Какие материалы используются при отделке поверхности?

В производстве на эксплуатационные характеристики деталей влияет множество факторов, таких как конструкция и обработка. Но последний слой отделки поверхности, который мы часто сравниваем с «внешним покрытием» изделия, играет далеко не только эстетическую роль. Он напрямую определяет износостойкость, коррозионную стойкость и срок службы деталей, являясь ключевым звеном в обеспечении их эксплуатационных характеристик. Существует множество методов, но их суть кроется в используемых материалах.

Я часто сталкиваюсь с таким выбором:

• Какое порошковое покрытие обеспечит наилучшую защиту от износа?
• Какое покрытие металла используется для достижения на поверхности эффекта блестящего хрома?
• Какова основная формула обрабатывающей жидкости, обеспечивающая соответствие строгим военным стандартам защиты от ржавчины?

Выбор правильного материала для отделки поверхности – это выбор важнейшего «внешнего слоя» изделия. Он не только формирует текстуру внешнего вида, но и является залогом его надёжности и долговечности. Сегодня мы рассмотрим эти важнейшие материалы.

Краткое изложение основных ответов:

В этой статье вы найдете ответы на свои вопросы:

• Эта статья поможет вам разобраться, какие материалы используются при отделке поверхностей.
• От широко используемых порошковых покрытий и гальванических слоев до современных мишеней PVD.
• Мы рассмотрим на реальном примере, как выбрать наиболее подходящую комбинацию материалов для серии изделий.
• Наконец, давайте поговорим о часто задаваемых вопросах о выборе материалов.

Почему это руководство стоит вашего времени?

В области обработки поверхностей мы всегда придерживаемся принципа, что практика — залог успеха. Данное руководство воплощает в себе практический опыт, накопленный командой JS за годы работы, и каждое предложение проверено на практике.

Мы «работаем» с этими отделочными материалами целый день. Это не то, что можно сделать, просто заглянув в инструкцию.

Например, при выборе полиэфирного порошка мы не только ориентируемся на его основные свойства, но и проводим строгие испытания на атмосферостойкость, чтобы гарантировать его стабильность в различных условиях окружающей среды. Это глубокое исследование материалов позволяет нам предлагать клиентам самые надёжные решения. При обработке поверхностей медицинских изделий мы уделяем особое внимание биосовместимости и коррозионной стойкости материалов, чтобы гарантировать соответствие каждого изделия строгим медицинским стандартам.

Эти знания получены не из книг, а благодаря многократным испытаниям и проектной практике. За годы работы мы накопили базу данных , содержащую более 3000 успешных проектов, что позволяет нам с уверенностью предложить вам надёжное решение.

Каждое предложение в этом руководстве основано на реальном опыте решения проблем. Будь то термостойкие покрытия для медицинских приборов или антикоррозийные гальванические покрытия для прецизионных схем — все эти случаи мы рассматривали на практике.

Мы не говорим ерунды, а лишь делимся реальным опытом, полученным на семинаре.

«Как часто подчёркивает профессор Гарри Бхадешия (Кембриджский университет/член Королевской инженерной академии), магистр в области материаловедения: ядро ​​материаловедения — это наука о решении практических задач».

Мы с этим полностью согласны, и наша методология инженерной обработки поверхностей построена на этой концепции.

Следуя рекомендациям этого руководства, вы сможете избежать ошибок, с которыми мы столкнулись ранее, и сразу применять проверенные решения. Наш опыт станет для вас кратчайшим путём и поможет вам быстро найти наиболее подходящее решение для обработки поверхности.

Лакокрасочные материалы: «внешний слой» и «броня» изделий

Я работаю в компании JS Company и занимаюсь в основном подбором материалов. По моему мнению, покрытие – это своего рода «внешний слой» и «броня» изделий. Нанесение слоя нового материала непосредственно на поверхность может не только защитить её, но и улучшить внешний вид. Это наиболее распространённый тип материала , играющий ключевую роль в процессе отделки поверхности . Ниже я расскажу о нескольких популярных покрытиях в трёх пунктах и ​​поделюсь своим опытом выбора материалов:

Покрытие красками

Это похоже на привычную нам краску, в основном представляющую собой смесь жидкости со смолой (например, эпоксидной, акриловой, полиуретановой), пигментом, растворителем и добавками. При выборе я обычно рекомендую следующее:

• Эпоксидная краска: обладает сверхпрочной адгезией и не боится химической коррозии. Отлично подходит для грунтовки и защиты заводского оборудования.
• Полиуретановая краска: обладает превосходной устойчивостью к солнцу и дождю, а её цвет долго сохраняется и не выцветает. Её часто используют для окраски наружных поверхностей автомобилей и других объектов .
• Акриловая краска: быстро сохнет, имеет яркие цвета, экологически безопасна (особенно на водной основе) и широко распространена в бытовой электронике и обычных промышленных товарах.

