常見的表面工藝處理及不良分析

關(guān)于常見的表面工藝處理及不良分析常用表面處理工藝水鍍NormalPlating真空電鍍PVDPhysicalVaporDeposition電泳Electrophoresis電鑄Electroform拋光Polishing蝕刻Etched鐳雕LaserCarved氧化Oxidation噴砂

Sandblast批花(一般對(duì)logo進(jìn)行處理)ShinyLogo拉絲DrawbenchCD紋CDline其他OtherR&D相關(guān)產(chǎn)品工藝R&DRelativeProductProcess第2頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.水鍍NormalPlating電鍍?cè)恚褐附柚饨缰绷麟姷淖饔?，在溶液中進(jìn)行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體（例如金屬）的表面沉積金屬或合金層。電鍍分類：BarrelPlating滾鍍，RackPlating水鍍。機(jī)械整平上掛檢驗(yàn)Process:超聲波除臘熱侵除油電解除油酸活化預(yù)鍍堿銅鍍焦銅鍍酸銅鍍白銅錫過瀝架第3頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.水鍍NormalPlating滾鍍生產(chǎn)線水鍍生產(chǎn)線除臘除臘后上掛除油酸活化鍍焦銅酸清洗鍍酸銅鍍白銅錫第4頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.水鍍NormalPlating水鍍常見問題：麻點(diǎn)：胚料表面不平整或電鍍液有雜質(zhì)。氣泡：電鍍層里有空氣或聚集著電鍍液，一般以小面積形狀出現(xiàn)。電鍍層附著力不足，脫落；（EseriesDawnStrapmetalpieceplatinglayerpeeloff)。電鍍層與胚料之間或鍍層彼此之間的附著力不夠，一般以較大面積出現(xiàn)。燒焦：在鍍件尾部和邊緣一帶產(chǎn)生了粗糙或其它不滿意的鍍層，顏色暗或灰白。水漬：電鍍后工件藏水，當(dāng)水烘干后在工件會(huì)出現(xiàn)一些花痕，不易擦去。第5頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.水鍍NormalPlating水鍍常用顏色：無(wú)叻叻色（“無(wú)鎳白銅錫”-”NonickelandwhiteCopperTin”）；槍色（GunMetalColor）；金色（GoldenColor）；珍珠銀、珍珠白（PearlSilver/white）；第6頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.水鍍NormalPlating

一、吊鍍價(jià)格（僅供參考，以時(shí)價(jià)為準(zhǔn)）序號(hào)鍍種鍍層厚度（微米）計(jì)量單位單價(jià)：元1鋅8-15平方分米0.402鎳8-15平方分米1.003光亮鎳8-15平方分米1.254銅鋅合金6-8平方分米0.605銅錫合金6-8平方分米0.606金0.1-0.5平方分米40.007銀6-8平方分米4.008銅10-20平方分米0.559錫8-10平方分米1.20

二、原材、型材鍍鋅價(jià)格：1—1.5元/Kg第7頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天CustomerhasreleasedcriticalrequirementtocontrolNi/Cosubstanceinmetalpartplating.NOKIA---bannedplatingNi/Coinmetalpartsurface.SE---bannedplatingNiinmetalpartsurface.Motorola---bannedplatingNi

