以下是碳钢冲压件的常见表面处理方法及其技术细节与应用场景
一、电镀工艺
1. 镀锌(Zinc Plating)
- 工艺:电解沉积锌层(5-25μm),分碱性镀锌/酸性镀锌
- 特性:牺牲阳极保护,成本低,但耐盐雾性有限(中性盐雾72h)
- 进阶工艺:三价铬钝化(替代六价铬环保方案),蓝白/彩色钝化
- 应用:螺栓、垫片等标准件,户外护栏
2. 镀镍(Nickel Plating)
- 工艺:化学镀(无电解)或电镀镍层(10-50μm)
- 特性:硬度高(HV300-500)、导电性好,可多层镀(如Cu-Ni-Cr)
- 案例:电器触点、汽车门把手
二、化学转化膜
1. 磷化处理(Phosphating)
- 流程:除油→酸洗→表调→磷化(锌系/锰系/铁系)
- 膜厚:1-10μm,多孔结构吸附油脂/涂料
- 优势:增强涂装附着力,降低摩擦系数
- 典型应用:齿轮、活塞等运动部件预处理
2. 发黑处理(Black Oxide)
- 工艺:碱性高温氧化(140℃)生成Fe₃O₄膜
- 特点:不影响尺寸,耐弱腐蚀环境,需浸油封闭
- 场景:工具类零件(扳手、钳口)
三、涂装工艺
1. 静电粉末喷涂
- 流程:前处理→静电吸附→固化(180-200℃)
- 涂层:环氧/聚酯粉末,厚度60-120μm
- 优势:无VOC排放,耐磨抗冲击
- 案例:机柜、货架等大型件
2. 电泳涂装
- 工艺:电沉积水性环氧树脂,分阳极/阴极电泳
- 特点:复杂结构全覆盖,耐盐雾1000h+(CASS测试)
- 成本:设备投资高,适合汽车底盘件批量生产
四、物理防护技术
1. 达克罗涂层(Dacromet)
- 成分:鳞片状锌铝片+铬酸盐
- 特性:无氢脆风险,耐盐雾720h+,但含Cr⁶⁺需特殊处理
- 迭代技术:无铬达克罗(Geomet®320)
2. 热浸镀(Hot-dip Galvanizing)
- 工艺:450℃熔锌浸镀,锌层80-150μm
- 强度:适用于重防腐领域(桥梁、塔架)
- 局限:高温易变形,需控制薄壁件应用
五、功能性表面处理
1. QPQ处理(Quench-Polish-Quench)
- 工序:渗氮→氧化→抛光,生成Fe₃N+Fe₃O₄复合层
- 性能:硬度HRC50+,摩擦系数降低40%
- 典型件:液压阀芯、高耐磨传动部件
2. PVD镀膜(物理气相沉积)
- 镀层:TiN、CrN等陶瓷膜(2-5μm)
- 优势:高硬度(HV2000+)、装饰性金属光泽
- 应用:高端消费品(手表扣、刀具)
选型关键参数对比
方法 | 成本指数 | 耐盐雾(h) | 环保性 | 适用厚度范围 |
镀锌钝化 | ★★ | 72-240 | 三价铬达标 | 薄件(<3mm) |
电泳涂装 | ★★★★ | 1000+ | 水性无污染 | 任意形状 |
QPQ | ★★★★ | 600+ | 无重金属 | 精密中小件 |
达克罗 | ★★★ | 720+ | 需危废处理 | 中厚件 |
2025年趋势补充
1. 智能化产线:AI视觉质检涂层均匀度,激光除锈替代酸洗
2. 环保升级:生物基涂料(大豆环氧树脂)渗透率达35%
3. 复合工艺:磷化+纳米陶瓷涂层(耐温400℃+航天件)根据工况(海洋/工业/室内)、预算及合规要求,推荐优先验证 电泳涂装(耐蚀优先) 或 QPQ(耐磨优先) 方案。