Oberflächenbehandlung von Metallgussteilen

Bei der Metalloberflächenbehandlung handelt es sich um einen Prozess der künstlichen Bildung einer Oberflächenschicht auf der Oberfläche eines metallischen Grundmaterials, die sich von den mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des Grundmaterials unterscheidet. Der Zweck der Oberflächenbehandlung besteht darin, die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Dekoration oder andere besondere Funktionsanforderungen des Produkts zu erfüllen. Bei Metallgussteilen sind unsere am häufigsten verwendeten Oberflächenbehandlungsmethoden: mechanisches Polieren, chemische Behandlung, Oberflächenwärmebehandlung und gesprühte Oberfläche. Die Oberflächenvorbehandlung von Metallgussteilen besteht darin, die Oberfläche des Werkstücks zu reinigen, zu fegen, zu entgraten, zu entfetten und zu desoxidieren.

Für die Oberflächenbehandlung gibt es zwei Erklärungen. Eine davon ist die allgemeine Oberflächenbehandlung, die viele physikalische und chemische Methoden umfasst, darunter Vorbehandlung, Galvanisierung, Lackierung, chemische Oxidation, thermisches Spritzen usw.; Das andere ist die eng definierte Oberflächenbehandlung. Das heißt, nur die Bearbeitung einschließlich Sandstrahlen, Polieren usw., was wir oft als Vorbehandlung bezeichnen.

 

Oberflächenbehandlung	Anwendungen
Verzinkung	Gussteile aus legiertem Stahl, Gussteile aus Kohlenstoffstahl, Teile aus Pulvermetallurgie
Chemische Zinkbeschichtung	Chemisch verzinkte Beschichtung der Stahlteile
Chemische Vernickelung	Chemische Vernickelung von Stahl-, Edelstahl-, Aluminium- und Kupferteilen
Zinn-Zink-Beschichtung	Verzinnung der Stahlteile
Verchromung	Gussteile aus legiertem Stahl, Gussteile aus Kupferlegierungen
Vernickelung	Chemische Vernickelung von Stahl-, Edelstahl- und Aluminiumteilen
Chrom-Nickel-Beschichtung	Messingteile, Bronzeteile
Zink-Nickel-Beschichtung	Stahlgussteile, Messinggussteile, Bronzegussteile
Kupfer-Nickel-Chrom-Beschichtung	Kupfer-Nickel-Chrom-Beschichtung auf Stahl-, Edelstahl- und Aluminiumteilen
Kupferbeschichtung	Beschichtung der Stahlteile
Eloxieren	Eloxieren und Hartanodisieren von Aluminiumprofilen, Bearbeitung und Druckgussteilen aus Aluminium
Malerei	Lackieren und Trockenfilm auf Eisen-, Aluminium-, Edelstahl- und Stahlteilen
Säurereinigung	Säurereinigung für Edelstahlgussteile, wärmebehandelte Teile, Teile aus Superlegierungen, Aluminiumlegierungen und Titanlegierungen
Passivierung	Passivierung von Edelstahl aller Art
Phosphatieren	Zink- und Manganphosphatierung von normalen Guss- und Bearbeitungsteilen
Elektrophorese	Elektrophorese an den Stahlteilen
Elektrolytisches Polieren	Elektrolytisches Polieren der Edelstahlteile
Drahtziehen	Edelstahlteile durch Gießen, Schweißen und Schmieden

 

1. Oberflächenvorbehandlung

Bei der Verarbeitung, dem Transport, der Lagerung usw. weist die Oberfläche von Metallwerkstücken häufig Oxidablagerungen, Rostformsand, Schweißschlacke, Staub, Öl und anderen Schmutz auf. Damit die Beschichtung fest auf der Oberfläche des Werkstücks haftet, muss die Oberfläche des Werkstücks vor dem Lackieren gereinigt werden. Andernfalls wird nicht nur die Bindungskraft und die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung auf dem Metall beeinträchtigt, sondern auch das Grundmetall beschädigt, selbst wenn es beschichtet ist. Unter dem Schutz der Schicht kann es zu einer weiteren Korrosion kommen, wodurch sich die Beschichtung ablöst und die mechanischen Eigenschaften und die Lebensdauer des Werkstücks beeinträchtigt werden. Es ist ersichtlich, dass der Zweck der Oberflächenvorbehandlung von Metallwerkstücken darin besteht, einen guten, für die Beschichtungsanforderungen geeigneten Untergrund bereitzustellen, eine Schutzschicht von guter Qualität zu erhalten und die Lebensdauer des Produkts zu verlängern.

 

2. Mechanische Behandlung

Hierzu zählen vor allem Drahtbürstenwalzenpolieren, Kugelstrahlen und Sandstrahlen.