inmetalpartsurface.客戶提出禁止產(chǎn)品電鍍層中含有鎳/鈷成分。Influenceforourproducts:Silvercolorpart:wecannotuseNiasundercoatinglayeranymore.Gunmetalcolorpart:wecannotuseCototunecolorofplatingsurface.對(duì)我們產(chǎn)品的影響：銀色不能用鎳成分，槍色不能用鈷進(jìn)行調(diào)色。Objective:NeedtosearchnewprocessformetalpartplatingtoavoidusingNi/Cosubstance.目標(biāo)：尋求新的電鍍工藝：避免使用鎳/鈷。1.水鍍NormalPlating第8頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天NormalNickelplatingprocess:“Cu+Ni+Cr”.Itisamatureprocess,itcanpasswearingvibrationtestsmoothly.Aimatitwillcauseallergenicofskin,customerhasbannedtouseit.常規(guī)銀色鎳電鍍可以通過耐磨測(cè)試，但由于其會(huì)引起皮膚過敏，客戶已經(jīng)要求禁止使用。Replaceplatingprocess:“NonickelandwhiteCopperTin”.Topasswearingvibrationtest,Snthicknessshouldbecontrolledatabout0.7~1.0um.Requiretocoatharderorganicfilm.Remark:Surfacerigidityof“NonickelandwhiteCopperTin”processcannotreachthesamelevelof“Cu+Ni+Cr”process.改善后的銀色電鍍電鍍用錫代替鎳。Plantostudyotherprocessestoachievesilvercolor:UsestainlesssteelmaterialtoreplaceZincmaterial,usePVDtoreplacenormalplatingtoachievesilvercolor.Usestainlesssteelinherentcolorafterpolished(neednotanyotherplating).Useplasticpartreplacemetalpart,usePVDtogetsilvercolor.Remarks:PVD---PhysicalVaporDeposition.其他工藝：使用不銹鋼進(jìn)行真空電鍍，使用不銹鋼原色等。OrganicFilmCr(Cr+3process)NiCuBaseSubstrateZincOrganicFilmSnCuBaseSubstrateZinc“Cu+Ni+Cr”Process“NonickelandwhiteCopperTin”Process1.水鍍NormalPlating第9頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天“PVD”Process2OrganicFilmCo+SnSnCuBaseSubstrateZincOrganicFilmPVDTiCr(Cr+3)BaseSubstrateZincNormalgummetalcolorplatingprocess:“Cu+Sn+Co”.Itisamatureprocess,Coelementisusedtotoneguncolor,itcanpasswearingvibrationtest.Aimatitwillcauseallergenicofskintoo,customerhasbannedtouseit.常規(guī)槍色電鍍，用鈷進(jìn)行調(diào)色，但由于其會(huì)引起皮膚過敏，客戶已經(jīng)要求禁止使用。Plantostudyotherprocessestoachievegunmetalcolor:“PVD”process1:platingoneCrlayeratbasesubstrateZinc,thenarrangethepartforPVD.Defectrateofthisprocesswillbehigherthansingleplatingprocess.“PVD”process2:usestainlesssteelmaterialtoreplaceZincmaterial,usePVDtoreplacenormalplatingtoachievegunmetalcolor.Useplasticpartreplacemetalpart,usePVDtogetgunmetalcolor.改善建議：1、鋅合金用水鍍＋真空電鍍避免使用鈷；2、不銹鋼真空電鍍部門使用鈷；3、用塑膠代替五金件?！癈u+Sn+Co”Process“PVD”Process1OrganicFilmPVDTiBaseSubstrateStainlessSteel1.水鍍NormalPlating第10頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.真空電鍍PVD真空電鍍：PVD（PhysicalVaporDeposition物理氣相沉積），是指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場(chǎng)的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。真空電鍍分類：真空蒸鍍、真空濺鍍、真空離子鍍。NCVM真空濺鍍：Non-ConductiveVacuumMetallization真空濺鍍?cè)碇饕幂x光放電(glowdischarge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面,靶材的原子被彈出而堆積在基板表面形成薄膜。真空濺鍍薄膜的性質(zhì)、均勻度比蒸鍍薄膜好,但是鍍膜速度比蒸鍍慢。涂層類型：

TiN，ALTIN，TiALN，CrN，CrCN，TiCN和ZrN,復(fù)合涂層包括TiALYN或H/DLC。工藝溫度：PVD涂層加工溫度在250℃－450℃之間，在有些情況下依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和涂層的質(zhì)量，PVD涂層溫度可低于70℃或高于600℃進(jìn)行涂層。涂層厚度一般

0.5~1um，有些情況下，涂層薄至0.3um,厚至15um。涂層種類和厚度決定工藝時(shí)間，一般工藝時(shí)間為3~6小時(shí)。第11頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.真空電鍍PVD真空蒸鍍、真空濺鍍、真空離子鍍對(duì)比ItemComparedVacuumEvaporationCoating蒸鍍VacuumSputteringCoating濺鍍VacuumIonCoating(PVDCoating)離子鍍Pressure(Torr)10-5-10-60.15-0.020.02-0.005EnergyofParticleNeuter0.1-1eV1-10eV0.1-1eVIon－－HundredstoThousandsDepositionRate(μm/min)0.1-700.01-0.50.1-50TurnaroundpropertynotgoodgoodbetterAdherencepowernotgoodgoodbetterCompactnessofcoatingslowdensityhighdensityhighdensityAirholeinthecoatingmorelesslessInternalStresstensilestresscompressivestresscompressivestress第12頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Besidesnormalzincalloygunmetalplating(contain:Co),thereareanothertwoPVDmethodstoavoidusingCoforgunmetalcolor.避免使用鈷的真空電鍍方式：PVDmethodA:UsestainlesssteeltoreplaceZincalloy,usePVDtoreplacenormalplatingtoachievegunmetalcolor.---PVDplatingquotationisabout20%~40%higherthannormalplating.Defectrateisabout2%~5%(normalplatingdefectrateisabout3%~8%).Priceofstainlesssteelisabout30%~200%higherthanzincalloy.方式A：使用不銹鋼，用真空電鍍代替水鍍（鈷）。但費(fèi)用會(huì)比鋅合金水鍍貴。PVDmethodB:platingoneCrorSnlayeratbasesubstrateZinc,thenarrangethepartforPVD.---AsmethodBneednormalplating+PVD,platingquotationis80%~100%higherthannormalplating.Defectratewillbeincreasedto10%~20%.

