional ) 需要量
Temperature room
Time 1/2 ~ 1 min
可溶解含 Fe 至 5 oz / gal；Cu 0.5 oz / gal 最多。
Sulfuric acid 25 vol %
Inhibitor ( optional ) as required
Temperature room
Time upto 10 min
槽及加熱管需用鉛被覆 ( lead - lined )。
(3) 鋼 400 系列及pH 鋼除銹配方有：
Ferric sulfate anhydrous 8.5 ~ 13.5 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.5 ~ 2.5 oz / gal
Temperature 125 ~ 135 F
Time 1 ~ 5 min
Sodium chloride 2 ~ 4 oz / gal
Sulfuric acid 12 ~ 27 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Time min
Sulfuric acid 2 ~ 3 oz / gal
Potassium nitrate 2 ~ 3 oz / gal
Temperature 160 F
Time 5 ~15 min
松脫銹垢 ( loosen heavy )
Potassium permanganate 8 ~ 12 oz / gal
Sodium hydroxide 8 ~ 12 oz / gal
Temperature 160 F to 沸點(diǎn)
Time 30 min
此溶液處理后需再用溶液(1)或(2)除銹。
(4) 鑄鐵除銹配方 ：
Sulfuric acid 10 ~ 15 oz / gal
或 25 ~ 30 oz / gal
Nitric acid 4 ~ 5 oz / gal
Hydrofluoric 12 ~ 15 oz / gal
(5) 出光 ( bright dips ) 配方有 ：
Citric acid 10 ~ 12 oz / gal
ammonia pH 65 ~ 7
Oxalic acid 1 ~ 2 oz / gal
Hydrogen 0.5 oz / gal
Sulfate as brightener 微量
高電流密度電解拋光。
3.9.11 銅及銅合金之酸浸溶液配方
(1) 去除厚垢 ( heavy scale ) 配方 ：
Sulfuric acid 55 ~ 80 oz / gal
Nitric acid 10 ~ 15 oz / gal
Temperature room
銅溶解含量最多到 3 oz / gal。
(2) 去除普通銹皮 ( moderate scales ) 配方 ：
Sulfutic acid 20 ~ 30 oz / gal
Chromic acid 或 3 ~ 4 oz / gal
Sodium dichromate 45 ~ 6 oz / gal
Temperature room
銅溶解最多含量到 2 oz / gal。
(3) 去除輕微銹皮 ( light scales ) 配方 ：
Sulfuric acid 19 ~ 26 oz / gal
Temperature room ~ 125 F
銅溶解量最多到 4 oz / gal。
(4) 含 0.7 % Pb以上之銅合金酸浸配方 ：
Fluboric acid 15 ~ 24 oz / gal
Temperature room
銅溶解含量最多到 1.5 oz / gal。
焊接對(duì)象另加5 %過(guò)氧化氫 hydrogen peroxide。
(5) 出光 ( bright dipping ) 配方有 ：
Sulfuric acid 90 ~ 110 oz / gal
Nitric acid 20 ~ 25 oz / agl
water 33 vol %
Sodium chloride 0.25 oz / gal
綠化鈉幫助出光，但過(guò)量會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn) ( spotting )。
Phosphoric acid ( 85 % ) 55 vol %
Nitric acid ( 40 Be^-1 ) 20 vol %
Acetic acid ( 98 % ) 25 vol %
Temperature 130 ~ 75 F
Sodium cyanide 4 ~ 6 oz /gal
Temperature 120 ~ 150 F
也可在較低溫度下陽(yáng)極處理
3.9.12 不銹鋼酸浸
鹽酸會(huì)產(chǎn)生晶界侵蝕，殘留綠離子會(huì)引起應(yīng)力腐蝕，所以不被推薦使用。不銹鋼銹皮有時(shí)不易與酸起作用，若強(qiáng)制除去則會(huì)過(guò)度酸浸刻蝕基材 (substrate )及產(chǎn)生針孔，所以必需先作脫銹 ( scale loosening )，其配方如下：
