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电镀的前处理
发布时间：2010/11/20
电镀的前处理
前处理
3.1前处理的意义
一般前处理工程过程为,研磨预备洗净水洗电解脱酯水洗酸浸及活性化水中和水洗电镀。
3.1.1 前处理的目的
前处理的目的是为了得到良好的镀层，由于镀件在制造、加工搬运、保存期间会有油酯、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附着于镀件表面上，若不去除这些污物而进行电镀将得不到良好的镀层。镀• 件品质，前处理占很重要的地位。
3.1.2 前处理不良所造成之镀层缺陷
前处理不良所造成之镀层缺陷，有下列几项：(1)剥离， (2)气胀，(3)污点，(4)光泽不均，(5)凹凸不平，(7)小孔 (8)降低耐蚀性，(9)脆化。电镀之不良，前处理占很大的原因。
3.1.3 污物的种类
污物的种类，可分为有机物及无机物。有机物污物主要是动物性油酯，植物性油酯及矿物性油酯，无机物污物是金属氧化物、盐类、尘埃、及砂土。另外由有机物和无机物污物之物如研磨屑、研磨材料。动物性及植物性油酯可被化缄剂皂去除。矿物性油污无法被缄剂皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶剂乳化剂等去除。无机物污物可被酸或缄溶解，利用酸、缄浸渍、化学或电解方法去除及机械研磨方法去除。无机、有机混合污物，去除较困难，除了利用化学方法，亦须用电解，机械研磨等方法联合应用去除。
3.1.4 电镀前处理去除的典型污物
(1) 润滑油 (6) 淬火残留物
(2) 切削油 (7) 热处理盐
(3) 研磨油 (8) 热处理盐
(4) 热斑 (9) 污迹
(5) 锈及腐蚀物 (10) 油漆及油墨
3.1.5 表面清洁测定
表面清洁度测定，在工场最实用的方法是用水冲(water-beaktest)，检查表面水是否均匀润湿，如果是均匀润湿则为清洁表面，反之则不清洁。其它方法有，Nielson method，Atomizer test，Fluoresent method，weight of residual soil，wip-ing method，residual patlern method 及 Radioisotopetracer technique。
3.1.6 选择清洁方法及清洁材料之影响因素
其影响因素有：
(1) 被清洁表面之特性 (9) 清洁剂的温度
(2) 被去除污物之特性 (10)应用时间
(3) 清洁要求程度 (11)经验
(4）应用的方法 (12)搅拌次数
(5) 水质 (13)污染的程度
(6) 手续、另件、设备人员的安全 (14)下一步处理
(7) 成本 (15)废物之处理
(8) 清洁剂的浓度
3.1.7 清洁处理之注意事项
(1) 眼睛、皮肤、衣服等避免接触清洁剂，并要戴防护衣及眼罩。
(2) 防止长时间吸入有毒气体,须供应适当的通风。
(3) 使用会挥发性清洁剂时，温度必低于燃着点，在使用的区域严禁烟火及有火光或研磨之作业。
(4) 调制重碱性清洁剂时，要慢慢的加入冷水，避免产生剧烈反应，必须先在冷水中溶解而后再加热。
(5) 酸性材料调制时，不能将水加入酸中必须慢慢的将酸加入水中。
(6) 存放酸性溶剂的溶器，必须用防酸材料制成，防止损坏地板及附近设备，必须遵守药品使用的说明。
(7) 防止清洁剂损坏镀件机材，可添加抑制剂，使在所有污物去除后形成保护层。
(8) 清洁剂浓度增加，清洁时间可以减少但有一定限度，超过此限度反而不利。
(9) 温度增加对清洁时间可以减少。
(10)清洁需要一段时间，不是立即就可移去污物。
(11)清洁过程中或之后，清洗是很重要的。
3.1.8 清洁剂去除污物的原理
(1) 溶解力作用，如水可溶解盐，酸可溶解金属锈皮，汽油可溶解油脂。
(2) 碱化作用。
(3) 浸湿作用，将硫水性变亲水性。
(4) 乳化作用，使油与水混合在一起。
(5) 反凝作用，即为悬浮作用。
3.1.9 去除氧化物及锈皮的方法
基本方法有:1.喷砂除锈(abrasive blasting),2.滚筒除锈(tumbling),3.刷光除锈(brushing),4.酸浸渍(acid picking),5.盐浴除锈(salt bath descaling),6.碱剂除锈(alkline descaling),7.酸洗(acid cleaning)。
3.1.10 选择除锈方法的因素
选择除锈方法的因素有:1.锈皮的厚度,2.基材的性质,3.镀件制造及处理过程,4.容许基材损耗大小,5.表面光度要求,6. 镀件之形状及大小,7.产量要求,8.可被应用的设备,9.成本, 10.氢脆性。
3.2.1 净化的方法
净化的方法有:1.碱剂洗净(alkaline cleaning),2.溶剂洗净(solvent cleaning),3.乳化洗净(emulsion cleaning),4.电解碱洗净(electrolytic alkaline cleaning),5.酸洗净(acid cleaning),6.蒸气脱脂(vapor degreasing),7.喷砂洗净(abrasive blast cleaning), 8.滚筒洗净(tumbling),9.刷洗净(brushing),10.酸浸渍(picking),11.电解酸浸(electrolytic picking),12.盐浴去锈(salt bath descaling),13.碱剂去锈(alka;ine descaling),14.超音波洗净(ultrasonic cleaning),15.去漆(paint stripping),16.珠击法(glass bead cleaning)。
3.9.7 银及银合金之酸浸溶液配方
Nitric acid 66 vol %
Temperature room to 160 F
Sulfuric acid 78 vol %
Nitric acid 22 vol %
Temperature room
Sodium cyanide 3 ~ 4 oz / gal
Sodium carbonate 1 ~ 2 oz / gal
Sodium aluminum sulfate 6 oz / gal
Sodium potassium tattrate 6 oz / gal
Temperature 180 ~ 210 F
也可用4~6 Volt阴极处理30秒至1分钟于室温下电解。
3.9.8 锌及锌合金之酸浸溶液配方
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Sodium sulfate 2 ~ 4 oz / gal
Temperature room
Time 5 ~ 30 sec
若水洗后有黄色膜则用1% 硫酸浸泡脱色。
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Hydrochloride 12 oz / gal
Temperature room
Time 1 min
水洗完后再用40 oz/gal 铬酸水溶液浸泡。
3.9.9 镍及钴合金之酸浸溶液配方
(1) AISI 661 , 670 , 680 , 688 合金 ：
Hydrofluoric acid 48 ~ 58 oz / gal
Nitric acid 7 ~ 10 oz gal
Temperature room
Sodium hydric 1 ~ 2 wt %
Sodium hydroxide 98 ~ 99 wt %
Temperature 680 ~ 720 F
(2) 纯 镍
Hydrochloride acid 50 ~ 75 vol %
Temperature room
(3) 出光 ( bright dipping )
Sulfuric acid 5 vol %
Ferric sulfate 24 oz / gal
Temperature 180 F
Hydrochloride acid 25 vol %
Ferric sulfate 13 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
3.9.10 钢铁酸浸溶液配方
商业抑制剂 ( commercial inhibitors ) , 氨类 ( amines ) 及硝酸盐 ( nitrates ) 通常用来防止过度浸蚀 ( overetching ) 及针孔 ( pitting )。其配方有 ：
Hydrochloric acid 55 vol %
Inhibitor ( optional ) 需要量
Temperature room
