二次加工

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模具基本介紹
壓鑄生產流程
二次加工
品檢與組裝

毛刺這個小東西雖然不大,但卻是直接影響到產品的品質,在壓鑄生產的流程中,去毛邊和去銳角常是客戶的基本要求。

去毛邊工藝是機械與材料科學相結合的一種工藝,通常有以下幾種去毛邊的方式:

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震動研磨去毛邊

把工件、磨料、加工液、研磨劑裝入旋轉或震動的箱中,在工件與磨料衝撞的期間,除去其表面的凹凸,求得圓滑的加工面,此即滾桶加工(Barrel Finishing)。此時,裝工件而旋轉的箱為滾桶(Barrel),通常裏襯橡膠使滾筒振動時,特別稱為震動滾桶加工(Vibratory Finishing)。 與此相同的方法有顛動打磨(Tumbling),這是把鑄造品或鍛造品裝入箱(Tumbler)中旋轉,除去毛邊或無用的突出部份,加工件的精度,加工面粗糙度都遠不如滾桶加工。滾桶加工以與顛動法相同的方法加工,但使用磨料及研磨劑,可高精度加工。

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熱能去毛邊:

熱能去毛邊過程是一種利用熱化學反應過程。將所需去毛邊的零件,放在密封工作室內,然後充入一定量的甲烷氣體(CH4)或煤氣及氧氣(O2)混合氣體,經火花塞點火以後,混合氣體在瞬間內反應,放出大量的熱,使毛刺在高溫(約3000℃),高壓(充氣壓力的20倍),高速(8倍音速)作用下,加熱自燃,而達到去毛邊的目的。因反應時間極短(僅0.003秒),所以加工後的零件原有尺寸,表面光潔度,金相組織及機械性能等基本沒有變化。一般使用於中大型的壓鑄件,因為小型零件使用熱能去毛邊容易發生變形

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冷凍去毛邊方法:

毛邊的厚度比製品的厚度要薄很多,所以毛邊的脆化速度要比製品的脆化速度快,在毛邊脆化而製品沒有脆化這一時間段裡,冷凍去毛邊通過拋射彈丸來擊打製品,從而去除毛邊)。冷凍去毛邊,是一種利用液氮的超低溫使橡膠、塑料製品、鋅鎂鋁合金的飛邊迅速發生脆化,並在此狀態下,通過高速噴射出的冷凍粒子撞擊製品的毛邊,從而達到既能高質量、高效率地去除製品的毛邊,又能保持製品本身的所有物性不發生改變的特殊去毛邊製程。它可大幅度地提高製品的去毛邊精度且具有很高的集約化程度。

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人工去毛邊:

若工件無法使用機械去毛邊方式處理(工件過於複雜),則使用人工方式來去除,由工廠人員使用器材手動刮除毛邊,一般用於構造複雜的零件。

利用高速砂流清洗鑄件表面,讓表面產生顆粒化的凹陷或侵蝕表面,達到除去鏽蝕,去毛刺,去氧化層,材料應力處理以及使接下來的表面處理能和塗層有更好的附著力。

噴砂的用途舉例如下:

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表面清除加工:

金屬的氧化層或熱處理後的黑皮、表面細孔、金屬或非金屬之表面污鏽清除、陶瓷表面黑點及著色去除或彩繪再生 、橡膠模及重力壓鑄模之氧化物、殘渣或離形劑之去除。

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表面美/強化加工:

各種金屬製品 ( 如:黃金,K金飾品,貴金屬製品 ) 之裝飾加工及電鍍品之消光及柔光霧面處理,以及非金屬製品 ( 如:壓克力、波麗、玻璃、水晶玻璃 ) 之表面霧化處理 / 粗化處理以及能使加工物表面成金屬光澤。讓表面有"咬花"面的感覺與因表面粗糙經光線折射所產生不規則之反射晶亮。同時可增強表面硬度,達到不易刮傷、耐磨。