(1) 脫銹 ( scale loosening ) 配方：
Sodium hydroxide NaOH 20 ~ 25 oz / agl
Sodium carbonate ( anhydrous ) 25 oz / gal
Potassium permanganate 6 ~ 8 oz / agl
Temperature 190 F 到沸點(diǎn)
Sodium carbonate 20 oz / gal
Sodium hydroxide 5 oz / gal
Potassium permanganate 12 oz / gal
Temperature 190 F 到沸點(diǎn)
Sulfuric acid 10 vol %
Temperature 180 F
(2) 除銹酸浸 ( pickling ) 配方：
Nitric acid 30 ~ 65 oz / gal
Hydrofluoric acid 或 4 vol %
Ammonium bifluoride 6.7 oz / gal
Temperature 120 ~ 140 F
Time 不超過(guò) 30 min
Dissolved metal Fe 最多到 3 oz / gal
(3) 冷加工對(duì)象除銹酸浸配方有：
Sulfuric acid 6.25 vol %
Hydrofluoric acid 6.25 vol %
Chromic acid 8 oz / gal
Temperature 到 180 F
Ferric sulfate 9 ~ 13 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.7 vol %
Temperature 125 ~ 135 F
Sulfuric acid 10 oz / gal
Ferric sulfate 0.25 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Nitric acid 45 ~ 70 oz / gal
Molybdic acid 0.35 ~ 0.5 oz / agl
此溶液可去除金屬雜質(zhì) ( foreign metals )
?
?
3.10 超音波洗凈
超音波如果正確使用,對(duì)清潔工作很有幫助,它可節(jié)省時(shí)間,金錢(qián)及增加清潔度(clearness),工作可小至螺絲而大到超過(guò)300磅重.它是利用渦流(cavitation)作用及破裂(implosion) 作用去除表面污物,它對(duì)復(fù)雜工件或細(xì)孔的工件都有效.
3.10.1 超音波洗凈之影響因素
(1) 溫度:一般溫度愈高,超音波洗凈愈好,但不要越過(guò)低于沸點(diǎn)10^c,及不利之化學(xué)作用.
(2) 氣體:繼續(xù)法使溶液氣體易于浮出,或加熱使溶液減少,加潤(rùn)濕劑(wetting agent),使氣體能迅速離開(kāi)表面.
(3) 表面張力(surface tension)愈大則渦流作用密度(cavitation density)愈小.
(4) 粘度(viscosity)愈大則須較大的能量起渦流作用.
(5) 超音波能量(ultrasonic power)要適當(dāng),太大或太小都不好.
(6) 蘋(píng)律(frequency)愈大需高能量來(lái)產(chǎn)生相同之渦流作用,一般在21~45kHz.
(7) 工件之曝露(part exposure),工件里面必需接觸到超音波洗凈液,通過(guò)錯(cuò)誤有1.工件放置不適當(dāng)形成空氣袋(gas pockets).有時(shí)需要翻動(dòng)工件,2.籃子內(nèi)小工件太多,負(fù)荷過(guò)多,寧可少量多次不要多量多次,3.籃子及掛架(baskets or fixtures for holding parts)阻礙音波.
(8) 污點(diǎn)(contaminants)種類(lèi):
1.可溶性污物(soluble contaminamts).
2.不溶性由可溶性粘合污物(non-soluble,held by soluble binder contaminanys)如切削屑粘附在油指物上.).
3.不溶性污物(non-soluble contaminants).
(9) 洗凈液化學(xué)成份(cleaning chemical).
(10) 設(shè)備(equipments).
3.10.2 超音波洗凈之原理及優(yōu)點(diǎn)
原理:
超音波洗凈的作用,是以超過(guò)人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)聲蘋(píng)以上的波動(dòng)在液體中傳 導(dǎo) ,當(dāng)音波在洗凈劑中傳導(dǎo),由于聲波是一種縱波,縱波推動(dòng)介質(zhì)的作用會(huì)使液體中壓力變化而產(chǎn)生無(wú)數(shù)微小真空泡,稱(chēng)之為<空洞現(xiàn)象>(cavitation).
