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1.1 表面处理( Surface Treatment ) ! g+ y2 P" ^" p! J* c* P) G
表面处理的对象非常广泛,从传统工业到现在的高科技工业,从以前的金属表面到现在的塑料,非金属的表面.它使材料更耐腐蚀 ,更耐磨耗,更耐热,它使材料之寿命 延长,此外改善材料表面之特性,光泽美观等提高产品之附加价值,所有这些改变材料表面之物理,机械及化学性质之加工技术统称为表面处理 (surface treatment) 或称为表面加工(surface finishing). 0 ~) n& a t! w% Q
1.1.1 金属表面处理(metal surface treatment)
9 Z- B. b) o0 H4 X/ B 金属经初步加工成型后需修饰金属表面,美化金属表面 ,更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程,称之为金属表面处理.或称之金属 表面加工(metal surface finishing).
: y# c: ~4 L3 E0 x( N$ j j1.2 表面处理的目的
) V3 R0 d8 F/ E2 N& ~
- p$ o0 l7 j) `% k, _表面处理的目的可以分四大类: # L9 B: T# ~; Z& p3 K
(1) 美观(appearance). 9 @% y. @% _; _ ] r
(2) 防护(protection)
( }9 Q f1 j) V' V+ e, w(3) 特殊表面性质(special surface properties) 1 r2 g; t( r( v0 D; g; M( @
(4) 机械或工程性质(mechanical or engineering properties)
, m1 Q; [; R8 F5 K(1) 美观(appearance) # \5 u' O; ?: Q, U
为了提高制品之附加价值,赋予制品表面美观,例如装饰性电镀 ( G* `6 E: q$ @4 K
(decorative plating) Au, Ag, Rh, Ni, Cr,黄铜等电镀 (electroplating). 9 t9 L( `3 C' g( }2 i
(2) 防护(protection) 4 |. C& u! W" T" p
为了延长制品的寿命,再制品表面披覆(coating)耐腐蚀之材料,例如保护性电镀(protective plating) Zn,Cd,Ni,Cr,Sn 等电镀. , I0 h7 C7 Y* k/ F% e/ S% K) E
(3) 特殊表面性质(special surface properties) - B5 Z/ H1 T+ H. j4 V1 a5 a/ U
1. 提高制品之导电性(electrical conductiuity),例如电镀Ag,Cu.
; I' O8 p+ Z Z- {0 P2. 提高焊接性(soderability)在通讯急电子工业应用,例如Sn-Pb 合金电镀.
- L% S; k/ J/ _& |3. 提高光线之反射性(light reflectivity ) 例如宇宙飞船,人造卫星的外壳需
# U+ x- S7 W* O: e) e; ? 反射光线,Ag及Rh的镀层被应用上.
, N- r, N' i! Y" T. w+ R9 ?4. 减小接触阻抗(contact resistance)例如在电子组件之Au及Pd电镀. 3 v6 T8 u" I7 h3 _1 q+ L( ~
(4) 机械或工程性质(mechanical or engineering properties )
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1 r! J r7 I7 \3 F( C1. 提高制品之强度(strenth),例如塑料电镀. ) o( ~5 g5 X; T9 z' b
2. 提高制品之润滑性 ( bearing propertries ) 例如多孔洛电镀
* m2 F) T; D7 I, e I5 c (porous chromium plating), 内燃机之铝合金活塞 (piston) ,镀锡Sn以防止汽缸 (cylinder)壁刮伤. 1 E* L- j/ z6 Y* S$ K& u
3. 增加硬度(hardness)及耐磨性(wear resistance) ,例如硬洛电镀(hard chromium plating).
5 e- g+ g' ~' p. v! x4. 提高制品之耐热性,耐候性,抗幅射线,例如塑料,非金属之电镀. ; ^3 u5 k6 z! g( e3 J
5. 渗碳(carburizing) ,氮化(nitriding) 之防止,例如钢铁表面化 (case hardening)时在不要硬化部份镀Cu.