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毛邊/頭去除加工:

鋅鋁壓鑄品、塑膠、電木製品、電子零件,磁芯等毛邊 ( 頭 ) 去除之表面修整處理。

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前處理加工:

粉體塗裝、電鍍、噴漆、鐵氟龍( TEFLON )、PU、橡塑膠被覆、金屬噴桿、鍍鈦、散熱片等之前處理增加表面之附著力。

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刻蝕加工:

貴金屬蝕品、寶石、玉石、水晶、瑪瑙、半寶石、雅石、古董、印章、石材、大理石墓碑、竹片、玻璃、陶瓷、木材等之表面修刻蝕處理。

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工件應力消除加工:

航太工業、精密工業之零件清潔及應力消除,或國防武器之整修及消光除銹、除漆處理等之應力消除加工處理。

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電子零件加工:

矽晶片擴散後表面雜質的去除作業、矽晶片噴砂切割成小圓晶粒的刻蝕加工作業、電子零件封裝業溢膠毛邊的噴除、電子零件成品表面印字的去除、陶瓷電熱材質之清潔。

噴砂的類別:

乾式噴砂:
乾式噴砂是將研磨材料利用真空管以壓縮空氣為動力來加速噴射或利用提升機搬動在以高速轉盤利用離心力將砂材甩到工件上,進而對加工物進行表面處理的方法。最適於不適合水的工作物的表面加工。
特點:
因為是乾式的,所以無須噴砂後作乾燥,也無慮生銹。
不傷加工件而能除去毛邊 ( 表面突凸出物 ) 及表面附著物的除去及洗淨。
表面均一的梨地面 ( 斑點花樣 ) 加工,特別是在面粗度的要求加工上發揮威力。 因不須廢液處理,所以維修容易。
與噴洗機比較下,加工表面不粗糙
濕式噴砂:
所謂濕式噴砂是將研磨材與水的混合體以泵浦來搬送,利用高壓空氣的力量噴砂工作物來行表面加工的方法。
特點:
因使用水的原因,所以不會有微粉沬飛散等環境污染問題。
不傷加工物而能除去毛邊 ( 表面凸出物 ) 及表面附著物的除去及洗淨。
表面均一的梨地面 ( 斑點花樣 ) 加工,特別是在面粗度的要求加工上發揮威力。
給加工面僅小的噴擊效果,能改善、強化材質。

噴砂機

拋光工藝:

拋光是指利用機械、化學或電化學的作用,使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮、平整表面的加工方法。是利用拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質對工件表面進行的修飾加工。
拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度,而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的,有時也用以消除光澤(消光)。通常以拋光輪作為拋光工具。拋光輪一般用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成,兩側用金屬圓板夾緊,其輪緣塗敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。
拋光時,高速旋轉的拋光輪(圓周速度在20米/秒以上)壓向工件,使磨料對工件表面產生滾壓和微量切削,從而獲得光亮的加工表面,表面粗糙度一般可達Ra0.63~0.01微米;當採用非油脂性的消光拋光劑時,可對光亮表面消光以改善外觀。 大批量生產軸承鋼球時,常採用滾筒拋光的方法。
粗拋時將大量鋼球、石灰和磨料放在傾斜的罐狀滾筒中,滾筒轉動時,使鋼球與磨料等在筒內隨機地滾動碰撞以達到去除表面凸鋒而減小表面粗糙度的目的,可去除0.01毫米左右的餘量。
精拋時在木桶中裝入鋼球和毛皮碎塊,連續轉動數小時可得到耀眼光亮的表面。精密線紋尺的拋光是將加工表面浸在拋光液中進行的,拋光液由粒度為W5~W0.5的氧化鉻微粉和乳化液混合而成。 拋光輪採用材質勻細經脫脂處理的木材或特製的細毛氈製成,其運動軌跡為均勻稠密的網狀,拋光後的表面粗糙度不大於Ra0.01微米,在放大40倍的顯微鏡下觀察不到任何表面缺陷。此外還有電解拋光等方法。