Порошковые покрытия

Эта краска представляет собой сухой порошок, состоящий из чистой смолы, пигмента и добавок, без воды. Она широко используется в отделке поверхностей. Как выбрать?

• Эпоксидный порошок: характеристики аналогичны эпоксидной краске, но покрытие толще и обладает более высокими защитными свойствами.
• Полиэфирный порошок: обладает сбалансированными характеристиками по всем параметрам, особенно лучшей устойчивостью к погодным условиям на открытом воздухе, чем эпоксидный порошок, и в настоящее время является наиболее используемым порошковым покрытием.
• Нейлоновый порошок: сверхизносостойкий и ударопрочный, с низким поверхностным трением, особенно подходит для направляющих, шестеренок и других мест, которые необходимо часто перемещать, но которые боятся износа.

Мишени для покрытия PVD/CVD

Это блоки из высокочистых металлов или керамики, например, нитрида титана (TiN), алмазоподобного углерода (DLC), хрома (Cr) и т. д. Они используются в более точных процессах обработки поверхности (например, в вакуумной обработке ). Ключ к выбору материала:

• Нитрид титана (TiN): золотистого цвета, чрезвычайно высокая твердость, очень износостойкий, часто используется для поверхности инструментов и сверл.
• Алмазоподобный углерод (DLC): чисто-черный, с чрезвычайно низким поверхностным трением и высокой твердостью, особенно подходит для сложных деталей, таких как поршневые кольца двигателей или прецизионные формы.

«Выбор подходящих инструментов и материалов для отделки поверхностей имеет решающее значение для успеха. Как инженер JS, я предлагаю вам обратиться к нам в соответствии с вашими потребностями: мы даём профессиональные консультации и помогаем вам подобрать оптимальное решение для обработки поверхности. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы вместе оптимизировать ваш продукт!»

Гальванопокрытие и химическое покрытие: волшебство «превращения камня в золото»

Я каждый день работаю в мастерской и лаборатории и сталкиваюсь с различными технологиями обработки металлических поверхностей. Проще говоря, это использование электричества (гальванопокрытие) или химической реакции ( химическое покрытие ), чтобы заставить атомы металла наращиваться слой за слоем на поверхности деталей, подобных строительным блокам. Это не фокус, а настоящая базовая технология гальванопокрытия и отделки поверхностей, которая может мгновенно наделить обычные материалы такими сверхспособностями, как стойкость к ржавчине, износостойкость и электропроводность!

Функциональное покрытие: практичность и долговечность — суровая правда

(1) Цинк:

Это наше наиболее распространённое «стальное ограждение». Его принцип основан на защите «жертвенным анодом». Цинковый слой корродирует раньше стальной матрицы, защищая основание. Для обеспечения низкой стоимости и надёжного защитного эффекта, например, для винтов, болтов, уличных ограждений и других элементов, защищённых от ветра и дождя, цинкование является предпочтительным вариантом. JS часто помогает клиентам с этим видом отделки металлических поверхностей.

(2) Никель:

• Он одновременно износоустойчив и устойчив к умеренной коррозии. В процессе гальванопокрытия его часто используют в качестве базового слоя под более ценный хромовый слой, обеспечивая прочность сцепления, а также его можно использовать непосредственно в качестве финишного покрытия.
• Особо стоит отметить, что химическое никелирование ( электролитическое никелирование ) не требует электричества, а толщина покрытия получается исключительно равномерной. Независимо от сложности деталей и глубины отверстий и канавок, покрытие идеально покрывает их. Этот метод особенно подходит для прецизионных деталей или поверхностей, требующих равномерной защиты.

(3) Олово:

В целом, он безопасен и надёжен. Он нетоксичен и безвреден, а также обладает первоклассными сварочными характеристиками. Поэтому он широко используется в ёмкостях, контактирующих с пищевыми продуктами (например, для внутренних стенок банок), и электронных компонентах (например, для контактных площадок печатных плат), обеспечивая безопасность и простоту сварки.

Декоративное покрытие: с учетом красоты и эксплуатационных характеристик

(1) Хром:

После гальванизации эта вещь выглядит очень красиво, с зеркальным блеском и стильно. Она также очень прочная и износостойкая.

На самом деле мы обычно видим два типа хромирования:

• Один из них — тонкий декоративный хром, который в основном используется на деталях, которым необходимо придать красивый вид.
• Другой вариант — толстый слой твердого хрома, который не только привлекает внимание, но и очень износоустойчив и устойчив к царапинам.