當(dāng)氣泡受壓爆破時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊能,可將固著在對(duì)象死角內(nèi)的污垢打散,并增加洗凈劑的洗凈效果.由于超音波蘋(píng)率高波長(zhǎng)短,穿透力強(qiáng),因此對(duì)有隱蔽細(xì)縫或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的洗凈物,可以達(dá)到完全洗凈的驚人效果.
優(yōu)點(diǎn):
(1)節(jié)省人力及時(shí)間:降低人工成本,不必將物品拆開(kāi)和用手刷洗,大量節(jié)省人力及時(shí)間.
(2)完全清洗:精密零件及昂貴物品,均可完全清洗而不傷材質(zhì).
(3)復(fù)雜物的清洗:能將復(fù)雜形狀的物品,死角及隱蔽孔洞之污垢完全清洗,解除一般清洗法無(wú)法克服的難題.
(4)操作簡(jiǎn)單:免去物料流程的擔(dān)誤,減少在制品瓶頸,增加產(chǎn)量.
(5)可配合洗劑:可使用性質(zhì)溫和之溶劑,達(dá)成更加的洗凈效果,免除危險(xiǎn)性.
3.11 水洗 (Water Rinsing)
水洗需不影響產(chǎn)品品質(zhì).鍍件之活性,不產(chǎn)生化學(xué)物于鍍件表面,干燥后不發(fā)生變色或侵蝕作用.
(1)水洗方程式(rinsing equation)
D*Ct=F*Cr
D=帶入量(dragin)
Ct=帶入量濃度(concentration of dragin)
F=水洗槽流量(flow throufgh the rinsingtank)
Cr=水洗濃度(concentration in the rinse)
水洗方程式表示帶入溶質(zhì)的量等于水洗流出的溶質(zhì)的量,如鹽進(jìn)入量(salt in)=鹽流出量(salt out).
(2)水洗效率(effectivity of the rinse)E,
E=(F*Cr)/(D*Ct)
(3)水洗濃度比值(rinsing concentration ratio)Rc,
Rc=Ct/Cr
(4)污物極值(concentration limit)
水洗允許化學(xué)物濃度之最大值.
(5)水洗流量(flow of water throught a rining tan)
F=D*Ct/Cr
F=Rc*D
(6)水洗體積比值(volume rining ratio)Rv,
Rv=F/D=====> E=Rv/Rc
(7)多段式水洗(multiple rining),兩段式水洗可省水而三段式可更省水,三段以上省水則不確定,但為了回收化學(xué)物則用三段以上水洗.
(8)水洗槽設(shè)計(jì).
(9)水洗自動(dòng)控制(automatic control),利用導(dǎo)電度(conductivity)控制器(controller)或稱(chēng)之水洗槽控制器(rinse tank controller)來(lái)維持一定水洗濃度水平Cr控制水的流量F,
F=K*D
水的流量為帶入量乘一個(gè)設(shè)定長(zhǎng)數(shù)K值
(10)水洗中水之雜質(zhì)如石灰或鎂的化合物等所產(chǎn)生的硬質(zhì)會(huì)影響清潔力,所以需加以軟化,其方法有:
1. 用碳酸鹽或磷酸鹽再加蘇打灰使硬水中之鹽分沉淀.
2.添加無(wú)機(jī)多磷酸鹽或有機(jī)螯合劑使硬水中的鹽份不起作用.
3.利用泡氟石或離子交換樹(shù)指軟化硬水.
3.12 電解研磨
電解研磨是類(lèi)似電鍍,須直流電.電解液,但工作放在陽(yáng)極,利用禿出金屬部份電流集中,及凹處極化較大的作用將工件磨平,磨光,也使表面成鈍化更耐磨蝕.電解研磨去除很少量的金屬表面,較深的刻痕記號(hào)及非金屬雜質(zhì)不能去除 . 電解研磨的時(shí)間很短約2~12分鐘,除非表面起初就粗慥,或?yàn)榱巳コ喈?dāng)量的金屬如尺寸控制,毛邊去除就需較長(zhǎng)時(shí)間.電解研磨優(yōu)于機(jī)械研磨的是沒(méi)有變形,沒(méi)有刷痕 ,沒(méi)有方向性,及能表現(xiàn)出真實(shí)金屬顏色.電解研磨的控制因素有溫度.電流密度,時(shí)間,電解液,攪拌等,要有好的電解液效果基材的結(jié)晶要細(xì)致是很重要的,通長(zhǎng)效果不佳的原因有:1.結(jié)晶太粗大 2.不均勻結(jié)構(gòu) 3.非金屬雜質(zhì) 4.冷札方向性的痕跡 5.鹽類(lèi)或銹污染物 6.過(guò)度酸浸 7.不當(dāng)或過(guò)度冷抽加工.
