等離子拋光在真空鍍膜前處理中的應(yīng)用

等離子拋光也稱電漿拋光。主要用于五金件產(chǎn)品的拋光以及真空鍍膜的前處理，在表面處理行業(yè)屬于新的工藝，本文將在等離子拋光的工作原理、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及在表面處理行業(yè)的應(yīng)用來說明它與真空鍍膜的協(xié)調(diào)性。

一、              等離子拋光的工作原理

等離子也稱為物質(zhì)的第四態(tài)，是一種電磁氣態(tài)放電現(xiàn)象，使氣態(tài)粒子部分電離，這種被電離的氣體包括原子、分子、原子團(tuán)、離子和電子。等離子就是在高溫高壓下，拋光劑水溶，電子會(huì)脫離原子核而跑出來，原子核就形成了一個(gè)帶正電的離子，當(dāng)這些離子達(dá)到一定數(shù)量的時(shí)候可以成為等離子態(tài)，等離子態(tài)能量很大，當(dāng)這些等離子和要拋光的物體摩擦?xí)r，頃刻間會(huì)使物體達(dá)到表面光亮的效果。

等離子拋光是一種全新的金屬表面處理工藝,僅在工件表面的分子層與等離子反應(yīng),分子中原子一般間距為0.1-0.3納米,處理深度為0.3-4.5納米.拋光物的表面粗糙度在1MM范圍內(nèi),因此等離子化學(xué)活化工件表面,去除表面分子污染層,交叉鏈接表面化學(xué)物質(zhì)。　　

等離子拋光的一些特性測(cè)驗(yàn)：

（1）.拋光速率測(cè)試       

由測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,液態(tài)等離子拋光對(duì)SUS303、SUS304與SUS316等型號(hào)的不銹鋼材質(zhì)的拋光速率結(jié)果。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)液態(tài)等離子拋光的拋光速率與基材種類關(guān)聯(lián)性小。但是，拋光速率伴隨著外加電場(chǎng)的增加而增加，拋光速率＞1.0∪m/min,是傳統(tǒng)拋光法的十倍。我們亦可從測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)250-290伏特，拋光速率的順序?yàn)椋篠US316＞SUS304＞SUS303。

（2）.粗糙度測(cè)試      

由測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)303、304與316等型號(hào)的不銹鋼基材經(jīng)過液態(tài)等離子拋光后，其粗糙度分別從約1vm大幅降至＜0.1vm，尤其是316基材粗糙度可減少至0.08vm。此拋光技術(shù)已接近納米級(jí)的拋光能力范圍內(nèi)。

測(cè)試結(jié)果亦顯示，液態(tài)等離子拋光對(duì)粗糙度減低的材質(zhì)順序?yàn)椋篠US316＞SUS304＞SUS303。

（3）.光澤度測(cè)試

     由測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)303、304與316等型式的不銹鋼基材經(jīng)過液態(tài)等離子拋光后，其光澤度分別從約45%大幅曾增加至75%、85%、與95%。此乃表示基材從霧面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哏R面效果的光澤結(jié)構(gòu)。由此可以確定液態(tài)等離子拋光拋光后的基材符合工業(yè)產(chǎn)品外觀裝飾與材料特性的要求。

（4）.硬度測(cè)試 

由測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)303、304與316等型號(hào)的不銹鋼基材經(jīng)過液態(tài)等離子拋光后，其硬度分別從約250HV維克硬度變化至280HV維克硬度。

測(cè)試結(jié)果表明無論基材材質(zhì)是SUS316、SUS304、或SUS303，其硬度都有正向提升。

 

注：1.膜厚量測(cè)：是由日制surfacecorder ET-4000, Kasaka Laboratory 測(cè)量。

2.粗糙度性質(zhì)測(cè)試：是由日制MVK-H100A2，Akashi測(cè)量。

3.表面組成：高分辨率掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)。

二、等離子拋光的優(yōu)勢(shì)。

拋光技術(shù)是金屬表面處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，拋光無論是在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是在電子數(shù)碼產(chǎn)業(yè)中都是不可或缺的生產(chǎn)步驟。拋光是對(duì)工件表面精加工的過程，經(jīng)過拋光工序，工件表面粗糙度降低，一般說來伴隨著光澤度的提高，工件拋光后其機(jī)械、物理及化學(xué)性能都有不同程度的改善。例如，粗糙度降低光潔度提高，耐腐蝕性提高，缺口敏感性降低，摩擦系數(shù)下降，磨損減少。

