等離子拋光在真空鍍膜前處理中的應用

等離子拋光也稱電漿拋光。主要用于五金件產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、應用優(yōu)勢以及在表面處理行業(yè)的應用來說明它與真空鍍膜的協(xié)調性。

一、              等離子拋光的工作原理

等離子也稱為物質的第四態(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、離子和電子。等離子就是在高溫高壓下，拋光劑水溶，電子會脫離原子核而跑出來，原子核就形成了一個帶正電的離子，當這些離子達到一定數(shù)量的時候可以成為等離子態(tài)，等離子態(tài)能量很大，當這些等離子和要拋光的物體摩擦時，頃刻間會使物體達到表面光亮的效果。

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,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,因此等離子化學活化工件表面,去除表面分子污染層,交叉鏈接表面化學物質。　　

等離子拋光的一些特性測驗：

（1）.拋光速率測試       

由測試數(shù)據(jù)顯示,液態(tài)等離子拋光對SUS303、SUS304與SUS316等型號的不銹鋼材質的拋光速率結果。測試結果發(fā)現(xiàn)液態(tài)等離子拋光的拋光速率與基材種類關聯(lián)性小。但是，拋光速率伴隨著外加電場的增加而增加，拋光速率＞1.0∪m/min,是傳統(tǒng)拋光法的十倍。我們亦可從測試結果發(fā)現(xiàn)250-290伏特，拋光速率的順序為：SUS316＞SUS304＞SUS303。

（2）.粗糙度測試      

由測試結果發(fā)現(xiàn)303、304與316等型號的不銹鋼基材經過液態(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。此拋光技術已接近納米級的拋光能力范圍內。

測試結果亦顯示，液態(tài)等離子拋光對粗糙度減低的材質順序為：SUS316＞SUS304＞SUS303。

（3）.光澤度測試

     由測試結果發(fā)現(xiàn)303、304與316等型式的不銹鋼基材經過液態(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構轉變?yōu)榫哏R面效果的光澤結構。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)產品外觀裝飾與材料特性的要求。

（4）.硬度測試 

由測試結果發(fā)現(xiàn)303、304與316等型號的不銹鋼基材經過液態(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。

測試結果表明無論基材材質是SUS316、SUS304、或SUS303，其硬度都有正向提升。

 

注：1.膜厚量測：是由日制surfacecorder ET-4000, Kasaka Laboratory 測量。

2.粗糙度性質測試：是由日制MVK-H100A2，Akashi測量。

3.表面組成：高分辨率掃描電子顯微鏡(SEM)觀測。

二、等離子拋光的優(yōu)勢。

拋光技術是金屬表面處理的關鍵技術之一，拋光無論是在傳統(tǒng)產業(yè)還是在電子數(shù)碼產業(yè)中都是不可或缺的生產步驟。拋光是對工件表面精加工的過程，經過拋光工序，工件表面粗糙度降低，一般說來伴隨著光澤度的提高，工件拋光后其機械、物理及化學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是一種完全不同于傳統(tǒng)方法的新型拋光技術，此拋光技術是根據(jù)電化學原理與化學反應原理而研發(fā)設計的。其拋光技術不使用對環(huán)境有污染和損害生產者健康的化學物品，但它的拋光效果卻能夠達到傳統(tǒng)方法很難達到的高品質，拋光速度也是傳統(tǒng)拋光方法望塵莫及的，生產成本遠遠低于傳統(tǒng)拋光成本（見圖5）。

由于等離子拋光有這些特性存在，所以目前應用的非常廣，并且有取代電解拋光的趨勢。等離子拋光和電解拋光的適用行業(yè)廣范：手機電子、數(shù)碼配件、集成電路制造、運動器材（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上最為先進的拋光工藝。他同電解既有相似之處也有本質的區(qū)別。說他們相似是說他們的拋光后的表面效果差不多。說他的本質區(qū)別最主要是等離子拋光成本低和對環(huán)境無污染，而電解則相反。電解最主要是靠藥水來對工件進行電化學腐蝕。所以藥水都具有很強的腐蝕性。對人體有很大傷害。對環(huán)境污染相當嚴重。而等離子拋光的拋光鹽無腐蝕性，對人體無傷害，對環(huán)境也無污染。拋光鹽已作過SGS認證，拋光溶劑污水排放也通過ROHS檢測無污染。

以一般的手機外殼為例，基本上所有的手機商都對不銹鋼手機外殼的要求為表面無劃傷，無明顯紋路，無白點也就是鏡面效果。拋光工藝一般從沖壓出完全成型產品開始，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合。手工拋光及手工打磨，靠產品和麻、線、布輪的摩擦作用。第一次看見這種工藝的人都會很驚訝還有這樣落后和原始的事情。或許有時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明顯。第一效率底下，一個拋光工在8小時內很難出到150個鏡光成品，嚴重制約規(guī)模化生產。第二：工作環(huán)境污染很大.磨光過程種產生大量的黑色粉末，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廠家的頭疼的事情，自由散漫，流動性太強。等離子拋光由于是靠電離子的摩擦作用，由于離子幾乎沒質量。所以摩擦力有限，對表面的摩擦作用一般是去掉1-2個絲。很明顯對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的線輪紋路去除。這個時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，表面棱角處產生R角有利于和其他部件的配合，尤其是按鍵。對工件的里面一樣拋光光亮。這塊運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間成本基本相同，所以結合等離子拋光有利于節(jié)約成本，主要效用在節(jié)約時間。

 手機等數(shù)碼產品內部件：一般產品為沖出的產品就是成品，但品牌商如:Nokia,Motorola，Samsung等均要求內部件做處理。效果為去披風，去毛刺。不銹鋼做出的產品主要是卡槽，線路槽，容器件等。由于是內部件一般及布規(guī)則和復雜，手機拋光基本都無法處理，采用能離子拋光能很有效的去披風，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，越來越多的品牌都會要求做這樣的處理。內部件中比較特別的產品為滑軌，如NOKIA 8800的滑軌設計有明顯的凹槽，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)的應用。

1.     一般需要做真空鍍膜或真空鍍膜的產品，在開始前都會先做清洗工藝，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）。特別是對于那些用布輪或者是麻輪做過拋光處理的產品就顯得尤為重要。這是因為產品在經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，這樣經過真空鍍膜后就會呈現(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，產能明顯上升。這個主要是我們利用等離子拋光能夠很好的提高產品的光澤度和降低產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）。這是因為產品在鐳射時表面容易產生發(fā)黃和被一些廢渣吸附，簡單的清洗根本去除不干凈。如果清洗不干凈則會造成真空鍍膜顏色不均和麻點等不良現(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）。這是因為產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燒焦吸附在工件拉絲位，簡單的清洗也是根本沒辦法去除干凈。如果清洗不干凈也會給真空鍍膜造成麻點，砂眼和顏色不均。需要真空鍍膜的產品（如圖9），前工序最好先做等離子拋光，因為等離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，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,在短的時間（30～180s）內就可以完全脫掉鍍膜。這樣大大節(jié)省脫膜時間。對于那些表面真空鍍氮化碳或氮化鉻的產品,脫膜相對較難,通過等離子拋光也能去完全將表面膜層去除干凈,但是拋光時間需要延長一倍以上。雖說拋光時間相對增加，但任然不會傷到基材表面，相反會大大增加返鍍的良率（因為等離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，并且他也將以對人體無傷害，對環(huán)境無污染，成本低的絕對優(yōu)勢壓倒電解工藝，同時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的產品而多做貢獻。