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3.14.4 拋光(buffing)的形式
(1)硬拋光(hard buffing)
(2)色澤拋光(color buffing)
(3)接觸拋光(contact buffing)
(4)Mush buffing.
3.14.5 拋光輪(buffing wheels)
拋光輪有下列形式:
(1)Bish buff
(2)Finger buff
(3)Full-disk buff
(4)Peced buff
(5)Finnel and sisal buffs
3.14.6 拋光化合物(buffing componds)
(1)Tripoli compound:用于非經(jīng)鐵金屬
(2)Bobbing compounds:用于鋁及銀合金
(3)Cut or cutdown compounds:非鐵金屬
(4)Cut and color compounds.
(5)Cut or color compounds.
(6)Stainless stell buffing compounds.
(7)Stell buffing compounds.
(8)Chromium buffing compounds.
(9)Rough compounds.
(10)Emery paste.
(11)Greaseless compounds.
(12)Liquid buffing compounds.
3.14.7 研磨及拋光自動(dòng)化機(jī)器
(1)Rotary automatic machines.
(2)Straight-line machines.
(3)Reciprocating straight-line machines.
(4)Horizontal return straight-line machines.
(5)Oversal or modular rectangular type straight-line equipment.
3.14.8 研磨及拋光自動(dòng)化(automation of polishing and buffing)
電鍍工程中研磨及拋光占大部份人工成本且高度塵埃,噪音及振動(dòng)之惡劣工作環(huán)境及公害,還有因個(gè)人技術(shù)差異使品質(zhì)不均勻等問(wèn)題其解決有賴于半自動(dòng)化或全自動(dòng)化.自動(dòng)化可行性之決定因素有(1)工作形狀,(2)工作材質(zhì),(3)加工精度,(4)產(chǎn)量,(5)工作尺寸大小,(6)成本
現(xiàn)代自動(dòng)化可自動(dòng)送料,下料,換位置,移位等利用程序化控制(programmable controller)或機(jī)器人(robots)操作.
3.15 整體研磨(Mass Finishing)
(1) 優(yōu)點(diǎn):
1.成本低
2.操作簡(jiǎn)單
3.各種金屬及非金屬均可
4.鍍件尺寸及行狀限制少
5.加工程度彈性大
6.零件全部的表面,邊緣及角都可作用到
(2) 缺點(diǎn):
1.角的研磨作用比表面大
2.孔洞或深凹處作用較表面小
3.15.1 整體研磨的方法
(1)滾筒研磨(barrel finishing)
(2)振動(dòng)研磨(vibratory finishing)
(3)Centrifugal Disc finishing
(4)Centrifugal Barrel finishing
(5) Spindle finishing
3.15.2 整體研磨的應(yīng)用
(1)清潔,除銹,脫脂
(2)去毛邊
(3)邊及角的圓滑化
(4)改變表面狀況如表面應(yīng)力
(5)去除粗糙面(磨平)
(6)光亮化(磨光)
(7)抑制腐蝕
(8)干燥
3.15.3 滾桶研磨的形式
(1)Open-end, tilting
(2)Bottienecked
(3)Horizontal actagonal
(4)Triple-action,polygonal
(5)Multiple drums
(6)Multi-compartment
(7)Endtoading
(8)Submerged
滾桶研磨性質(zhì)(media)與工作的比率決定因素有:
(1)工作尺寸及復(fù)雜性(complexity)
(2)研磨性質(zhì)堆積性(possibility of media lodging)
(3)工件重疊性(possibility of parts nesting)
(4)加工品質(zhì)
3.15.4 整體研磨設(shè)備之選擇因素