Time 1/2 ~ 1 min
可溶解含 Fe 至 5 oz / gal；Cu 0.5 oz / gal 最多。
Sulfuric acid 25 vol %
Inhibitor ( optional ) as required
Temperature room
Time upto 10 min
槽及加热管需用铅被覆 ( lead - lined )。
(3) 钢 400 系列及pH 钢除锈配方有：
Ferric sulfate anhydrous 8.5 ~ 13.5 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.5 ~ 2.5 oz / gal
Temperature 125 ~ 135 F
Time 1 ~ 5 min
Sodium chloride 2 ~ 4 oz / gal
Sulfuric acid 12 ~ 27 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Time min
Sulfuric acid 2 ~ 3 oz / gal
Potassium nitrate 2 ~ 3 oz / gal
Temperature 160 F
Time 5 ~15 min
松脱锈垢 ( loosen heavy )
Potassium permanganate 8 ~ 12 oz / gal
Sodium hydroxide 8 ~ 12 oz / gal
Temperature 160 F to 沸点
Time 30 min
此溶液处理后需再用溶液(1)或(2)除锈。
(4) 铸铁除锈配方 ：
Sulfuric acid 10 ~ 15 oz / gal
或 25 ~ 30 oz / gal
Nitric acid 4 ~ 5 oz / gal
Hydrofluoric 12 ~ 15 oz / gal
(5) 出光 ( bright dips ) 配方有 ：
Citric acid 10 ~ 12 oz / gal
ammonia pH 65 ~ 7
Oxalic acid 1 ~ 2 oz / gal
Hydrogen 0.5 oz / gal
Sulfate as brightener 微量
高电流密度电解拋光。
3.9.11 铜及铜合金之酸浸溶液配方
(1) 去除厚垢 ( heavy scale ) 配方 ：
Sulfuric acid 55 ~ 80 oz / gal
Nitric acid 10 ~ 15 oz / gal
Temperature room
铜溶解含量最多到 3 oz / gal。
(2) 去除普通锈皮 ( moderate scales ) 配方 ：
Sulfutic acid 20 ~ 30 oz / gal
Chromic acid 或 3 ~ 4 oz / gal
Sodium dichromate 45 ~ 6 oz / gal
Temperature room
铜溶解最多含量到 2 oz / gal。
(3) 去除轻微锈皮 ( light scales ) 配方 ：
Sulfuric acid 19 ~ 26 oz / gal
Temperature room ~ 125 F
铜溶解量最多到 4 oz / gal。
(4) 含 0.7 % Pb以上之铜合金酸浸配方 ：
Fluboric acid 15 ~ 24 oz / gal
Temperature room
铜溶解含量最多到 1.5 oz / gal。
焊接对象另加5 %过氧化氢 hydrogen peroxide。
(5) 出光 ( bright dipping ) 配方有 ：
Sulfuric acid 90 ~ 110 oz / gal
Nitric acid 20 ~ 25 oz / agl
water 33 vol %
Sodium chloride 0.25 oz / gal
绿化钠帮助出光，但过量会产生斑点 ( spotting )。
Phosphoric acid ( 85 % ) 55 vol %
Nitric acid ( 40 Be^-1 ) 20 vol %
Acetic acid ( 98 % ) 25 vol %
Temperature 130 ~ 75 F
Sodium cyanide 4 ~ 6 oz /gal
Temperature 120 ~ 150 F
也可在较低温度下阳极处理
3.9.12 不锈钢酸浸
盐酸会产生晶界侵蚀，残留绿离子会引起应力腐蚀，所以不被推荐使用。不锈钢锈皮有时不易与酸起作用，若强制除去则会过度酸浸刻蚀基材 (substrate )及产生针孔，所以必需先作脱锈 ( scale loosening )，其配方如下：
(1) 脱锈 ( scale loosening ) 配方：
Sodium hydroxide NaOH 20 ~ 25 oz / agl
Sodium carbonate ( anhydrous ) 25 oz / gal
Potassium permanganate 6 ~ 8 oz / agl
Temperature 190 F 到沸点
Sodium carbonate 20 oz / gal
Sodium hydroxide 5 oz / gal
Potassium permanganate 12 oz / gal
Temperature 190 F 到沸点
Sulfuric acid 10 vol %
Temperature 180 F
(2) 除锈酸浸 ( pickling ) 配方：
Nitric acid 30 ~ 65 oz / gal
Hydrofluoric acid 或 4 vol %
Ammonium bifluoride 6.7 oz / gal
Temperature 120 ~ 140 F
Time 不超过 30 min
Dissolved metal Fe 最多到 3 oz / gal
(3) 冷加工对象除锈酸浸配方有：
Sulfuric acid 6.25 vol %
Hydrofluoric acid 6.25 vol %
Chromic acid 8 oz / gal
Temperature 到 180 F
Ferric sulfate 9 ~ 13 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.7 vol %
Temperature 125 ~ 135 F
Sulfuric acid 10 oz / gal
Ferric sulfate 0.25 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Nitric acid 45 ~ 70 oz / gal
Molybdic acid 0.35 ~ 0.5 oz / agl
此溶液可去除金属杂质 ( foreign metals )
3.10 超音波洗净
超音波如果正确使用,对清洁工作很有帮助,它可节省时间,金钱及增加清洁度(clearness),工作可小至螺丝而大到超过300磅重.它是利用涡流(cavitation)作用及破裂(implosion) 作用去除表面污物,它对复杂工件或细孔的工件都有效.
3.10.1 超音波洗净之影响因素
(1) 温度:一般温度愈高,超音波洗净愈好,但不要越过低于沸点10^c,及不利之化学作用.
(2) 气体:继续法使溶液气体易于浮出,或加热使溶液减少,加润湿剂(wetting agent),使气体能迅速离开表面.
(3) 表面张力(surface tension)愈大则涡流作用密度(cavitation density)愈小.
(4) 粘度(viscosity)愈大则须较大的能量起涡流作用.
(5) 超音波能量(ultrasonic power)要适当,太大或太小都不好.
(6) 苹律(frequency)愈大需高能量来产生相同之涡流作用,一般在21~45kHz.
(7) 工件之曝露(part exposure),工件里面必需接触到超音波洗净液,通过错误有1.工件放置不适当形成空气袋(gas pockets).有时需要翻动工件,2.篮子内小工件太多,负荷过多,宁可少量多次不要多量多次,3.篮子及挂架(baskets or fixtures for holding parts)阻碍音波.
(8) 污点(contaminants)种类:
1.可溶性污物(soluble contaminamts).
2.不溶性由可溶性粘合污物(non-soluble,held by soluble binder contaminanys)如切削屑粘附在油指物上.).