等離子拋光采用的拋光技術(shù)是一種完全不同于傳統(tǒng)方法的新型拋光技術(shù)，此拋光技術(shù)是根據(jù)電化學(xué)原理與化學(xué)反應(yīng)原理而研發(fā)設(shè)計(jì)的。其拋光技術(shù)不使用對(duì)環(huán)境有污染和損害生產(chǎn)者健康的化學(xué)物品，但它的拋光效果卻能夠達(dá)到傳統(tǒng)方法很難達(dá)到的高品質(zhì)，拋光速度也是傳統(tǒng)拋光方法望塵莫及的，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)拋光成本（見圖5）。

由于等離子拋光有這些特性存在，所以目前應(yīng)用的非常廣，并且有取代電解拋光的趨勢(shì)。等離子拋光和電解拋光的適用行業(yè)廣范：手機(jī)電子、數(shù)碼配件、集成電路制造、運(yùn)動(dòng)器材（高爾夫球具）、眼鏡制造、不銹鋼潔具、餐具、醫(yī)療器械、手表飾品、汽車配件、LED制程、精密模具、航空航天及五金制品等行業(yè)等離子拋光工藝可以說是目前市場(chǎng)上最為先進(jìn)的拋光工藝。他同電解既有相似之處也有本質(zhì)的區(qū)別。說他們相似是說他們的拋光后的表面效果差不多。說他的本質(zhì)區(qū)別最主要是等離子拋光成本低和對(duì)環(huán)境無污染，而電解則相反。電解最主要是靠藥水來對(duì)工件進(jìn)行電化學(xué)腐蝕。所以藥水都具有很強(qiáng)的腐蝕性。對(duì)人體有很大傷害。對(duì)環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重。而等離子拋光的拋光鹽無腐蝕性，對(duì)人體無傷害，對(duì)環(huán)境也無污染。拋光鹽已作過SGS認(rèn)證，拋光溶劑污水排放也通過ROHS檢測(cè)無污染。

以一般的手機(jī)外殼為例，基本上所有的手機(jī)商都對(duì)不銹鋼手機(jī)外殼的要求為表面無劃傷，無明顯紋路，無白點(diǎn)也就是鏡面效果。拋光工藝一般從沖壓出完全成型產(chǎn)品開始，后續(xù)工序一般有鐳射，真空鍍膜，UV,噴油等。拋光均采用手工拋光，或者是手工拋光和等離子拋光結(jié)合。手工拋光及手工打磨，靠產(chǎn)品和麻、線、布輪的摩擦作用。第一次看見這種工藝的人都會(huì)很驚訝還有這樣落后和原始的事情。或許有時(shí)候最原始的是最好的選擇，這種工藝大行其道。但手工拋光工藝缺點(diǎn)明顯。第一效率底下，一個(gè)拋光工在8小時(shí)內(nèi)很難出到150個(gè)鏡光成品，嚴(yán)重制約規(guī)模化生產(chǎn)。第二：工作環(huán)境污染很大.磨光過程種產(chǎn)生大量的黑色粉末，一天下來幾乎全身都黑黑的。第三：工作種需要消耗大量的體力，工作異常辛苦。由于以上原因造成拋光工人的管理幾乎成為每個(gè)廠家的頭疼的事情，自由散漫，流動(dòng)性太強(qiáng)。等離子拋光由于是靠電離子的摩擦作用，由于離子幾乎沒質(zhì)量。所以摩擦力有限，對(duì)表面的摩擦作用一般是去掉1-2個(gè)絲。很明顯對(duì)沖壓印跡和表面橘皮無法去掉。采用手工拋光和等離子拋光相結(jié)合的辦法。即采用手工開初去掉表面壓印和橘皮。留下很深的麻輪紋路采用很細(xì)的線輪紋路去除。這個(gè)時(shí)候留下的線輪紋路采用等離子拋光去除。最后效果為表面鏡光無任何紋路，表面棱角處產(chǎn)生R角有利于和其他部件的配合，尤其是按鍵。對(duì)工件的里面一樣拋光光亮。這塊運(yùn)用種等離子拋光主要作用在去除布輪紋，少一次清洗程序，成品率高。由于手工開初和收光的時(shí)間成本基本相同，所以結(jié)合等離子拋光有利于節(jié)約成本，主要效用在節(jié)約時(shí)間。

 手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品內(nèi)部件：一般產(chǎn)品為沖出的產(chǎn)品就是成品，但品牌商如:Nokia,Motorola，Samsung等均要求內(nèi)部件做處理。效果為去披風(fēng)，去毛刺。不銹鋼做出的產(chǎn)品主要是卡槽，線路槽，容器件等。由于是內(nèi)部件一般及布規(guī)則和復(fù)雜，手機(jī)拋光基本都無法處理，采用能離子拋光能很有效的去披風(fēng)，去毛刺。讓部件之間能很好的配合，極大的減小線路板的摩擦。這一塊是趨勢(shì)，越來越多的品牌都會(huì)要求做這樣的處理。內(nèi)部件中比較特別的產(chǎn)品為滑軌，如NOKIA 8800的滑軌設(shè)計(jì)有明顯的凹槽，手工處理不能有效的控制尺寸，很多地方無法拋光。只有等離子拋光才可以解決拋光問題。

