CNC数控加工后的金属零件,常需通过表面处理进一步提升性能、改善外观或满足特定功能需求。针对不同金属材料和应用场景,常见的表面处理方式如下:
一、防腐防锈类CNC数控加工表面处理
金属零件易因氧化生锈影响寿命,防腐处理是基础的需求:
(一)电镀:
原理:通过电解作用在零件表面沉积一层金属镀层,形成致密保护膜。
应用:
1.镀锌(钢铁件):耐中性腐蚀,常用于螺栓、支架等通用零件,镀层厚度 5-20μm;
2.镀镍(钢、铜件):耐酸碱腐蚀,硬度高,适合医疗器械、精密模具,镀层厚度 10-50μm;
3.镀铬(钢件):表面光亮、耐磨,分装饰铬和硬铬。
(二)氧化处理:
1.铝合金阳极氧化:通过电解在铝表面生成氧化膜,膜厚 5-20μm,可染色,提升耐腐蚀性和耐磨性,广泛用于手机中框、医疗器械外壳;
2.钢铁发蓝(发黑):在高温碱性溶液中使钢铁表面形成氧化膜,呈蓝黑色,成本低,适合弹簧、工具等零件的短期防锈。
(三)涂层防护:
1.喷漆 / 喷塑:在金属表面喷涂油漆或粉末涂料,形成均匀涂层,颜色多样,耐候性强,适合汽车外壳、机床外罩;
2.达克罗:将锌铬盐涂覆后烘烤,形成无机保护膜,耐盐雾性能远超镀锌,适合高腐蚀环境。
二、耐磨与润滑类CNC数控加工表面处理
针对运动部件,需提升表面硬度和耐磨性,减少摩擦损耗:
(一)渗碳 / 渗氮:
1.渗碳:将零件置于富碳介质中加热,使碳原子渗入表层,淬火后表面硬度达 HRC58-62,心部保持韧性,适合齿轮、轴类零件;
2.渗氮:在氨气中加热,氮原子渗入表层,硬度达 HV800-1200,变形小,适合精密零件。
(二)涂层技术:
1.物理气相沉积(PVD):在真空环境中通过蒸发或溅射沉积硬质涂层,厚度 1-5μm,硬度 HV2000-3000,耐磨且摩擦系数低,适合刀具、模具、齿轮;
2.化学气相沉积(CVD):通过化学反应沉积涂层,膜厚 5-20μm,耐高温,适合高温摩擦部件。
(三)磷化处理:
钢铁件在磷酸溶液中形成磷酸盐薄膜,多孔结构可吸附润滑油,增强耐磨性,常用于轴承、活塞环等需润滑的零件,也可作为喷漆前的预处理。
三、外观与装饰类CNC数控加工表面处理
提升零件美观度,满足消费电子、汽车内饰等对外观的高要求:
(一)抛光:
1.机械抛光:通过砂轮、布轮等工具打磨,使表面粗糙度降至 Ra0.02-0.1μm,呈现镜面效果,适合不锈钢餐具、卫浴配件;
2.电解抛光:利用电解作用去除表面微观凸起,比机械抛光更均匀,适合复杂形状零件。
(二)拉丝:
用砂纸或百洁布沿固定方向打磨,形成均匀的直线纹路,掩盖细微划痕,常用于铝合金手机外壳、笔记本电脑边框。
(三)着色处理:
1.铝合金电解着色:在阳极氧化后通过电解使色素沉积在氧化膜孔隙中,颜色持久,耐紫外线;
2.化学着色:通过化学反应在金属表面生成彩色化合物,适合工艺品、装饰件。
四、功能导向类CNC数控加工表面处理
满足特定行业的功能性需求:
(一)导电处理:
镀银 / 镀金:银镀层导电性,金镀层耐腐蚀且接触电阻稳定,镀层厚度通常 0.5-5μm。
(二)绝缘处理:
涂覆绝缘漆 / 陶瓷涂层:在金属表面形成绝缘层,耐电压>1000V,适合电机定子、高压设备零件。
(三)生物相容性处理:
1.钛合金阳极氧化:形成多孔氧化膜,利于骨骼细胞附着,用于骨科植入体;
2.等离子体喷涂羟基磷灰石:在金属表面沉积与人体骨骼成分相似的涂层,提升生物相容性,用于齿科种植体。
总结
CNC数控加工后的金属零件表面处理是 “性能提升 + 功能拓展” 的关键环节,需根据材料特性、应用场景选择合适的工艺。从基础的防锈到高端的 PVD 涂层,表面处理技术不仅能延长零件寿命,还能赋予其特殊功能,是现代金属制造中不可或缺的环节。
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