(2) Золото и серебро:

Это «благородные» материалы для гальванического покрытия. Они обладают практически идеальной проводимостью, практически не окисляются и не обесцвечиваются, а передача сигнала точна и стабильна. Поэтому для электронных разъёмов с чрезвычайно высокими требованиями, прецизионных контактов приборов и даже высококачественных ювелирных изделий они — правильный выбор, гарантируя стабильные характеристики и стойкость цвета.

(3) Медь:

Не стоит недооценивать её. В гальваностегии медь обычно используется в качестве «базы». Почему?

• Потому что он обладает очень хорошей адгезией к подложке и является хорошим проводником. Нанесение первого слоя меди подобно созданию хорошей основы для последующего покрытия (например, никеля или хрома), что обеспечивает более надежную адгезию и эксплуатационные характеристики всего покрытия.
• Конечно, его теплый ретро-медный цвет также очень изыскан, и он также прекрасно смотрится при использовании в некоторых деталях украшений или музыкальных инструментах.

«Освоение гальванопокрытий и химических покрытий — это словно мастерство работы с металлами, которое превращает эксплуатационные характеристики и внешний вид изделий в волшебство. Наше оборудование для обработки поверхностей позволяет точно поддерживать эти процессы, а мы — опытные специалисты в подборе материалов и контроле технологических процессов. Не паникуйте, немедленно позвоните мне или команде JS!»

Субтрактивные и трансформирующие материалы: изменение поверхности изнутри

В отличие от гальванопокрытия или нанесения покрытия, эта технология не «наносит слой внешнего покрытия» на детали, а фактически шлифует или химически изменяет поверхность самих деталей. Ниже представлен обзор основных материалов в двух аспектах:

Абразивы для механической обработки: точная «шлифовка» поверхности

• Оксид алюминия — это панацея, обладающая высокой твёрдостью и высокой шлифующей способностью. Его абсолютно правильно использовать для пескоструйной обработки и шлифования, чтобы удалить заусенцы. Он очень эффективен и может также сделать поверхность более шероховатой для последующей обработки.
• Стеклянные шарики работают более «бережно». Поверхность, которую они создают, имеет нежный и равномерный матовый эффект (мы часто называем это сатином), и практически не уменьшает размер деталей, поэтому я часто выбираю их для полировки прецизионных деталей, не повреждая их.
• Если вам приходится работать с особенно труднообрабатываемыми материалами, такими как карбид вольфрама или керамика, используйте карбид кремния. Он твёрже и острее оксида алюминия и специально разработан для работы с этими «твёрдыми костями» и способен их пережевывать.
• Наконец, существуют натуральные абразивы, такие как ореховый песок и кукурузные початки, которые обладают относительно мягкой текстурой. Они используются в основном для очистки, например, от нагара и масляных пятен на прецизионных деталях, таких как лопатки турбин. Они позволяют удалять грязь, не царапая сами детали, что весьма практично.

Химический преобразователь: стимулирует «поверхностный потенциал»

Азотная кислота или лимонная кислота являются мощными средствами для пассивации нержавеющей стали.

Что оно делает?

• Он удаляет «свободное железо» с поверхности, склонной к ржавчине, посредством химических реакций, обнажая находящийся под ним хром и формируя прочный и плотный защитный слой, богатый хромом. Обработанная таким образом нержавеющая сталь обладает гораздо более высокой антикоррозионной устойчивостью и долговечностью.
• Что касается фосфата (то, что мы часто называем фосфатирующим средством), то его можно считать хорошим партнером для стальных деталей перед покраской или нанесением порошкового покрытия .

Почему это мощный инструмент?

• Потому что он может образовывать на поверхности стали фосфатную плёнку, полную мельчайших углублений. Эти углубления и неровности позволяют последующей краске или порошковому покрытию прочно «схватить» основу, что сразу же повышает адгезию, предотвращая отслоение краски.
• Существуют также щелочные окислители, которые в основном используются для чернения или воронения стали. Они могут образовывать на поверхности плотную чёрную плёнку оксида железа (основной компонент — Fe₃O₄). Эта плёнка сама по себе может обеспечить базовую защиту от ржавчины, которая не очень прочна, но её особенность заключается в том, что она создаёт характерный чёрный оттенок. Иногда заказчики узнают этот цвет или хотят сэкономить, поэтому его использование вполне уместно.