方式B：使用鋅合金，先水鍍?cè)僮稣婵针婂儭５M(fèi)用會(huì)比單獨(dú)水鍍貴。PVDMethodAOrganicFilmPVDTiCr(Cr+3)orSnBaseSubstrateZincPVDMethodBOrganicFilmPVDTiBaseSubstrateStainlessSteel2.真空電鍍PVD第13頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Advantage:優(yōu)點(diǎn)MorecolorcanbechosenwithPVDplatingprocess.真空電鍍顏色選擇多。PVDismorefriendlyforenvironment.真空電鍍更環(huán)保。PVDcoatingisstronger,andthePVDcoatingismoreharder.ThePVDcoatingalsohasbetterwearresistance,bettercorrosionresistanceandbetterchemicalstability.真空電鍍鍍層硬度及強(qiáng)度較水鍍高，耐磨性好，具有更穩(wěn)定的化學(xué)性能。Disadvantage:缺點(diǎn)Toachievedifferenttestingrequirement,priceofPVDplatingwillbedoubleortripleofnormalplating.為滿足不同的測(cè)試要求，電鍍費(fèi)用是水鍍的兩倍以上。UsingPVDmethodAforgunmetalcolor,unitpricewillbeincreaseabout50%~100%,ormore.使用真空電鍍實(shí)現(xiàn)槍色，產(chǎn)品單價(jià)會(huì)增加50%~100%。UsingPVDmethodBforgunmetalcolor,defectratewillbecomeabottleneck.水鍍＋真空電鍍工藝，不良率將是一個(gè)顯著問題。UsingPVDmethodBforsampling,leadtimehastoextendabout2~3days.水鍍＋真空電鍍工藝，打樣周期將會(huì)增加2～3天。2.真空電鍍PVD第14頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天水鍍與PVD對(duì)比---Frank.Long第15頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天電泳工藝：分為陽(yáng)極電泳和陰極電泳。若涂料粒子帶負(fù)電，工件為陽(yáng)極，涂料粒子在電場(chǎng)力作用下在工件沉積成膜稱為陽(yáng)極電泳；反之，若涂料粒子帶正電，工件為陰極，涂料粒子在工件上沉積成膜稱為陰極電泳。陽(yáng)極電泳一般工藝流程為：工件前處理（除油→熱水洗→除銹→冷水洗→磷化→熱水洗→鈍化）→陽(yáng)極電泳→工件后處理（清水洗→烘干）。1、除油：溶液一般為熱堿性化學(xué)除油液，溫度為60℃（蒸汽加熱），時(shí)間為20min左右。2、熱水洗：溫度60℃（蒸汽加熱），時(shí)間2min。3、除銹：用H2SO4或HCl，加清洗劑1.5%；室溫下洗10～20min。4、冷水洗：流動(dòng)中冷水洗1min。5、磷化：用中溫磷化（60℃時(shí)磷化10min）。6、鈍化：用與磷化液配套的藥品，室溫下1～2min即可。7、陽(yáng)極電泳：電解液成分：H08-1黑色電泳漆，固體分質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%～12%，蒸餾水質(zhì)量分?jǐn)?shù)88%～91%。電壓：（70±10）V；時(shí)間：2～2.5min；漆液溫度：15～35℃。8、清水洗：流動(dòng)冷水中洗。9、烘干：在烘箱中于（165±5）℃溫度下烘40～60min即可。DieCasting壓鑄Polishing拋光Process:ElectropHoresis電泳3.電泳Electrophoresis第16頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.電泳Electrophoresis操作條件及物理性質(zhì)電泳電鍍被涂物極性陰極/陽(yáng)極陰極電壓20-400volt2-10volt電流密度20-150A/m250-500A/m2時(shí)間0.5-3min2-60min耗電量1-10Kwh/kg3-50kwh/kg槽內(nèi)濃度5-20%solid10-50%solid電導(dǎo)率200-2000μs/cm5000μs/cmpH4.0-7.5(陽(yáng)離子)