等離子拋光的工藝操作簡(jiǎn)單：上掛——電拋——水洗——水洗——中和——水洗——噴淋——超聲波——烤干——下掛——包裝(或進(jìn)行后其它后工藝：如真空鍍膜及鍍膜，噴涂等)

三、等離子拋光在金屬表面處理行業(yè)的應(yīng)用。

1.     一般需要做真空鍍膜或真空鍍膜的產(chǎn)品，在開始前都會(huì)先做清洗工藝，部份客戶取用等離子拋光工藝，然后再做真空鍍膜工藝（如圖6）。特別是對(duì)于那些用布輪或者是麻輪做過拋光處理的產(chǎn)品就顯得尤為重要。這是因?yàn)楫a(chǎn)品在經(jīng)過輪子拋光后易留下輪紋，造成表面陰陽色或顏色不均勻現(xiàn)象發(fā)生，這樣經(jīng)過真空鍍膜后就會(huì)呈現(xiàn)得更為明顯，呈現(xiàn)出鍍膜顏色不均勻，陰陽面等問題，但是采用等離子拋光工藝的要比清洗工藝良率要多30%以上，給前工序拋光工藝為拋除表面的輪紋減小很大壓力，產(chǎn)能明顯上升。這個(gè)主要是我們利用等離子拋光能夠很好的提高產(chǎn)品的光澤度和降低產(chǎn)品表面粗糙度及提高表面硬度。

2.     拋光鐳射后再做真空鍍膜的產(chǎn)品也需要先做清洗工藝，然后再做真空鍍膜工藝（如圖7）。這是因?yàn)楫a(chǎn)品在鐳射時(shí)表面容易產(chǎn)生發(fā)黃和被一些廢渣吸附，簡(jiǎn)單的清洗根本去除不干凈。如果清洗不干凈則會(huì)造成真空鍍膜顏色不均和麻點(diǎn)等不良現(xiàn)象。于是部份客戶取用等離子拋光工藝，這樣使得產(chǎn)品被清潔的力度大大提高，使良率明顯提升10～20%。

3.     拋光拉絲后再做真空鍍膜的產(chǎn)品也需要先做等離子拋光工藝，然后再做真空鍍膜（如圖8）。這是因?yàn)楫a(chǎn)品在拉絲過程中很容易使砂礫拉傷表面或者尼龍絲被高溫?zé)�焦吸附在工件拉絲位，簡(jiǎn)單的清洗也是根本沒辦法去除干凈。如果清洗不干凈也會(huì)給真空鍍膜造成麻點(diǎn)，砂眼和顏色不均。需要真空鍍膜的產(chǎn)品（如圖9），前工序最好先做等離子拋光，因?yàn)榈入x子拋光可以充分去除工件沖裁面的批鋒，利角和表面臟污。從而使得真空真空鍍膜膜的附著力大大增強(qiáng)，特別是沖裁面的邊角位不易脫膜,能將鍍膜附著力良率提高15%以上。等離子拋光工藝還有退掉鍍膜的功效，我們只要通過特定的拋光劑,在短的時(shí)間（30～180s）內(nèi)就可以完全脫掉鍍膜。這樣大大節(jié)省脫膜時(shí)間。對(duì)于那些表面真空鍍氮化碳或氮化鉻的產(chǎn)品,脫膜相對(duì)較難,通過等離子拋光也能去完全將表面膜層去除干凈,但是拋光時(shí)間需要延長(zhǎng)一倍以上。雖說拋光時(shí)間相對(duì)增加，但任然不會(huì)傷到基材表面，相反會(huì)大大增加返鍍的良率（因?yàn)榈入x子拋光能很好提高表面的光澤度，降低表面粗糙度，使表面平滑，光潔，導(dǎo)電性能好）

綜上所述，等離子拋光的確是真空鍍膜或真空鍍膜前處理不可缺少的工藝，并且他也將以對(duì)人體無傷害，對(duì)環(huán)境無污染，成本低的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)壓倒電解工藝，同時(shí)也為真空鍍膜或真空鍍膜解除更多的不良因素，為真空鍍膜或真空鍍膜出高品質(zhì)的產(chǎn)品而多做貢獻(xiàn)。