3.不溶性污物(non-soluble contaminants).
(9) 洗净液化学成份(cleaning chemical).
(10) 设备(equipments).
3.10.2 超音波洗净之原理及优点
原理:
超音波洗净的作用,是以超过人类听觉声苹以上的波动在液体中传 导 ,当音波在洗净剂中传导,由于声波是一种纵波,纵波推动介质的作用会使液体中压力变化而产生无数微小真空泡,称之为<空洞现象>(cavitation).
当气泡受压爆破时,会产生强大的冲击能,可将固着在对象死角内的污垢打散,并增加洗净剂的洗净效果.由于超音波苹率高波长短,穿透力强,因此对有隐蔽细缝或复杂结构的洗净物,可以达到完全洗净的惊人效果.
优点:
(1)节省人力及时间:降低人工成本,不必将物品拆开和用手刷洗,大量节省人力及时间.
(2)完全清洗:精密零件及昂贵物品,均可完全清洗而不伤材质.
(3)复杂物的清洗:能将复杂形状的物品,死角及隐蔽孔洞之污垢完全清洗,解除一般清洗法无法克服的难题.
(4)操作简单:免去物料流程的担误,减少在制品瓶颈,增加产量.
(5)可配合洗剂:可使用性质温和之溶剂,达成更加的洗净效果,免除危险性.
3.11 水洗 (Water Rinsing)
水洗需不影响产品品质.镀件之活性,不产生化学物于镀件表面,干燥后不发生变色或侵蚀作用.
(1)水洗方程式(rinsing equation)
D*Ct=F*Cr
D=带入量(dragin)
Ct=带入量浓度(concentration of dragin)
F=水洗槽流量(flow throufgh the rinsingtank)
Cr=水洗浓度(concentration in the rinse)
水洗方程式表示带入溶质的量等于水洗流出的溶质的量,如盐进入量(salt in)=盐流出量(salt out).
(2)水洗效率(effectivity of the rinse)E,
E=(F*Cr)/(D*Ct)
(3)水洗浓度比值(rinsing concentration ratio)Rc,
Rc=Ct/Cr
(4)污物极值(concentration limit)
水洗允许化学物浓度之最大值.
(5)水洗流量(flow of water throught a rining tan)
F=D*Ct/Cr
F=Rc*D
(6)水洗体积比值(volume rining ratio)Rv,
Rv=F/D=====> E=Rv/Rc
(7)多段式水洗(multiple rining),两段式水洗可省水而三段式可更省水,三段以上省水则不确定,但为了回收化学物则用三段以上水洗.
(8)水洗槽设计.
(9)水洗自动控制(automatic control),利用导电度(conductivity)控制器(controller)或称之水洗槽控制器(rinse tank controller)来维持一定水洗浓度水平Cr控制水的流量F,
F=K*D
水的流量为带入量乘一个设定长数K值
(10)水洗中水之杂质如石灰或镁的化合物等所产生的硬质会影响清洁力,所以需加以软化,其方法有:
1. 用碳酸盐或磷酸盐再加苏打灰使硬水中之盐分沉淀.
2.添加无机多磷酸盐或有机螯合剂使硬水中的盐份不起作用.
3.利用泡氟石或离子交换树指软化硬水.
3.12 电解研磨
电解研磨是类似电镀,须直流电.电解液,但工作放在阳极,利用秃出金属部份电流集中,及凹处极化较大的作用将工件磨平,磨光,也使表面成钝化更耐磨蚀.电解研磨去除很少量的金属表面,较深的刻痕记号及非金属杂质不能去除 . 电解研磨的时间很短约2~12分钟,除非表面起初就粗慥,或为了去除相当量的金属如尺寸控制,毛边去除就需较长时间.电解研磨优于机械研磨的是没有变形,没有刷痕 ,没有方向性,及能表现出真实金属颜色.电解研磨的控制因素有温度.电流密度,时间,电解液,搅拌等,要有好的电解液效果基材的结晶要细致是很重要的,通长效果不佳的原因有:1.结晶太粗大 2.不均匀结构 3.非金属杂质 4.冷札方向性的痕迹 5.盐类或锈污染物 6.过度酸浸 7.不当或过度冷抽加工.
3.14.4 拋光(buffing)的形式
(1)硬拋光(hard buffing)
(2)色泽拋光(color buffing)
(3)接触拋光(contact buffing)
(4)Mush buffing.
3.14.5 拋光轮(buffing wheels)
拋光轮有下列形式:
(1)Bish buff
(2)Finger buff
(3)Full-disk buff
(4)Peced buff
(5)Finnel and sisal buffs
3.14.6 拋光化合物(buffing componds)
(1)Tripoli compound:用于非经铁金属
(2)Bobbing compounds:用于铝及银合金
(3)Cut or cutdown compounds:非铁金属
(4)Cut and color compounds.
(5)Cut or color compounds.
(6)Stainless stell buffing compounds.
(7)Stell buffing compounds.
(8)Chromium buffing compounds.
(9)Rough compounds.
(10)Emery paste.
(11)Greaseless compounds.
(12)Liquid buffing compounds.
3.14.7 研磨及拋光自动化机器
(1)Rotary automatic machines.
(2)Straight-line machines.
(3)Reciprocating straight-line machines.
(4)Horizontal return straight-line machines.
(5)Oversal or modular rectangular type straight-line equipment.
3.14.8 研磨及拋光自动化(automation of polishing and buffing)
电镀工程中研磨及拋光占大部份人工成本且高度尘埃,噪音及振动之恶劣工作环境及公害,还有因个人技术差异使品质不均匀等问题其解决有赖于半自动化或全自动化.自动化可行性之决定因素有(1)工作形状,(2)工作材质,(3)加工精度,(4)产量,(5)工作尺寸大小,(6)成本
现代自动化可自动送料,下料,换位置,移位等利用程序化控制(programmable controller)或机器人(robots)操作.