6.5-9.5(陰離子)0.4-12溫度15-30oC10-80oC槽液組成樹脂、顏料、溶劑等各種鹽類及助劑補(bǔ)充料同上金屬板及鹽類助劑粒子大小10-6～10-4cm10-8cm電泳與電鍍之比較表第17頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.電泳Electrophoresis陰極電泳漆之優(yōu)點(diǎn)原漆色漿細(xì)度5μm以下①、電泳槽不易產(chǎn)生沉淀而造成水平降

②、易攪拌

③、涂膜較平坦細(xì)致槽

液

性

能pH值6.0-6.6槽液之穩(wěn)定性較佳沉淀性24小時(shí)靜置槽液不分顏料沉淀≤5ml/L①、易攪拌

②、不易造成沉淀

③、水平而不易有水平沉淀泳透率>90%①、內(nèi)層之防銹之增強(qiáng)

②、內(nèi)外之膜厚較平均再溶性<6%因種種因素停產(chǎn)時(shí)，再溶于電泳槽之涂膜量較小，產(chǎn)生顆料量較少篩余物≤5mg/L①、水平沉淀之機(jī)會(huì)減少

②、增長(zhǎng)濾袋之壽命涂

膜

性

能膜厚20-30μm厚膜型柔軔性1mm延展性及耐曲性強(qiáng)杯突性9.2mm延展性及耐曲性強(qiáng)耐鹽霧性1200hr防蝕能力特強(qiáng)第18頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.電鑄Electroform1清洗不銹鋼底板2涼干不銹鋼底板3涂感光材料4曝光5清洗曝光后底板6進(jìn)行電鑄7清洗產(chǎn)品輪廓以外感光涂層8涼干電鑄成品9品質(zhì)全檢10復(fù)膜、換離形紙11背膠1、電鑄層厚度：0.03~0.12mm，常用厚度：0.05~0.08mm；