(1) 產(chǎn)品的要求:
1.工件的尺寸及結(jié)構(gòu)
2.批量(batch size)
3.工件的要求
4.工件的控制性(variety of parts)
5.每小時(shí)的工作量
6.每年的產(chǎn)量
(2) 品質(zhì)的要求:
1.工件處理前的品質(zhì)
2.工件處理后的品質(zhì)
3. 表面加工程度
4.邊緣狀況
5.工件清潔度
6.邊及表面的均勻性
7.工件與工件間之均勻性
(3) 制程之變化
1.與其它制程的關(guān)系
2.自動(dòng)化的需要
3.處理時(shí)間
4.投資金額
5.操作及維護(hù)成本
6.消耗物料
7.能源
8.水及廢液排放處理
9.保養(yǎng)及修護(hù)
10.場(chǎng)地空間
11.庫(kù)存需求
12.人力
13.品管
14.目前及未來(lái)需求
3.15.5 整體研磨劑(mass finishing compounds)
(1) 功能:
1.促進(jìn)及維持工件之清潔度
2.控制ph值,泡沫及水的硬度
3.潤(rùn)濕彈簧表面
4.乳化表面油污
5.去除銹皮及變色(tarnish)
6.控制工件的顏色
7.懸浮污物
8.控制潤(rùn)滑性(lubricity)
9.防止腐蝕
10.冷卻做用
11.確保廢液排放符合環(huán)境保護(hù)公害之規(guī)范
(2) 使用方式:
研磨劑有固體粉末及液體粉末二種,其使用方式有:
1.批次式(batch)
2.循環(huán)式(recirculation)
3.流入式(flow-through)
3.15.6 整體研磨之介質(zhì)(finishing media)
介質(zhì)的功能有:1.磨擦(abrade),2.磨光(burnish),3.分離(separate)工。介質(zhì)材料有下列幾種：
1.天然介質(zhì)（natural media）：砂石
2.農(nóng)產(chǎn)物（agricultural)：木屑，玉米之穗軸，胡桃殼
3.合成介質(zhì)(synthetic media):氧化鋁
4.陶瓷介質(zhì)(ceramic media)
5.塑料結(jié)合介質(zhì)(resin-boned media)
6.鋼介質(zhì)(steel media)
(1) 介之選用考慮下列因素:
1.毛之去除
2.工件的表面及邊緣加工均勻性
3.塞入孔洞或深凹處
4.處理時(shí)間要短
(2) 介質(zhì)的供應(yīng)及成本:
1.供貨商之可靠性
2.單位重量或容積的價(jià)格
3.品質(zhì)的可靠性
(3) 介質(zhì)的能力及多功能性:
1.可處理廣范的產(chǎn)品
2.少磨耗性五金彈簧
3.少分列性(reclassificatiopn)
4.少裂開(kāi)(break)
5.工件間之壓制作用(cushioning action)
3.15.7 整體研磨之故障原因
(1)工件表面過(guò)度影響(excessive impingement)
1.介質(zhì)使用量不足
2.工件太大
3.速率及頻率太大
4.溶液水平或流量太低
5.研磨削不足
6.研磨削對(duì)
7.不正確方法
8.介質(zhì)不對(duì)
(2)工件之邊緣、角及毛邊過(guò)度研磨:
1.研磨作用太慢
2.介質(zhì)粒子太大
3.介質(zhì)使用不對(duì)
4.速率及頻率太大
5.負(fù)荷過(guò)大
6.水位不正確
(3)介質(zhì)堆積在工件孔洞及深凹處:
1.介質(zhì)尺寸不對(duì)
2.介質(zhì)形狀不當(dāng)
3.介質(zhì)過(guò)度磨耗折損
4.介質(zhì)分級(jí)不良
1.操作不當(dāng)中斷
2.水洗及凈化不足
3.不正確研磨劑
4.產(chǎn)生腐蝕
5.介質(zhì)太活躍
6.另件相互影響
3.16 噴射研磨洗凈(abrasive blast cleaning)
它是將研磨粒子以干式或液體方式噴射在工件表面上去除污物，銹皮等作調(diào)節(jié)(conditjoning)表面以便做進(jìn)一步
之處理。其主要用在:
(1)去除塵埃、銹皮、磨砂、或漆
(2)粗化表面以便油漆及其它被覆處理
(3)去除毛邊，精密彈簧
(4)消光處理(matte surface treatment)
(5)去除對(duì)象余料(flash)
(6)玻璃或陶瓷刻蝕
其它方法可分為干式噴射洗凈(dry blast cleaning)及濕式噴射洗凈(wet blast cleaning)
3.16.1 干式噴射研磨洗凈(dry blast cleaning)的研磨材料