3.15 整体研磨(Mass Finishing)
(1) 优点:
1.成本低
2.操作简单
3.各种金属及非金属均可
4.镀件尺寸及行状限制少
5.加工程度弹性大
6.零件全部的表面,边缘及角都可作用到
(2) 缺点:
1.角的研磨作用比表面大
2.孔洞或深凹处作用较表面小
3.15.1 整体研磨的方法
(1)滚筒研磨(barrel finishing)
(2)振动研磨(vibratory finishing)
(3)Centrifugal Disc finishing
(4)Centrifugal Barrel finishing
(5) Spindle finishing
3.15.2 整体研磨的应用
(1)清洁,除锈,脱脂
(2)去毛边
(3)边及角的圆滑化
(4)改变表面状况如表面应力
(5)去除粗糙面(磨平)
(6)光亮化(磨光)
(7)抑制腐蚀
(8)干燥
3.15.3 滚桶研磨的形式
(1)Open-end, tilting
(2)Bottienecked
(3)Horizontal actagonal
(4)Triple-action,polygonal
(5)Multiple drums
(6)Multi-compartment
(7)Endtoading
(8)Submerged
滚桶研磨性质(media)与工作的比率决定因素有:
(1)工作尺寸及复杂性(complexity)
(2)研磨性质堆积性(possibility of media lodging)
(3)工件重叠性(possibility of parts nesting)
(4)加工品质
3.15.4 整体研磨设备之选择因素
(1) 产品的要求:
1.工件的尺寸及结构
2.批量(batch size)
3.工件的要求
4.工件的控制性(variety of parts)
5.每小时的工作量
6.每年的产量
(2) 品质的要求:
1.工件处理前的品质
2.工件处理后的品质
3. 表面加工程度
4.边缘状况
5.工件清洁度
6.边及表面的均匀性
7.工件与工件间之均匀性
(3) 制程之变化
1.与其它制程的关系
2.自动化的需要
3.处理时间
4.投资金额
5.操作及维护成本
6.消耗物料
7.能源
8.水及废液排放处理
9.保养及修护
10.场地空间
11.库存需求
12.人力
13.品管
14.目前及未来需求
3.15.5 整体研磨剂(mass finishing compounds)
(1) 功能:
1.促进及维持工件之清洁度
2.控制ph值,泡沫及水的硬度
3.润湿弹簧表面
4.乳化表面油污
5.去除锈皮及变色(tarnish)
6.控制工件的颜色
7.悬浮污物
8.控制润滑性(lubricity)
9.防止腐蚀
10.冷却做用
11.确保废液排放符合环境保护公害之规范
(2) 使用方式:
研磨剂有固体粉末及液体粉末二种,其使用方式有:
1.批次式(batch)
2.循环式(recirculation)
3.流入式(flow-through)
3.15.6 整体研磨之介质(finishing media)
介质的功能有:1.磨擦(abrade),2.磨光(burnish),3.分离(separate)工。介质材料有下列几种：
1.天然介质（natural media）：砂石
2.农产物（agricultural)：木屑，玉米之穗轴，胡桃壳
3.合成介质(synthetic media):氧化铝
4.陶瓷介质(ceramic media)
5.塑料结合介质(resin-boned media)
6.钢介质(steel media)
(1) 介之选用考虑下列因素:
1.毛之去除
2.工件的表面及边缘加工均匀性
3.塞入孔洞或深凹处
4.处理时间要短
(2) 介质的供应及成本:
1.供货商之可靠性
2.单位重量或容积的价格
3.品质的可靠性
(3) 介质的能力及多功能性:
1.可处理广范的产品
2.少磨耗性五金弹簧
3.少分列性(reclassificatiopn)
4.少裂开(break)
5.工件间之压制作用(cushioning action)
3.15.7 整体研磨之故障原因
(1)工件表面过度影响(excessive impingement)
1.介质使用量不足
2.工件太大
3.速率及频率太大
4.溶液水平或流量太低
5.研磨削不足
6.研磨削对
7.不正确方法
8.介质不对
(2)工件之边缘、角及毛边过度研磨:
1.研磨作用太慢
2.介质粒子太大
3.介质使用不对
4.速率及频率太大
5.负荷过大
6.水位不正确
(3)介质堆积在工件孔洞及深凹处:
1.介质尺寸不对
2.介质形状不当
3.介质过度磨耗折损
4.介质分级不良
1.操作不当中断
2.水洗及净化不足
3.不正确研磨剂
4.产生腐蚀
5.介质太活跃
6.另件相互影响
3.16 喷射研磨洗净(abrasive blast cleaning)
它是将研磨粒子以干式或液体方式喷射在工件表面上去除污物，锈皮等作调节(conditjoning)表面以便做进一步
之处理。其主要用在:
(1)去除尘埃、锈皮、磨砂、或漆
(2)粗化表面以便油漆及其它被覆处理
(3)去除毛边，精密弹簧
(4)消光处理(matte surface treatment)
(5)去除对象余料(flash)
(6)玻璃或陶瓷刻蚀
其它方法可分为干式喷射洗净(dry blast cleaning)及湿式喷射洗净(wet blast cleaning)
3.16.1 干式喷射研磨洗净(dry blast cleaning)的研磨材料
其使用研磨材料为:
1.金属粒子(metallic grit)
2.金属珠(metallic shot)
3.砂粒(sand)
4.玻璃(glass)
5.农产物(agricultural products)如胡桃壳、稻壳、木屑
3.16.2 干式喷射研磨洗净机器
其所使用之机器设备有:
(1)Cabinet mechine
(2)Continuous-flow mechines
(3)Blasting-tumbling mechines
(4)Portable Equipments spring
(5)Microabrasive Blasting machines
3.16.3 湿式喷射研磨洗净(wet blast cleaning)之使用
主要用于:
(1)去除精密工件之毛边(burrs)
(2)消光表面处理(matle surface treatment)
(3)检查研磨、硬化之工件
(4)去除硬工件上之工件记号(tool marks)
(5)去除轻微锈皮
(6)电子另件及印刷电路板去除氧化物以备焊接
(7)去除焊接锈皮(welding scale)
3.16.4 湿式喷射研磨洗净研磨材料(Abrasives)
有许多种类及尺寸的研磨材料被使用，尺寸由20-mesh到500-mesh,研磨的材料有:1.有机物或农产物,如胡核桃,2.
无机物如砂、石英、氧化铝，不锈钢弹簧等。
3.16.5 湿式喷射洗净的流体介物(liquid carrier)
(1) 研磨材料
(2) 防腐蚀剂
(3) 润湿剂
(4) 防止阻塞剂(anticlogging)
(5) 防(止沉淀剂(antisettling)
(6) 水
3.16.6 湿式喷射洗净的设备
(1) Cabinet-type mechines
(2) Horizpntal-plane turntable mechines
(3) Vertical wheel-type mechines
(4) Chain or belt conveyor mechines
(5) Shutte-type cabinets with cars and rail extensions
3.16.7 喷射洗净之安全与卫生
如果有良好的预防则对人身是安全的,其危害身体的部份主要是肺,由于长期吸入粉粒会形成硅肺病,所以工做人员在起初和每年都照x-光经专门医师检查肺部x光片。工做人员必需戴头盔附有空气供给,特殊的手套, 围巾,及鞋罩。工作室要充份通风,保持空气干燥,没有污染气体,没有嗅味。
3.17 前处理标准与规范
(1) ASTM A380 Descaling and Cleaning of Stainlrss Steel surfaces.
(2)ASTM B183 Preparation of Low Carbon Steel for Electroplating.
(3)ASTM B242 Preparation of High-Carbon Stell for Electroplating.
(4)ASTM B252 Preparation of zinc-based die castings for Electroplating.
(5)ASTM B253 Preparation of and Electroplating on Aluminum alloys.
(6)ASTM B254 Preparation of and Electroplating on Stainless Steel.
(7)ASTM B281 Preparation of Copper and Copper-Based Alloys for Electroplating.
(8)ASTM B319 Preparation of Lead and Lead Alloys for Electroplating.
(9)ASTM B480 Preparation of Magnesium and Magnesium Alloys for Electroplating.
(10)ASTM B322 Cleaning Metals before Electroplating.