«Независимо от того, является ли процесс физического восстановления или химического преобразования важнейшим инструментом для оптимизации характеристик поверхности. JS специализируется на различных процессах обработки поверхности, включая предварительную обработку для нанесения гальванических покрытий и финишную отделку. Если вашему продукту необходимо повысить износостойкость, коррозионную стойкость, чистоту или создать хорошую основу для последующего покрытия, обращайтесь к нашей команде инженеров за профессиональными решениями !»

Практический анализ случая: 3 типа решений по обработке поверхности для Bluetooth-динамиков

Недавно мы помогли клиентам спланировать решения по отделке поверхности для Bluetooth-динамиков из алюминиевого сплава высокого, среднего и бюджетного класса. Основная идея заключается в том, чтобы расширить ассортимент продукции и контролировать затраты, используя широкий выбор материалов.

Задача клиента: определить внешний вид и текстуру серии Bluetooth-колонок (базовая/профессиональная/максимальная версия)

Заказчик хочет создать Bluetooth-колонки высокого, среднего и низкого класса, корпус которых изготовлен методом литья под давлением из алюминиевого сплава. Проблема в том, как добиться того, чтобы они выглядели и ощущались заметно по-разному за счёт обработки поверхности корпуса. Это повышает ощущение класса, а стоимость необходимо контролировать. В этом и заключается искусство выбора материалов.

• Базовый вариант: бюджет ограничен, конструкция должна быть прочной, а внешний вид — простым и благородным.
• Pro-версия: она должна быть высококачественной и металлической на ощупь, желательно, чтобы на ней не оставались отпечатки пальцев, а выбор цветов должен быть богатым.
• Ультимативная версия: цель только одна — роскошь! Она должна ощущаться особенной, быть сверхизносостойкой и выдерживать испытание временем.

Выбор и оценка решения: разумное соответствие посредством «выбора материалов»

Как инженер JS, я отвечал за процесс принятия решений по материалам. Я точно подбираю материалы для различных зубчатых передач. Среди них наиболее важными являются инструменты и оборудование для финишной обработки поверхности. Например, в версии Pro мы используем пескоструйную обработку для обработки деталей. В версии Ultimate процесс PVD реализован на профессиональном оборудовании для финишной обработки поверхности (вакуумных напылительных установках) для обеспечения высокой производительности. В таблице ниже представлены мои последние решения:

Конечный результат: построение правильной продуктовой матрицы

Этот подход оказался успешным, поскольку он поставил различные группы потребителей в правильное положение:

• Контроль затрат оказался успешным: в базовой модели используется полиэфирный порошок, а стоимость отделки поверхности снижена до целевого уровня ( на 10% ниже бюджета ), что позволяет потребителям экономить деньги.
• Значительное улучшение ценности: в версии Pro появились такие цветовые решения, как «глубокий космический серый» и «серебристый», за счет добавления анодных красителей, что удваивает привлекательность продукта и увеличивает продажи на 20 % по сравнению с ожидаемыми показателями.
• Эталон технологий бренда: флагманская версия покрытия PVD вызвала бурные споры в технических СМИ, поскольку она стала синонимом флагманского бренда, а потребители используют ее в качестве рыночного эталона.

Основной вывод: Материалы для финишной обработки поверхности подобны «цветовой палитре» инженера: полиэфирный порошок — базовый цвет, анодирование — градиентный слой, а PVD-покрытие — золотой порошок. Только точное соответствие позволяет добиться желаемого «вкуса» продукта по разумной цене, а правильный выбор процесса финишной обработки поверхности — ключ к достижению бизнес-целей.

«От экономичного порошкового напыления до флагманского PVD-напыления — выбор инструментов и оборудования для обработки поверхности напрямую определяет высоту изделия. JS отлично справляется с подбором оптимальной технологической цепочки для изделий с различным расположением. Если у вас есть план производства с многоуровневым расположением, немедленно свяжитесь с нашей инженерной командой, чтобы мы разработали для вас комплексное решение, от материалов до оборудования!»

FAQ — ответ на ваш вопрос о выборе материала

Как определить «отделку шлифованного металла»? Какие материалы для неё используются?

Все хотят знать, что такое «шлифованная металлическая отделка». Она буквально выглядит так, будто по всей поверхности металла рассыпаны тонкие, ровные шёлковые узоры, словно по нему провели щёткой в ​​одном направлении. Суть этой отделки заключается не в нанесении какого-либо материала на металл, а в механической обработке материала и снятии тонкого слоя металла с поверхности инструментом.