其使用研磨材料為:
1.金屬粒子(metallic grit)
2.金屬珠(metallic shot)
3.砂粒(sand)
4.玻璃(glass)
5.農(nóng)產(chǎn)物(agricultural products)如胡桃殼、稻殼、木屑
3.16.2 干式噴射研磨洗凈機(jī)器
其所使用之機(jī)器設(shè)備有:
(1)Cabinet mechine
(2)Continuous-flow mechines
(3)Blasting-tumbling mechines
(4)Portable Equipments spring
(5)Microabrasive Blasting machines
3.16.3 濕式噴射研磨洗凈(wet blast cleaning)之使用
主要用于:
(1)去除精密工件之毛邊(burrs)
(2)消光表面處理(matle surface treatment)
(3)檢查研磨、硬化之工件
(4)去除硬工件上之工件記號(hào)(tool marks)
(5)去除輕微銹皮
(6)電子另件及印刷電路板去除氧化物以備焊接
(7)去除焊接銹皮(welding scale)
3.16.4 濕式噴射研磨洗凈研磨材料(Abrasives)
有許多種類(lèi)及尺寸的研磨材料被使用，尺寸由20-mesh到500-mesh,研磨的材料有:1.有機(jī)物或農(nóng)產(chǎn)物,如胡核桃,2.
無(wú)機(jī)物如砂、石英、氧化鋁，不銹鋼彈簧等。
3.16.5 濕式噴射洗凈的流體介物(liquid carrier)
(1) 研磨材料
(2) 防腐蝕劑
(3) 潤(rùn)濕劑
(4) 防止阻塞劑(anticlogging)
(5) 防(止沉淀劑(antisettling)
(6) 水
3.16.6 濕式噴射洗凈的設(shè)備
(1) Cabinet-type mechines
(2) Horizpntal-plane turntable mechines
(3) Vertical wheel-type mechines
(4) Chain or belt conveyor mechines
(5) Shutte-type cabinets with cars and rail extensions
3.16.7 噴射洗凈之安全與衛(wèi)生
如果有良好的預(yù)防則對(duì)人身是安全的,其危害身體的部份主要是肺,由于長(zhǎng)期吸入粉粒會(huì)形成硅肺病,所以工做人員在起初和每年都照x-光經(jīng)專(zhuān)門(mén)醫(yī)師檢查肺部x光片。工做人員必需戴頭盔附有空氣供給,特殊的手套, 圍巾,及鞋罩。工作室要充份通風(fēng),保持空氣干燥,沒(méi)有污染氣體,沒(méi)有嗅味。
3.17 前處理標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
(1) ASTM A380 Descaling and Cleaning of Stainlrss Steel surfaces.
(2)ASTM B183 Preparation of Low Carbon Steel for Electroplating.
(3)ASTM B242 Preparation of High-Carbon Stell for Electroplating.
(4)ASTM B252 Preparation of zinc-based die castings for Electroplating.
(5)ASTM B253 Preparation of and Electroplating on Aluminum alloys.
(6)ASTM B254 Preparation of and Electroplating on Stainless Steel.
(7)ASTM B281 Preparation of Copper and Copper-Based Alloys for Electroplating.
(8)ASTM B319 Preparation of Lead and Lead Alloys for Electroplating.
(9)ASTM B480 Preparation of Magnesium and Magnesium Alloys for Electroplating.
(10)ASTM B322 Cleaning Metals before Electroplating.
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