前处理
3.1前处理的意义
一般前处理工程过程为,研磨预备洗净水洗电解脱酯水洗酸浸及活性化水中和水洗电镀。
3.1.1 前处理的目的
前处理的目的是为了得到良好的镀层，由于镀件在制造、加工搬运、保存期间会有油酯、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附着于镀件表面上，若不去除这些污物而进行电镀将得不到良好的镀层。镀• 件品质，前处理占很重要的地位。
3.1.2 前处理不良所造成之镀层缺陷
前处理不良所造成之镀层缺陷，有下列几项：(1)剥离， (2)气胀，(3)污点，(4)光泽不均，(5)凹凸不平，(7)小孔 (8)降低耐蚀性，(9)脆化。电镀之不良，前处理占很大的原因。
3.1.3 污物的种类
污物的种类，可分为有机物及无机物。有机物污物主要是动物性油酯，植物性油酯及矿物性油酯，无机物污物是金属氧化物、盐类、尘埃、及砂土。另外由有机物和无机物污物之物如研磨屑、研磨材料。动物性及植物性油酯可被化缄剂皂去除。矿物性油污无法被缄剂皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶剂乳化剂等去除。无机物污物可被酸或缄溶解，利用酸、缄浸渍、化学或电解方法去除及机械研磨方法去除。无机、有机混合污物，去除较困难，除了利用化学方法，亦须用电解，机械研磨等方法联合应用去除。
3.1.4 电镀前处理去除的典型污物
(1) 润滑油 (6) 淬火残留物
(2) 切削油 (7) 热处理盐
(3) 研磨油 (8) 热处理盐
(4) 热斑 (9) 污迹
(5) 锈及腐蚀物 (10) 油漆及油墨
3.1.5 表面清洁测定
表面清洁度测定，在工场最实用的方法是用水冲(water-beaktest)，检查表面水是否均匀润湿，如果是均匀润湿则为清洁表面，反之则不清洁。其它方法有，Nielson method，Atomizer test，Fluoresent method，weight of residual soil，wip-ing method，residual patlern method 及 Radioisotopetracer technique。
3.1.6 选择清洁方法及清洁材料之影响因素
其影响因素有：
(1) 被清洁表面之特性 (9) 清洁剂的温度
(2) 被去除污物之特性 (10)应用时间
(3) 清洁要求程度 (11)经验
(4）应用的方法 (12)搅拌次数
(5) 水质 (13)污染的程度
(6) 手续、另件、设备人员的安全 (14)下一步处理
(7) 成本 (15)废物之处理
(8) 清洁剂的浓度
3.1.7 清洁处理之注意事项
(1) 眼睛、皮肤、衣服等避免接触清洁剂，并要戴防护衣及眼罩。
(2) 防止长时间吸入有毒气体,须供应适当的通风。
(3) 使用会挥发性清洁剂时，温度必低于燃着点，在使用的区域严禁烟火及有火光或研磨之作业。
(4) 调制重碱性清洁剂时，要慢慢的加入冷水，避免产生剧烈反应，必须先在冷水中溶解而后再加热。
(5) 酸性材料调制时，不能将水加入酸中必须慢慢的将酸加入水中。
(6) 存放酸性溶剂的溶器，必须用防酸材料制成，防止损坏地板及附近设备，必须遵守药品使用的说明。
(7) 防止清洁剂损坏镀件机材，可添加抑制剂，使在所有污物去除后形成保护层。
(8) 清洁剂浓度增加，清洁时间可以减少但有一定限度，超过此限度反而不利。
(9) 温度增加对清洁时间可以减少。
(10)清洁需要一段时间，不是立即就可移去污物。
(11)清洁过程中或之后，清洗是很重要的。
3.1.8 清洁剂去除污物的原理
(1) 溶解力作用，如水可溶解盐，酸可溶解金属锈皮，汽油可溶解油脂。
(2) 碱化作用。
(3) 浸湿作用，将硫水性变亲水性。
(4) 乳化作用，使油与水混合在一起。
(5) 反凝作用，即为悬浮作用。
3.1.9 去除氧化物及锈皮的方法
基本方法有:1.喷砂除锈(abrasive blasting),2.滚筒除锈(tumbling),3.刷光除锈(brushing),4.酸浸渍(acid picking),5.盐浴除锈(salt bath descaling),6.碱剂除锈(alkline descaling),7.酸洗(acid cleaning)。
3.1.10 选择除锈方法的因素
选择除锈方法的因素有:1.锈皮的厚度,2.基材的性质,3.镀件制造及处理过程,4.容许基材损耗大小,5.表面光度要求,6. 镀件之形状及大小,7.产量要求,8.可被应用的设备,9.成本, 10.氢脆性。
3.2.1 净化的方法
净化的方法有:1.碱剂洗净(alkaline cleaning),2.溶剂洗净(solvent cleaning),3.乳化洗净(emulsion cleaning),4.电解碱洗净(electrolytic alkaline cleaning),5.酸洗净(acid cleaning),6.蒸气脱脂(vapor degreasing),7.喷砂洗净(abrasive blast cleaning), 8.滚筒洗净(tumbling),9.刷洗净(brushing),10.酸浸渍(picking),11.电解酸浸(electrolytic picking),12.盐浴去锈(salt bath descaling),13.碱剂去锈(alka;ine descaling),14.超音波洗净(ultrasonic cleaning),15.去漆(paint stripping),16.珠击法(glass bead cleaning)。
3.9.7 银及银合金之酸浸溶液配方
Nitric acid 66 vol %
Temperature room to 160 F
Sulfuric acid 78 vol %
Nitric acid 22 vol %
Temperature room
Sodium cyanide 3 ~ 4 oz / gal
Sodium carbonate 1 ~ 2 oz / gal
Sodium aluminum sulfate 6 oz / gal
Sodium potassium tattrate 6 oz / gal
Temperature 180 ~ 210 F
也可用4~6 Volt阴极处理30秒至1分钟于室温下电解。
3.9.8 锌及锌合金之酸浸溶液配方
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Sodium sulfate 2 ~ 4 oz / gal
Temperature room
Time 5 ~ 30 sec
若水洗后有黄色膜则用1% 硫酸浸泡脱色。
Chromic acid 30 ~ 40 oz / gal
Hydrochloride 12 oz / gal
Temperature room
Time 1 min
水洗完后再用40 oz/gal 铬酸水溶液浸泡。
3.9.9 镍及钴合金之酸浸溶液配方
(1) AISI 661 , 670 , 680 , 688 合金 ：
Hydrofluoric acid 48 ~ 58 oz / gal
Nitric acid 7 ~ 10 oz gal
Temperature room
Sodium hydric 1 ~ 2 wt %
Sodium hydroxide 98 ~ 99 wt %
Temperature 680 ~ 720 F
(2) 纯 镍
Hydrochloride acid 50 ~ 75 vol %
Temperature room
(3) 出光 ( bright dipping )
Sulfuric acid 5 vol %
Ferric sulfate 24 oz / gal
Temperature 180 F
Hydrochloride acid 25 vol %
Ferric sulfate 13 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
3.9.10 钢铁酸浸溶液配方
商业抑制剂 ( commercial inhibitors ) , 氨类 ( amines ) 及硝酸盐 ( nitrates ) 通常用来防止过度浸蚀 ( overetching ) 及针孔 ( pitting )。其配方有 ：
Hydrochloric acid 55 vol %
Inhibitor ( optional ) 需要量
Temperature room
Time 1/2 ~ 1 min
