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表面涂裝工程領域的發展動向

發布日期:2015-09-11

  1 表面工程新技術不斷涌現在解決產品表面工程問題時,新興的表面技術與傳統的表面技術相互補充,為表面工程工作者提供了寬廣的選擇余地。

  2 研究復合表面技術

  在單一表面技術發展的同時,復合表面技術(也稱第二代表面技術)有了迅速的發展。復合表面技術通過多種工藝或技術的協同效應使工件材料表面體系在技術指標、可靠性、壽命、質量和經濟性等方面獲得最佳的效果,克服了單一表面技術存在的局限性,解決了一系列工業關鍵技術和高新技術發展中特殊的技術問題。即使同一種表面技術,在其發展歷程中也同樣存在著博采眾長與其它技術相互交叉的趨勢。

  3 開發多種功能涂層

  表面工程大量的任務是使零件、構件的表面延緩腐蝕、減少磨損、延長疲勞壽命。隨著工業的發展,在治理這3種失效之外提出了許多特殊的表面功能要求。例如艦船上甲板需要有防滑涂層,現代裝備需要有隱身涂層等等。此外,隔熱涂層、導電涂層、減振涂層、降噪涂層、催化涂層、金屬染色技術等也有廣泛的用途。

  4 研究開發新型涂層材料

  表面涂層材料是表面技術解決工程問題的重要物質基礎。當前發展的涂層新材料,有些是單獨配制或熔煉而成的,有些則是在表面技術的加工過程中形成的,后一類涂層材料的誕生,進一步顯示了表面工程的特殊功能。

  5 深化表面工程基礎理論和測試方法研究

  在腐蝕學研究方面,針對大氣腐蝕、海洋環境腐蝕、化工儲罐腐蝕、高溫環境腐蝕、地下長輸管線腐蝕、熱交換設備腐蝕、建筑物中的鋼筋水泥腐蝕等,應用各種現代材料進行了腐蝕機理和防護效果研究,提出了從結構到材料到維護一整套防腐治理措施。這些研究成果,對表面工程技術設計有很大的參考價值。

  無論用什么表面技術在零件表面上制備涂覆層,必須掌握涂覆層與基體的結合強度、涂覆層的內應力等力學性能。這是表面工程技術設計的核心參數之一,也是研究和改進表面技術的重要依據。

  對于涂覆層厚度大于0.15mm的膜層,尚可用傳統的機械方法進行測試,但是對于涂覆層厚度小于0.15mm的膜層(如氣相沉積幾個微米的膜層)傳統的機械方法已無能為力。而氣相沉積技術又發展的很快,應用面越來越廣,這就使研究新的測試方法更加緊迫。

  6 擴展表面工程的應用領域

  隨著專業化生產方式的變革和人們環保意識的增強,現在呼吁表面處理向原材料制造業轉移,這也是一個重要動向。

  倍受家用電器廠家歡迎的是預涂型彩色鋼板,它是在金屬材料表面涂上一層有機材料的新品種,具有有機材料的耐腐蝕、色彩鮮艷等特點,同時又具有金屬材料的強度高、可成型等特點,只須對其作適當的剪切、彎曲、沖壓和連接即可制成多種產品外殼,不僅簡化了加工工序,也減少了家用電器廠家加工設備的投資,成為制作家用電器外殼的極佳材料。

  汽車制造業的表面加工任務很重,呼吁表面工程由現在汽車制造廠家處理,變為在原材料制造時就同時進行的出廠前主動處理。這種變革不是表面處理任務的簡單轉移,更重要的是一種節能、節材、有利環保的舉措。它可以簡化除油、除銹工序,還可以利用軋鋼后的余熱,降低能耗。在西歐一些國家的鋼廠中,就對半成品進行表面處理,如熱處理、熱浸鍍、磷化、鈍化等。

  7 向自動化、智能化的方向邁進

  在表面處理時,自動化程度最高的是汽車行業和微電子行業。如涂裝工藝采用三涂層體系(3C3B),即電泳低漆涂層、中間涂層、面漆涂層,涂層總厚度為110~130μm,涂裝廠房為三層,一層為輔助設備層,二層為工藝層,三層為空調機組層,廠房是全封閉式,通過空調系統調節工藝層內的溫度和濕度,并始終保持室內對環境的微正壓,保持室內清潔度,各工序間自動控制,流水作業,確保涂裝高質量。

  8 降低對環保的負面效應

  從宏觀上講,表面工程對節能、節材、環境保護有重大效能,但是對具體的表面技術,如涂裝、電鍍、熱處理等均有“三廢”的排放問題,仍會造成一定程度的污染。當前,在表面工程領域,提出了封閉循環,達到零排放,實現“三廢”綜合利用的目標。陰極電泳后的清洗,國際先進的做法是采用超濾系統(UF)與反滲透系統(RO)聯合的全封閉清洗,為零排放奠定了基礎。但國內使用這些設備的廠家尚少。磷化處理中的廢渣,可以壓濾成渣塊,但還不能逆向處理為有用之物,只能填埋??傮w來看,表面工程工作者在降低對環保負面效應方面,仍是任重而艱巨。

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