Beim Bürstenpolieren wird die Bürstenwalze vom Motor angetrieben und die Bürstenwalze dreht sich mit hoher Geschwindigkeit auf der Ober- und Unterseite des Bandes in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung des Walzstücks, um die Oxidschicht zu entfernen. Der abgebürstete Eisenoxid-Zunder wird mit einem geschlossenen Kühlwasser-Umlaufwaschsystem abgewaschen.

Beim Kugelstrahlen wird die Zentrifugalkraft genutzt, um das Projektil zu beschleunigen und es zur Rostentfernung und Reinigung auf das Werkstück zu schleudern. Kugelstrahlen weist jedoch eine geringe Flexibilität auf und ist durch den Standort begrenzt. Beim Reinigen des Werkstücks ist es etwas blind und es entstehen leicht tote Ecken auf der Innenfläche des Werkstücks, die nicht gereinigt werden können. Der Aufbau der Ausrüstung ist komplex, es gibt viele Verschleißteile, insbesondere die Klingen und andere Teile verschleißen schnell, der Wartungsaufwand ist zahlreich, die Kosten hoch und die einmalige Investition hoch. Beim Einsatz von Kugelstrahlen zur Oberflächenbehandlung ist die Aufprallkraft groß und der Reinigungseffekt offensichtlich.

Bei der Behandlung dünner Blechwerkstücke durch Kugelstrahlen kann es jedoch leicht zu einer Verformung des Werkstücks kommen, und das Stahlstrahlmittel trifft auf die Oberfläche des Werkstücks (unabhängig vom Kugelstrahlen oder Kugelstrahlen) und verformt das Metallsubstrat. Da Eisenoxid und Eisenoxid keine Plastizität aufweisen, werden sie zerbrochen. Nach dem Abziehen verformt sich der Ölfilm zusammen mit dem Material, sodass das Kugelstrahlen und Kugelstrahlen die Ölflecken auf dem Werkstück mit Ölflecken nicht vollständig entfernen kann. Unter den bestehenden Methoden zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken ist das Sandstrahlen die beste Reinigungswirkung. Sandstrahlen eignet sich zur Reinigung der Werkstückoberfläche mit höheren Anforderungen.

 

3. Plasmabehandlung

Plasma ist eine Ansammlung positiv geladener positiver und negativer Teilchen (einschließlich positiver Ionen, negativer Ionen, Elektronen, freier Radikale und verschiedener aktiver Gruppen usw.). Die positiven und negativen Ladungen sind gleich. Daher wird es Plasma genannt, was neben den festen, flüssigen und gasförmigen Zuständen der vierte Zustand ist, in dem Materie existiert – der Plasmazustand. Der Plasmaoberflächenprozessor besteht aus einem Plasmagenerator, einer Gaszufuhrleitung und einer Plasmadüse. Der Plasmagenerator erzeugt im Düsenstahlrohr Hochdruck- und Hochfrequenzenergie, die durch Aktivierung und Steuerung in der Glimmentladung mit Hilfe von Druckluft Niedertemperaturplasma erzeugt. Das Plasma wird auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht.

Wenn das Plasma und die Oberfläche des bearbeiteten Objekts aufeinander treffen, kommt es zu Veränderungen des Objekts und es kommt zu chemischen Reaktionen. Die Oberfläche wurde gereinigt und Kohlenwasserstoffverunreinigungen wie Fett und Hilfszusätze wurden entfernt, geätzt und aufgeraut, eine dichte vernetzte Schicht gebildet oder sauerstoffhaltige polare Gruppen (Hydroxyl, Carboxyl) eingeführt, diese Gruppe hat hat eine haftungsfördernde Wirkung auf verschiedene Beschichtungsstoffe und wurde in der Haftungs- und Lackanwendung optimiert. Unter dem gleichen Effekt kann durch die Anwendung einer Plasmabehandlungsoberfläche eine sehr dünne, hochfeste Beschichtungsoberfläche erhalten werden, die sich positiv auf das Kleben, Beschichten und Drucken auswirkt. Es sind keine weiteren Maschinen, chemischen Behandlungen und andere starke Komponenten zur Erhöhung der Haftung erforderlich.

 

4. Elektrochemische Methode

Die elektrochemische Oberflächenbehandlung nutzt die Elektrodenreaktion zur Bildung einer Beschichtung auf der Oberfläche des Werkstücks, was hauptsächlich Galvanisieren und anodische Oxidation umfasst.