可溶解含 Fe 至 5 oz / gal；Cu 0.5 oz / gal 最多。
Sulfuric acid 25 vol %
Inhibitor ( optional ) as required
Temperature room
Time upto 10 min
槽及加热管需用铅被覆 ( lead - lined )。
(3) 钢 400 系列及pH 钢除锈配方有：
Ferric sulfate anhydrous 8.5 ~ 13.5 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.5 ~ 2.5 oz / gal
Temperature 125 ~ 135 F
Time 1 ~ 5 min
Sodium chloride 2 ~ 4 oz / gal
Sulfuric acid 12 ~ 27 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Time min
Sulfuric acid 2 ~ 3 oz / gal
Potassium nitrate 2 ~ 3 oz / gal
Temperature 160 F
Time 5 ~15 min
松脱锈垢 ( loosen heavy )
Potassium permanganate 8 ~ 12 oz / gal
Sodium hydroxide 8 ~ 12 oz / gal
Temperature 160 F to 沸点
Time 30 min
此溶液处理后需再用溶液(1)或(2)除锈。
(4) 铸铁除锈配方 ：
Sulfuric acid 10 ~ 15 oz / gal
或 25 ~ 30 oz / gal
Nitric acid 4 ~ 5 oz / gal
Hydrofluoric 12 ~ 15 oz / gal
(5) 出光 ( bright dips ) 配方有 ：
Citric acid 10 ~ 12 oz / gal
ammonia pH 65 ~ 7
Oxalic acid 1 ~ 2 oz / gal
Hydrogen 0.5 oz / gal
Sulfate as brightener 微量
高电流密度电解拋光。
3.9.11 铜及铜合金之酸浸溶液配方
(1) 去除厚垢 ( heavy scale ) 配方 ：
Sulfuric acid 55 ~ 80 oz / gal
Nitric acid 10 ~ 15 oz / gal
Temperature room
铜溶解含量最多到 3 oz / gal。
(2) 去除普通锈皮 ( moderate scales ) 配方 ：
Sulfutic acid 20 ~ 30 oz / gal
Chromic acid 或 3 ~ 4 oz / gal
Sodium dichromate 45 ~ 6 oz / gal
Temperature room
铜溶解最多含量到 2 oz / gal。
(3) 去除轻微锈皮 ( light scales ) 配方 ：
Sulfuric acid 19 ~ 26 oz / gal
Temperature room ~ 125 F
铜溶解量最多到 4 oz / gal。
(4) 含 0.7 % Pb以上之铜合金酸浸配方 ：
Fluboric acid 15 ~ 24 oz / gal
Temperature room
铜溶解含量最多到 1.5 oz / gal。
焊接对象另加5 %过氧化氢 hydrogen peroxide。
(5) 出光 ( bright dipping ) 配方有 ：
Sulfuric acid 90 ~ 110 oz / gal
Nitric acid 20 ~ 25 oz / agl
water 33 vol %
Sodium chloride 0.25 oz / gal
绿化钠帮助出光，但过量会产生斑点 ( spotting )。
Phosphoric acid ( 85 % ) 55 vol %
Nitric acid ( 40 Be^-1 ) 20 vol %
Acetic acid ( 98 % ) 25 vol %
Temperature 130 ~ 75 F
Sodium cyanide 4 ~ 6 oz /gal
Temperature 120 ~ 150 F
也可在较低温度下阳极处理
3.9.12 不锈钢酸浸
盐酸会产生晶界侵蚀，残留绿离子会引起应力腐蚀，所以不被推荐使用。不锈钢锈皮有时不易与酸起作用，若强制除去则会过度酸浸刻蚀基材 (substrate )及产生针孔，所以必需先作脱锈 ( scale loosening )，其配方如下：
(1) 脱锈 ( scale loosening ) 配方：
Sodium hydroxide NaOH 20 ~ 25 oz / agl
Sodium carbonate ( anhydrous ) 25 oz / gal
Potassium permanganate 6 ~ 8 oz / agl
Temperature 190 F 到沸点
Sodium carbonate 20 oz / gal
Sodium hydroxide 5 oz / gal
Potassium permanganate 12 oz / gal
Temperature 190 F 到沸点
Sulfuric acid 10 vol %
Temperature 180 F
(2) 除锈酸浸 ( pickling ) 配方：
Nitric acid 30 ~ 65 oz / gal
Hydrofluoric acid 或 4 vol %
Ammonium bifluoride 6.7 oz / gal
Temperature 120 ~ 140 F
Time 不超过 30 min
Dissolved metal Fe 最多到 3 oz / gal
(3) 冷加工对象除锈酸浸配方有：
Sulfuric acid 6.25 vol %
Hydrofluoric acid 6.25 vol %
Chromic acid 8 oz / gal
Temperature 到 180 F
Ferric sulfate 9 ~ 13 oz / gal
Hydrofluoric acid 1.7 vol %
Temperature 125 ~ 135 F
Sulfuric acid 10 oz / gal
Ferric sulfate 0.25 oz / gal
Temperature 160 ~ 180 F
Nitric acid 45 ~ 70 oz / gal
Molybdic acid 0.35 ~ 0.5 oz / agl
此溶液可去除金属杂质 ( foreign metals )
3.10 超音波洗净
超音波如果正确使用,对清洁工作很有帮助,它可节省时间,金钱及增加清洁度(clearness),工作可小至螺丝而大到超过300磅重.它是利用涡流(cavitation)作用及破裂(implosion) 作用去除表面污物,它对复杂工件或细孔的工件都有效.
3.10.1 超音波洗净之影响因素
(1) 温度:一般温度愈高,超音波洗净愈好,但不要越过低于沸点10^c,及不利之化学作用.
(2) 气体:继续法使溶液气体易于浮出,或加热使溶液减少,加润湿剂(wetting agent),使气体能迅速离开表面.
(3) 表面张力(surface tension)愈大则涡流作用密度(cavitation density)愈小.
(4) 粘度(viscosity)愈大则须较大的能量起涡流作用.
(5) 超音波能量(ultrasonic power)要适当,太大或太小都不好.
(6) 苹律(frequency)愈大需高能量来产生相同之涡流作用,一般在21~45kHz.
(7) 工件之曝露(part exposure),工件里面必需接触到超音波洗净液,通过错误有1.工件放置不适当形成空气袋(gas pockets).有时需要翻动工件,2.篮子内小工件太多,负荷过多,宁可少量多次不要多量多次,3.篮子及挂架(baskets or fixtures for holding parts)阻碍音波.
(8) 污点(contaminants)种类:
1.可溶性污物(soluble contaminamts).
2.不溶性由可溶性粘合污物(non-soluble,held by soluble binder contaminanys)如切削屑粘附在油指物上.).