2、背膠厚度：0.01~0.02mm；

3、基層材料：鎳、銅；

4、表層材料：鉻、金、鈷、锳等；第19頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stamping沖壓Polishing拋光Process:Plating電鍍Thesampleismadebystainlesssteel,afterhighqualitypolishing,thenarrangevacuumplating.1/.Polishrequirement:mirrorpolish,anyscratchanddentcannotbeaccepted,sotheyieldrateislow(about80%atpolishprocess).需要鏡面拋光，不良率較高。2/.Bigandflatpartissuitableformirrorpolish,onesmallroundwillbemadeafterpolished(R0.2~R0.3mm).Sotheedgewillnotbetoosharp.3/.Afterpolished,arrangePVDtomakedifferentcolorwhatwewant.此樣板的材質(zhì)為不銹鋼，高質(zhì)量的拋光后，再安排真空電鍍以實(shí)現(xiàn)不同的顏色。5.拋光Polishing第20頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.拋光PolishingDesign:Surfaceisnotflat,thereisapositivecurveatthesurfaceofcastingpart.(Figure1)此形狀的部件，拋光不會(huì)影響產(chǎn)品功能。Version:therearetwoversions---silverandgunmetalcolor.Afterpolishingandplating(Figure2):Polishing:asthecurveispositive,polishingthicknesscanbekeptconsistent,whichwillnoaffectassembly.Plating:usenormalplatingmethodcanachievesilverandgunmetalcolor.Afterstamping:aspolishingandplatinghavenotaffectedstampingprocess,surfacequalityisgood.(Figure3&4)CastingPartAfterPolishingandplatingAfterStampingPositiveCurveFigure1Figure2Figure3SurfaceEffectFigure4第21頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天CastingPartAfterPolishingandplatingAfterStampingNegativeCurveFigure1Figure2Figure3SurfaceEffectFigure4Figure5Design:Surfacerequireflat,thereisanegativecurveatthesurfaceofcastingpart.(Figure1)此形狀的部件，拋光后會(huì)影響產(chǎn)品功能。Version:therearethreeversions---silver,gunmetalcolor,topazbrown.Afterpolishingandplating(Figure2):Polishing:asthecurveisnegative,polishingthicknesscannotbekeptconsistent,middlethickness(5.45mm)isbiggerthantheend(5.35mm),whichwillaffectassembly.Plating:usenormalplatingmethodforsilverandgunmetalcolor,usenormalplating+PVDfortopazbrown.Afterstamping:Silverandgunmetalcolor:aspolishingwillaffectstampingprocess,surfacewillhaveaslightmarkingatthemiddleofpart.(Figure3&4)Topazbrown:asPVDlayerisbrittle,onesmallcrackcanbeseenafterstamping.(Figure5)5.35mm5.45mmSurfaceCrack5.拋光Polishing第22頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.拋光PolishingNOKIASonja存在問題點(diǎn)5.3mm5.6mm1、產(chǎn)品中間的位置厚度較大，壓合后中間比兩頭要大0.2~0.3mm。（圖1）2、由于表面不平整，壓合后，正、反表面都有一道壓痕（圖2），影響外觀。5.3mm圖1圖2第23頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.拋光Polishing不能拋光區(qū)域Figure2Figure1粗糙區(qū)域針對(duì)拋光不到位的區(qū)域，如果我們需要消除其粗糙的表面，需要額外增加工序，如：細(xì)拋、手工拋，增加夾制具，導(dǎo)致相應(yīng)的費(fèi)用也會(huì)增加。第24頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stamping沖壓Polishing拋光Process:Etching蝕刻Plating電鍍Etchingprocessisfrequentlyusedatstainlesssteel,aluminum,copper,glassmaterial.Ithasbeenamatureprocess.1/.Specialfigureorregularpatterncanbeachievedatsurfaceofpart.2/.Thesizeisnotlimitative.3/.Thecostisbaseontheetchingrequirement,thesizeofetching,thedifficultyofetching.蝕刻工藝可以應(yīng)用在：不銹鋼、鋁材、銅材、玻璃等材料上。6.蝕刻Etched第25頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stamping沖壓Polishing拋光Process:Plating電鍍Laser雷射LaserCarvedprocessisusinglasertoremovesurfacematerialofpart.雷射工藝是使用激光將部件表層材料去除后，到達(dá)需要的圖案或Logo。1/.THeprocesscanbeachieveatstainlesssteel,Zinc,Copper,Aluminum,etc.2/.Thesizeisnotlimitative.3/.Thecostisbaseonthelogosizeanddepth.7.雷射LaserCarved第26頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stamping沖壓Polishing拋光Process:Oxidation&Dyeing氧化Thecolorsampleismadebyaluminum,throughoxidationanddyeingdisposaltoachievedifferentcolor.1/.Thecolorcanbeadjusted,butcannotachievegradualchangeeffectatonesurface.2/.Currently,oxidationprocesscanpasssaltspraytest,butnoallthepartscanpasswearingvibrationtest.3/.Thisprocesscanbeusedforlogotagewhichiswantedtoachievedifferentcolor.4/.Yieldratewillbereducedifwewanttomakedifferenctcoloratonepart,forinstance:firstroundoxidationyieldis95%,aftersecondroundoxidationyieldratewillbereducedto90%orbelow.氧化的顏色選擇性很強(qiáng)，可以在一個(gè)部件上實(shí)現(xiàn)不同的顏色，但相應(yīng)的不良率會(huì)增加。8.氧化Oxidation第27頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stamping沖壓SandBlasting噴沙Process:Oxidation&Dyeing氧化Sandblastprocessisusingonesandguntospraysmallsandatpartsurface,toachievesmattsurface.1/.Partcannottoosoft.2/.Thereisspecialsandblastmachine.噴沙是使用沙槍在產(chǎn)品表面噴上一層細(xì)沙，從而使產(chǎn)品表面形成磨沙感。9.噴砂

Sandblast第28頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Etched蝕刻Process:Oxidation&Dyeing氧化ShinyLogo批花Shinylogoprocesswillbearrangedafterplatingoroxidation,usemillingcuttertoremovetheplatingoroxidationsurfaceandshowinherentmetalcolor.1/.Onefixtureisrequiredtofixthepartwhichplanedtomill.2/.Differentmillingdirectionscanbeachieved.3/.UseetchingorstampingprocesstomakeembossLogo.Aluminummaterialiseasiertoachievethisprocessthanstainlesssteel.批花使用銑刀切除部件表面的電鍍或氧化層，使部件局部爆裂原材料的加工工藝。10.批花ShinyLogoLogoPolishing第29頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stamping沖壓Process:Polishing拋光DrawBench拉絲Drawbenchprocesswillbearrangedafterpolished,usesandbagorflaxtopolishpartsurfaceatonedirection.1/.Needonesimpledrawbenchmachine.2/.Differentdirectionscanbeachieved.3/.Stainlesssteel,Zinc,Copper,Aluminumcanarrangethisprocessafterpolished.拉絲是使用砂輪或麻輪對(duì)產(chǎn)品表面在固定的方向上進(jìn)行滾磨，使產(chǎn)品表面形成一定紋路的加工工藝。11.拉絲Drawbench第30頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stampin