Beim Werkstück befindet sich die Kathode in der Elektrolytlösung. Der Vorgang der Bildung einer Beschichtung auf der Oberfläche unter Einwirkung eines externen Stroms wird als Galvanisieren bezeichnet. Die Überzugsschicht kann aus einem Metall, einer Legierung oder einem Halbleiter bestehen oder verschiedene feste Partikel enthalten, wie z. B. eine Verkupferung, eine Vernickelung usw.

In der Elektrolytlösung fungiert das Werkstück als Anode. Der Prozess der Bildung eines Oxidfilms auf der Oberfläche unter Einwirkung von Außenstrom wird als Anodisierung bezeichnet, beispielsweise die Anodisierung einer Aluminiumlegierung. Die Oxidationsbehandlung von Stahl kann durch chemische oder elektrochemische Verfahren erfolgen. Die chemische Methode besteht darin, das Werkstück in eine oxidierende Lösung zu legen und durch chemische Einwirkung einen Oxidfilm auf der Oberfläche des Werkstücks zu bilden, beispielsweise durch Bläuen von Stahl.

 

5. Chemische Methoden

Die chemische Oberflächenbehandlung hat keine aktuelle Wirkung und nutzt die Wechselwirkung chemischer Substanzen, um eine Überzugsschicht auf der Oberfläche des Werkstücks zu bilden. Die Hauptmethoden sind die chemische Konversionsbeschichtung und die stromlose Beschichtung.

In der Elektrolytlösung hat das Metallwerkstück keine äußere Stromwirkung, und die chemische Substanz in der Lösung interagiert mit dem Werkstück und bildet eine Beschichtung auf seiner Oberfläche, die als chemische Umwandlungsfilmbehandlung bezeichnet wird. Wie Bläuung, Phosphatierung, Passivierung und Chromsalzbehandlung auf der Metalloberfläche. In der Elektrolytlösung wird die Oberfläche des Werkstücks ohne Fremdstromeinwirkung katalytisch behandelt. In der Lösung wird der Prozess der Ablagerung bestimmter Substanzen auf der Oberfläche des Werkstücks zur Bildung einer Beschichtung aufgrund der Reduzierung chemischer Substanzen als stromloses Plattieren bezeichnet, z. B. stromloses Nickel, stromloses Verkupfern usw.

 

6. Heißverarbeitungsmethode

Bei der Heißverarbeitungsmethode wird das Material unter Hochtemperaturbedingungen geschmolzen oder thermisch diffundiert, um eine Beschichtung auf der Oberfläche des Werkstücks zu bilden. Die wichtigsten Methoden sind wie folgt:

1) Feuerverzinkung
Der Prozess, bei dem ein Metallwerkstück in geschmolzenes Metall getaucht wird, um auf seiner Oberfläche eine Beschichtung zu bilden, wird als Feuerverzinkung bezeichnet, wie z. B. Feuerverzinkung und Feueraluminium.

2) Thermisches Spritzen
Der Prozess, bei dem das geschmolzene Metall zerstäubt und auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht wird, um eine Beschichtung zu bilden, wird als thermisches Spritzen bezeichnet, z. B. thermisches Spritzen von Zink und thermisches Spritzen von Aluminium.

3) Heißprägen
Der Vorgang des Erhitzens und Pressens der Metallfolie auf die Oberfläche des Werkstücks, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, wird als Heißprägen bezeichnet, beispielsweise Heißprägen von Aluminiumfolie.

4) Chemische Wärmebehandlung
Der Prozess, bei dem das Werkstück mit chemischen Substanzen in Kontakt kommt und erhitzt wird und ein bestimmtes Element bei hoher Temperatur in die Oberfläche des Werkstücks eindringt, wird als chemische Wärmebehandlung wie Nitrieren und Aufkohlen bezeichnet.

 

7. Elektrophorese

Als Elektrode wird das Werkstück in den leitfähigen wasserlöslichen oder wasseremulgierten Lack gelegt und bildet mit der anderen Elektrode im Lack einen Stromkreis. Unter der Wirkung des elektrischen Feldes wurde die Beschichtungslösung in geladene Harzionen zerlegt, die Kationen wandern zur Kathode und die Anionen wandern zur Anode. Diese geladenen Harzionen werden zusammen mit den adsorbierten Pigmentpartikeln durch Elektrophorese auf die Oberfläche des Werkstücks übertragen, um eine Beschichtung zu bilden. Dieser Vorgang wird Elektrophorese genannt.

 

8. Elektrostatisches Sprühen

Unter der Wirkung eines elektrischen Gleichstrom-Hochspannungsfelds werden die zerstäubten negativ geladenen Lackpartikel so gelenkt, dass sie auf das positiv geladene Werkstück fliegen, um einen Lackfilm zu bilden, was als statisches Sprühen bezeichnet wird.