3.不溶性污物(non-soluble contaminants).
(9) 洗净液化学成份(cleaning chemical).
(10) 设备(equipments).
3.10.2 超音波洗净之原理及优点
原理:
超音波洗净的作用,是以超过人类听觉声苹以上的波动在液体中传 导 ,当音波在洗净剂中传导,由于声波是一种纵波,纵波推动介质的作用会使液体中压力变化而产生无数微小真空泡,称之为<空洞现象>(cavitation).
当气泡受压爆破时,会产生强大的冲击能,可将固着在对象死角内的污垢打散,并增加洗净剂的洗净效果.由于超音波苹率高波长短,穿透力强,因此对有隐蔽细缝或复杂结构的洗净物,可以达到完全洗净的惊人效果.
优点:
(1)节省人力及时间:降低人工成本,不必将物品拆开和用手刷洗,大量节省人力及时间.
(2)完全清洗:精密零件及昂贵物品,均可完全清洗而不伤材质.
(3)复杂物的清洗:能将复杂形状的物品,死角及隐蔽孔洞之污垢完全清洗,解除一般清洗法无法克服的难题.
(4)操作简单:免去物料流程的担误,减少在制品瓶颈,增加产量.
(5)可配合洗剂:可使用性质温和之溶剂,达成更加的洗净效果,免除危险性.
3.11 水洗 (Water Rinsing)
水洗需不影响产品品质.镀件之活性,不产生化学物于镀件表面,干燥后不发生变色或侵蚀作用.
(1)水洗方程式(rinsing equation)
D*Ct=F*Cr
D=带入量(dragin)
Ct=带入量浓度(concentration of dragin)
F=水洗槽流量(flow throufgh the rinsingtank)
Cr=水洗浓度(concentration in the rinse)
水洗方程式表示带入溶质的量等于水洗流出的溶质的量,如盐进入量(salt in)=盐流出量(salt out).
(2)水洗效率(effectivity of the rinse)E,
E=(F*Cr)/(D*Ct)
(3)水洗浓度比值(rinsing concentration ratio)Rc,
Rc=Ct/Cr
(4)污物极值(concentration limit)
水洗允许化学物浓度之最大值.
(5)水洗流量(flow of water throught a rining tan)
F=D*Ct/Cr
F=Rc*D
(6)水洗体积比值(volume rining ratio)Rv,
Rv=F/D=====> E=Rv/Rc
(7)多段式水洗(multiple rining),两段式水洗可省水而三段式可更省水,三段以上省水则不确定,但为了回收化学物则用三段以上水洗.
(8)水洗槽设计.
(9)水洗自动控制(automatic control),利用导电度(conductivity)控制器(controller)或称之水洗槽控制器(rinse tank controller)来维持一定水洗浓度水平Cr控制水的流量F,
F=K*D
水的流量为带入量乘一个设定长数K值
(10)水洗中水之杂质如石灰或镁的化合物等所产生的硬质会影响清洁力,所以需加以软化,其方法有:
1. 用碳酸盐或磷酸盐再加苏打灰使硬水中之盐分沉淀.
2.添加无机多磷酸盐或有机螯合剂使硬水中的盐份不起作用.
3.利用泡氟石或离子交换树指软化硬水.
3.12 电解研磨
电解研磨是类似电镀,须直流电.电解液,但工作放在阳极,利用秃出金属部份电流集中,及凹处极化较大的作用将工件磨平,磨光,也使表面成钝化更耐磨蚀.电解研磨去除很少量的金属表面,较深的刻痕记号及非金属杂质不能去除 . 电解研磨的时间很短约2~12分钟,除非表面起初就粗慥,或为了去除相当量的金属如尺寸控制,毛边去除就需较长时间.电解研磨优于机械研磨的是没有变形,没有刷痕 ,没有方向性,及能表现出真实金属颜色.电解研磨的控制因素有温度.电流密度,时间,电解液,搅拌等,要有好的电解液效果基材的结晶要细致是很重要的,通长效果不佳的原因有:1.结晶太粗大 2.不均匀结构 3.非金属杂质 4.冷札方向性的痕迹 5.盐类或锈污染物 6.过度酸浸 7.不当或过度冷抽加工.
3.14.4 拋光(buffing)的形式
(1)硬拋光(hard buffing)
(2)色泽拋光(color buffing)
(3)接触拋光(contact buffing)
(4)Mush buffing.
3.14.5 拋光轮(buffing wheels)
拋光轮有下列形式:
(1)Bish buff
(2)Finger buff
(3)Full-disk buff
(4)Peced buff
(5)Finnel and sisal buffs
3.14.6 拋光化合物(buffing componds)
(1)Tripoli compound:用于非经铁金属
(2)Bobbing compounds:用于铝及银合金
(3)Cut or cutdown compounds:非铁金属
(4)Cut and color compounds.
(5)Cut or color compounds.
(6)Stainless stell buffing compounds.
(7)Stell buffing compounds.
(8)Chromium buffing compounds.
(9)Rough compounds.
(10)Emery paste.
(11)Greaseless compounds.
(12)Liquid buffing compounds.
3.14.7 研磨及拋光自动化机器
(1)Rotary automatic machines.
(2)Straight-line machines.
(3)Reciprocating straight-line machines.
(4)Horizontal return straight-line machines.
(5)Oversal or modular rectangular type straight-line equipment.
3.14.8 研磨及拋光自动化(automation of polishing and buffing)
电镀工程中研磨及拋光占大部份人工成本且高度尘埃,噪音及振动之恶劣工作环境及公害,还有因个人技术差异使品质不均匀等问题其解决有赖于半自动化或全自动化.自动化可行性之决定因素有(1)工作形状,(2)工作材质,(3)加工精度,(4)产量,(5)工作尺寸大小,(6)成本
现代自动化可自动送料,下料,换位置,移位等利用程序化控制(programmable controller)或机器人(robots)操作.