0 _- Z$ D: G5 j. }* N1.3 表面处理之重要性
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表面处理工业虽然不是工业之主流,但只有透过表面处理,制品的特性及价值才能充份发挥出来.应用电镀(plating),阳极处理(anodizing),化成处理(convesion coating),涂装(coating)等工业技术,达到防蚀,增进可焊性,润滑性,耐磨性,附着性及钢材防止渗碳等的多项目的. 所以表面处理为各种加工制造工业不可或缺的过 从传统工业到近代高科技,表面处理技术一直扮演非常重要性之角色.例如宇宙飞船,人造卫星,集成电路等之发展表面处理技术都有决定性之影响.由于表面处理对材料月异,带动相关科技工程之进步. " }( r- K+ }3 _, y
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1.4 表面处理技术之种类 从表面处理之特性可分类: 4 W) o+ P! n, G8 }( x! c2 ]: N6 Z; \
& F2 x0 V I* j$ T表
# i4 O( V7 Q9 M# R_____ 机械法 ____ 珠击法,切削,搪磨,撒砂,精磨,研磨,超加工.
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_____ 冶金法 ____ 表面硬化,(淬火,渗碳,氮化),扩散皮膜法. * J/ J0 C8 X! ^3 F2 S2 {2 j. p$ u
形 * w/ L1 D) s( `9 R2 \/ i
_____ 化学法 ____ 电解研磨,酸洗,化学研磨,酸蚀雕刻.
3 z5 H, l8 l) I% Z9 D6 L成
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表 + n+ b! U X& j# o
_____ 表面披覆____ 电镀,无电镀,热浸镀,熔射镀,真空蒸着,阴极喷溅, ( O; R& v( J/ g' }) H) I7 z& M- n
面
+ R0 b$ }% I( C+ ?% ?0 ]_____ 无机披覆____ 阳极处理,化成处理,着色,珐琅处理. $ M5 h P* P7 D
披 , u! t7 e- Z4 A
_____ 有机披覆____涂装,橡胶加衬,塑料加衬.
4 P7 v+ _0 [8 [5 }9 m! [1.5 国内表面处理工业之状况及问题 5 ~* q9 } r) g; ]# t8 C
+ _5 @* X3 V- v) W( A. H0 o 依据民国70年行政院科技顾问组调查报告,有关表面处理工业,国内有约4000家,其中电镀工业约占1200家,分散全省各地,主要的生产项目有,工业电镀, 装饰电镀,热浸电镀, 阳极电镀,化成电镀,发色,涂装,从事表面处理的工作人员有15000至20000人,具有专业知识程度者约1000人至1500人.
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1.5.1 原料及设备之供应 4 q5 g0 L+ [/ X" j7 g: K0 K
: F- y& o) J& z5 S* A 大部分昂贵之原料依靠国外进口,生产设备多为国产,较贵重之检验仪器设备75% 是进口货.国内原料成本极高,业着负担沉重,应设法改善,防止贸易商操纵市场,更要鼓励研究开发及生产重要之原料. & s9 T+ h' p8 J' Q
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1.5.2 从业人员知识水平
; T/ Q- l$ M$ C 一般从业人员的程度较低,科技短识及品管观念缺乏,难有研究开发新产品,唯赖低 廉劳力,以求生存.政府有关单位应定期举办研习会,使业者获得新知蔚为研究风气,提高技术水准,对在职工程人员,鼓励利用建教合作方式,进修或在职训练,亦应举办各类技术鉴定考试,并规定业者之工厂作业需由技术士担任. , B; p, A/ H2 h' h- x0 e
表面处理对材料之附加价值甚高,先进国家不惜投入庞大人力物力从事研究发展,使得表面处理技术日新月异,我国要并驾齐驱,迎头赶上,势必从教育做起,在大专院校设立正规教育之表面处理人才,才能有雄厚发展实力.鼓励学校与工业界间之建教合作,技术性问题需要由学校带动,学校要增添新设备,充实师资,积极培育专业人才,企业界要仅量聘用教育较高科技人员,以增加研究发展之潜力. . `% [& Y+ e3 h, N
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1.5.3 生产及经营方式
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一般专业厂商规模不大,主要为订货生产,小规模工厂没有管理制度,教育程度低,对人力,原料及能源造成无所谓的浪费.大厂则受到地下工厂恶性削价之竞争,影响 小厂应集中投资,合并经营,始合乎经济原则.就有生产设备应适时予以淘汰,换置自动化处理设备,能以简化经营管理,提高生产效率,稳定质量,节省人工,提高产品之国际声誉,促进工业升级. 9 r I9 b3 `1 l; ^$ }
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发表于 2006-8-4 16:37:30