Для достижения этого эффекта основным «материалом» является сам шлифовальный инструмент. Чаще всего я использую шлифовальную ленту, покрытую твёрдыми абразивными частицами оксида алюминия. Во время работы шлифовальная лента вращается с высокой скоростью, одновременно равномерно перемещая заготовку в одном направлении относительно шлифовальной ленты. Твёрдые частицы на шлифовальной ленте, словно бесчисленные маленькие ножи для резьбы, оставляют на металлической поверхности плотные и ровные царапины. Именно эти мелкие параллельные царапины создают уникальный мягкий, высокоглянцевый блеск и текстуру шлифовки.

Проще говоря: эффект щетки = специальные инструменты (шлифовальные ленты) + одностороннее соскабливание.

Нержавеющая сталь уже «нержавеющая», зачем ее пассивировать химикатами?

Меня часто спрашивают: «Нержавеющая сталь не ржавеет, зачем её травить?» Здесь кроется одно важное заблуждение. Устойчивость нержавеющей стали к ржавчине полностью зависит от тонкой оксидной плёнки, богатой хромом, на её поверхности.

Однако в процессе обработки (например, резки и сварки) эта плёнка легко повреждается и может загрязняться примесями, например, железной стружкой. В этом случае для пассивации пригодится азотная или лимонная кислота:

• Глубокая очистка: эффективно растворяет железные загрязнения на поверхности.
• Стимулируйте регенерацию: ускоряйте и направляйте поверхность нержавеющей стали к равномерной регенерации более толстой, более стабильной и более защитной оксидной пленки, богатой хромом.

Таким образом, пассивация — это не лишний этап, а химический метод восстановления и повышения естественной стойкости нержавеющей стали к ржавчине. Непассивированная нержавеющая сталь, особенно в агрессивных средах, таких как соляной туман и влажность, всё равно будет ржаветь. Пассивация — гарантия её долгой и стабильной службы. Это важнейший этап в технологии финишной обработки поверхности.

И при окраске распылением, и при порошковом напылении используется «смола». В чем разница между ними?

В обоих случаях в качестве материала используется смола, но форма и метод совершенно разные.

• При распылении краски используется жидкая смола, растворённая в растворителе, подобно краске. После нанесения растворитель испаряется, а смола застывает, образуя плёнку.
• При порошковом напылении используются частицы порошкообразной смолы, которые электростатически адсорбируются на поверхности заготовки, а затем обжигаются при высокой температуре, превращаясь в ровное и прочное покрытие.

Для сравнения, покрытие, полученное методом порошкового напыления, толще, износостойкее и экологичнее, поскольку в процессе не выделяются летучие газы. Однако оно не обеспечивает такого же тонкого и деликатного эффекта, как при распылении.

Краткое содержание

Ключ к успешной отделке поверхности — глубокое понимание используемых материалов . Будь то краска, определяющая внешний вид, металл, обеспечивающий ключевые характеристики, или абразив, обрабатывающий поверхность, — выбор каждого материала напрямую влияет на конечный результат. Это, по сути, искусство баланса между затратами, достижением требуемых характеристик и удовлетворением требований к внешнему виду.

У вас возникли трудности:

► Что выбрать: порошковое или гальваническое покрытие? Какой вариант больше подходит для позиционирования моего продукта?

► Как использовать разумный бюджет, чтобы внешний вид и текстура продукта выделялись?

► Существует много компаний, производящих оборудование для отделки поверхностей , кто из них действительно понимает соответствие материалов и процессов?

Не позволяйте выбору материала вас сдерживать! В JS мы не только разбираемся в теории, но и накопили обширный практический опыт. Свяжитесь с нами прямо сейчас, и мы предоставим вам комплексное решение от тестирования материалов до массового производства. Наши профессиональные инженерные возможности в области обработки поверхностей и передовое оборудование обеспечат наилучшие результаты обработки поверхности ваших изделий.

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено исключительно для информационных целей. Серия JS. Нет никаких явных или подразумеваемых заявлений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит данные о рабочих характеристиках, геометрических допусках, конкретных конструктивных характеристиках, качестве и типе материалов или качестве изготовления через сеть Longsheng. Ответственность за это несет покупатель. Запросить коммерческое предложение на детали. Указать конкретные требования к этим разделам. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации .

Команда JS

JS — ведущая компания в отрасли, специализирующаяся на индивидуальных производственных решениях. Мы обладаем более чем 20-летним опытом работы с более чем 5000 клиентов и специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ , производстве листового металла , 3D-печати , литье под давлением , штамповке металла и других комплексных производственных услугах.

Наш завод оснащён более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предлагаем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения для клиентов более чем в 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупносерийная продукция по индивидуальному заказу, мы готовы удовлетворить ваши потребности с максимально быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. Выбирайте JS Technology. Это означает эффективность, качество и профессионализм.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт: www.cncprotolabs.com

Ресурс