拋光分類:

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機械拋光:

機械拋光是靠切削、材料表麵塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑面的拋光方法,一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特殊零件如迴轉體表面,可使用轉台等輔助工具,表面質量要求高的可採用超精研拋的方法。超精研拋是採用特製的磨具,在含有磨料的研拋液中,緊壓在工件被加工表面上,作高速旋轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各種拋光方法中最高的。光學鏡片模具常採用這種方法。

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輪式拋光:

用高速旋轉的柔性拋光輪和極細的磨料對工件表面進行滾壓和微量切削實現拋光。拋光輪用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成,用於較大零件的拋光。

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滾筒拋光、振動拋光:

將工件、磨料和拋光液裝入滾簡或振動箱內,滾簡緩慢滾動或振動箱振動,使工件與工件,工件與磨料相互摩擦,加上拋光液的化學作用,除去工件表面的油污、銹層,磨去凸峰,從而獲得光滑的表面。用於細小而量大零件的拋光,後者比前者生產率高,拋光效果更好。

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化學拋光:

化學拋光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解,從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備,可以拋光形狀複雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高。化學拋光的核心問題是拋光液的配製。化學拋光得到的表面粗糙度一般為數10μm。

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電解拋光:

電解拋光基本原理與化學拋光相同,即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。與化學拋光相比,可以消除陰極反應的影響,效果較好。電化學拋光過程分為兩步: (1) 宏觀整平 溶解產物向電解液中擴散,材料表面幾何粗糙下降,Ra>1μm。 (2) 微光平整 陽極極化,表面光亮度提高,Ra<1μm。

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超聲波拋光:

將工件放入磨料懸浮液中並一起置於超聲波場中,依靠超聲波的振蕩作用,使磨料在工件表面磨削拋光。超聲波加工宏觀力小,不會引起工件變形,但工裝製作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學或電化學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上,再施加超聲波振動攪拌溶液,使工件表面溶解產物脫離,表面附近的腐蝕或電解質均勻;超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程,利於表面光亮化。

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流體拋光:

流體拋光是依*高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到拋光的目的。常用方法有:磨料噴射加工、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅動,使攜帶磨粒的液體介質高速往複流過工件表面。介質主要採用在較低壓力下流過性好的特殊化合物並摻上磨料製成,磨料可採用碳化矽粉末。

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磁研磨拋光:

磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷,對工件磨削加工。這種方法加工效率高,質量好,加工條件容易控制,工作條件好。採用合適的磨料,表面粗糙度可以達到Ra0.1μm。

電鍍工藝介紹:

電鍍工藝是利用電解的原理將導電體鋪上一層金屬的方法。電鍍是指在含有預鍍金屬的鹽類溶液中,以被鍍基體金屬為陰極,通過電解作用,使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來,形成鍍層的一種表面加工方法。 鍍層性能不同於基體金屬,具有新的特徵。根據鍍層的功能分為防護性鍍層,裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。 電鍍時,鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極,待鍍的工件做陰極,鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。

按照鍍層組成分類:

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鍍鉻:

鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬。它有很強的鈍化性能,大氣中很快鈍化,顯示出具有貴金屬的性質,所以鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩定,能長期保持其光澤,在鹼、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩定,但可溶於鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。 鉻層硬度高,耐磨性好,反光能力強,有較好的耐熱性。在500°C以下光澤和硬度均無明顯變化;溫度大於500°C開始氧化變色;大於700°C才開始變軟。由於鍍鉻層的優良性能,廣泛用作防護一裝飾鍍層體系的外表層和機能鍍層。

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鍍銅:

鍍銅層呈粉紅色,質柔軟,具有良好的延展性、導電性和導熱性,易於拋光,經過適當的化學處理可得古銅色、銅綠色、黑色和本色等裝飾色彩。鍍銅易在空氣中失去光澤,與二氧化碳或氯化物作用,表面生成一層鹼式碳酸銅或氯化銅膜層,受到硫化物的作用會生成棕色或黑色硫化銅,因此,做為裝飾性的鍍銅層需在表面塗覆有機覆蓋層。