3.15 整体研磨(Mass Finishing)
(1) 优点:
1.成本低
2.操作简单
3.各种金属及非金属均可
4.镀件尺寸及行状限制少
5.加工程度弹性大
6.零件全部的表面,边缘及角都可作用到
(2) 缺点:
1.角的研磨作用比表面大
2.孔洞或深凹处作用较表面小
3.15.1 整体研磨的方法
(1)滚筒研磨(barrel finishing)
(2)振动研磨(vibratory finishing)
(3)Centrifugal Disc finishing
(4)Centrifugal Barrel finishing
(5) Spindle finishing
3.15.2 整体研磨的应用
(1)清洁,除锈,脱脂
(2)去毛边
(3)边及角的圆滑化
(4)改变表面状况如表面应力
(5)去除粗糙面(磨平)
(6)光亮化(磨光)
(7)抑制腐蚀
(8)干燥
3.15.3 滚桶研磨的形式
(1)Open-end, tilting
(2)Bottienecked
(3)Horizontal actagonal
(4)Triple-action,polygonal
(5)Multiple drums
(6)Multi-compartment
(7)Endtoading
(8)Submerged
滚桶研磨性质(media)与工作的比率决定因素有:
(1)工作尺寸及复杂性(complexity)
(2)研磨性质堆积性(possibility of media lodging)
(3)工件重叠性(possibility of parts nesting)
(4)加工品质
3.15.4 整体研磨设备之选择因素
(1) 产品的要求:
1.工件的尺寸及结构
2.批量(batch size)
3.工件的要求
4.工件的控制性(variety of parts)
5.每小时的工作量
6.每年的产量
(2) 品质的要求:
1.工件处理前的品质
2.工件处理后的品质
3. 表面加工程度
4.边缘状况
5.工件清洁度
6.边及表面的均匀性
7.工件与工件间之均匀性
(3) 制程之变化
1.与其它制程的关系
2.自动化的需要
3.处理时间
4.投资金额
5.操作及维护成本
6.消耗物料
7.能源
8.水及废液排放处理
9.保养及修护
10.场地空间
11.库存需求
12.人力
13.品管
14.目前及未来需求
3.15.5 整体研磨剂(mass finishing compounds)
(1) 功能:
1.促进及维持工件之清洁度
2.控制ph值,泡沫及水的硬度
3.润湿弹簧表面
4.乳化表面油污
5.去除锈皮及变色(tarnish)
6.控制工件的颜色
7.悬浮污物
8.控制润滑性(lubricity)
9.防止腐蚀
10.冷却做用
11.确保废液排放符合环境保护公害之规范
(2) 使用方式:
研磨剂有固体粉末及液体粉末二种,其使用方式有:
1.批次式(batch)
2.循环式(recirculation)
3.流入式(flow-through)
3.15.6 整体研磨之介质(finishing media)
介质的功能有:1.磨擦(abrade),2.磨光(burnish),3.分离(separate)工。介质材料有下列几种：
1.天然介质（natural media）：砂石
2.农产物（agricultural)：木屑，玉米之穗轴，胡桃壳
3.合成介质(synthetic media):氧化铝
4.陶瓷介质(ceramic media)
5.塑料结合介质(resin-boned media)
6.钢介质(steel media)
(1) 介之选用考虑下列因素:
1.毛之去除
2.工件的表面及边缘加工均匀性
3.塞入孔洞或深凹处
4.处理时间要短
(2) 介质的供应及成本:
1.供货商之可靠性
2.单位重量或容积的价格
3.品质的可靠性
(3) 介质的能力及多功能性:
1.可处理广范的产品
2.少磨耗性五金弹簧
3.少分列性(reclassificatiopn)
4.少裂开(break)
5.工件间之压制作用(cushioning action)
3.15.7 整体研磨之故障原因
(1)工件表面过度影响(excessive impingement)
1.介质使用量不足
2.工件太大
3.速率及频率太大
4.溶液水平或流量太低
5.研磨削不足
6.研磨削对
7.不正确方法
8.介质不对
(2)工件之边缘、角及毛边过度研磨:
1.研磨作用太慢
2.介质粒子太大
3.介质使用不对
4.速率及频率太大
5.负荷过大
6.水位不正确
(3)介质堆积在工件孔洞及深凹处:
1.介质尺寸不对
2.介质形状不当
3.介质过度磨耗折损
4.介质分级不良
1.操作不当中断
2.水洗及净化不足
3.不正确研磨剂
4.产生腐蚀
5.介质太活跃
6.另件相互影响
3.16 喷射研磨洗净(abrasive blast cleaning)
它是将研磨粒子以干式或液体方式喷射在工件表面上去除污物，锈皮等作调节(conditjoning)表面以便做进一步
之处理。其主要用在:
(1)去除尘埃、锈皮、磨砂、或漆
(2)粗化表面以便油漆及其它被覆处理
(3)去除毛边，精密弹簧
(4)消光处理(matte surface treatment)
(5)去除对象余料(flash)
(6)玻璃或陶瓷刻蚀
其它方法可分为干式喷射洗净(dry blast cleaning)及湿式喷射洗净(wet blast cleaning)
3.16.1 干式喷射研磨洗净(dry blast cleaning)的研磨材料
其使用研磨材料为:
1.金属粒子(metallic grit)
2.金属珠(metallic shot)
3.砂粒(sand)
4.玻璃(glass)
5.农产物(agricultural products)如胡桃壳、稻壳、木屑
3.16.2 干式喷射研磨洗净机器
其所使用之机器设备有:
(1)Cabinet mechine
(2)Continuous-flow mechines
(3)Blasting-tumbling mechines
(4)Portable Equipments spring
(5)Microabrasive Blasting machines
3.16.3 湿式喷射研磨洗净(wet blast cleaning)之使用
主要用于:
(1)去除精密工件之毛边(burrs)
(2)消光表面处理(matle surface treatment)
(3)检查研磨、硬化之工件
(4)去除硬工件上之工件记号(tool marks)
(5)去除轻微锈皮
(6)电子另件及印刷电路板去除氧化物以备焊接
(7)去除焊接锈皮(welding scale)
3.16.4 湿式喷射研磨洗净研磨材料(Abrasives)
有许多种类及尺寸的研磨材料被使用，尺寸由20-mesh到500-mesh,研磨的材料有:1.有机物或农产物,如胡核桃,2.
无机物如砂、石英、氧化铝，不锈钢弹簧等。
3.16.5 湿式喷射洗净的流体介物(liquid carrier)
(1) 研磨材料
(2) 防腐蚀剂
(3) 润湿剂
(4) 防止阻塞剂(anticlogging)
(5) 防(止沉淀剂(antisettling)
(6) 水
3.16.6 湿式喷射洗净的设备
(1) Cabinet-type mechines
(2) Horizpntal-plane turntable mechines
(3) Vertical wheel-type mechines
(4) Chain or belt conveyor mechines
(5) Shutte-type cabinets with cars and rail extensions
3.16.7 喷射洗净之安全与卫生
如果有良好的预防则对人身是安全的,其危害身体的部份主要是肺,由于长期吸入粉粒会形成硅肺病,所以工做人员在起初和每年都照x-光经专门医师检查肺部x光片。工做人员必需戴头盔附有空气供给,特殊的手套, 围巾,及鞋罩。工作室要充份通风,保持空气干燥,没有污染气体,没有嗅味。
3.17 前处理标准与规范
(1) ASTM A380 Descaling and Cleaning of Stainlrss Steel surfaces.
(2)ASTM B183 Preparation of Low Carbon Steel for Electroplating.
(3)ASTM B242 Preparation of High-Carbon Stell for Electroplating.
(4)ASTM B252 Preparation of zinc-based die castings for Electroplating.
(5)ASTM B253 Preparation of and Electroplating on Aluminum alloys.
(6)ASTM B254 Preparation of and Electroplating on Stainless Steel.
(7)ASTM B281 Preparation of Copper and Copper-Based Alloys for Electroplating.
(8)ASTM B319 Preparation of Lead and Lead Alloys for Electroplating.
(9)ASTM B480 Preparation of Magnesium and Magnesium Alloys for Electroplating.
(10)ASTM B322 Cleaning Metals before Electroplating.