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鍍錫:

錫具有銀白色的外觀,原子量為118.7,密度為7.3g/cm^3,熔點為231.89℃,原子價為二價和四價,故電化當量分別為2.12g/A.h和1.107g/A.h。錫具有抗腐蝕、無毒、易鐵焊、柔軟和延展性好等優點。 錫鍍層有如下特點和用途:
1、化學穩定性高;
2、錫導電性好,易焊;
3、鍍錫後在231.89℃以上的熱油中重溶處理,可獲得有光澤的花紋錫層,可作日用品的裝飾鍍層。

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鍍鋅:

鋅易溶於酸,也能溶於鹼,故稱它為兩性金屬。鋅在乾燥的空氣中幾乎不發生變化。在潮濕的空氣中,鋅表面會生成鹼式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中,鋅的耐蝕性較差,尤其在高溫高濕含有機酸的氣氛裡,鋅鍍層極易被腐蝕。鋅的標準電極電位為-0.76V,對鋼鐵基體來說,鋅鍍層屬於陽極性鍍層,它主要用於防止鋼鐵的腐蝕,其防護性能的優劣與鍍層厚度關係甚大。

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鍍鎳:

通過電解或化學方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法,稱為鍍鎳。鍍鎳分電鍍鎳和化學鍍鎳。電鍍鎳是在由鎳鹽(稱主鹽)、導電鹽、pH緩沖劑、潤濕劑組成的電解液中,陽極用金屬鎳,陰極為鍍件,通以直流電,在陰極(鍍件)上沉積上一層均勻、緻密的鎳鍍層。從加有光亮劑的鍍液中獲得的是亮鎳,而在沒有加入光亮劑的電解液中獲得的是暗鎳。化學鍍鎳又稱為無電解鍍鎳,也可以稱為自催化電鍍鎳,是指在一定條件下水溶液中的鎳離子被還原劑還原,並且沉澱到固態基體表面上的過程。

鍍鎳的應用面很廣,可作為防護裝飾性鍍層,在鋼鐵、鋅壓鑄件、鋁合金及銅合金表面上,保護基體材 料不受腐蝕或起光亮裝飾作用;也常作為其他鍍層的中間鍍層,在其上再鍍一薄層鉻,或鍍一層仿金層, 其抗蝕性更好,外觀更美。在功能性應用方面,在特殊行業的零件上鍍鎳約1~3mm厚,可達到修復目 的。特別是在連續鑄造結晶器、電子元件表面的模具、合金的壓鑄模具、形狀複雜的宇航發動機 部件和微型電子元件的製造等方應用越來越廣泛。

工藝過程:

一般包括電鍍前預處理,電鍍及鍍後處理三個階段。
完整過程:
1、浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗
2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗 →鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘乾

工藝的基本要求:

1. 鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間,應有良好的結合力;
2. 鍍層應結晶細緻、平整、厚度均勻;
3. 鍍層應具有規定的厚度和盡可能少的孔隙;
4. 鍍層應具有規定的各項指標,如光亮度、硬度、導電性等;
5. 電鍍時間及電鍍過程的溫度,決定鍍層厚度的大小。環境溫度為-10℃~60℃;
6.輸入電壓為220V±22V或380V±38V;
7.水處理設備最大工作噪聲應不大於80dB(A);
8.相對濕度(RH)應不大於95%;
9.原水COD含量為100mg/L~150000mg/L。

電鍍的優點和應用::

鍍金 主要用於裝飾和工業用途。 鍍金層具耐磨、耐腐蝕、低孔隙性、良好接點特性,尤其適用於電子、通信器材零件、印刷電路接點、接合器使用。 優點為不易氧化和變色,但價格昂貴,易受市場金價波動。