手机外表为什么能那么高亮?超声波抛光--超声波

发表时间:2018年03月15日浏览量:

如今的手机越做越漂亮,不少手机都具有高亮效果,金属中透着塑料感、平面中透着立体感。本文我们来了解一下那些高亮的抛光工艺

    抛光是指利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光工艺有着悠久的历史,在古代,人们就对石器、玉器等进行抛光,在现代工业社会为了得到漂亮的产品外观,抛光工艺更加广泛地应用于各行各业中。

    抛光工艺主要有:机械抛光、化学抛光、电解抛光、纳米抛光、超声波抛光、磁流变抛光等。

抛光工艺

▌ 机械抛光

 

靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,需在专用抛光机上进行,抛光机主要由一个电动机和被带动的一个或两个抛光盘组成,转速200~600d/min,抛光盘上铺以不同材料的抛光布。

特点:

成本低、操作简单,但效率低,抛光表面不均匀,抛光时间难掌握,适宜小面积的表面处理;

▌ 化学抛光

 

化学抛光是一个表层溶解的过程,化学试剂对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的方法,试样经化学抛光后可直接在显微镜下观察。

优点:

1. 设备简单、加工后零件表面的粗糙度值均匀一致;

2. 操作简单,可同时抛光很多工件;

3. 效率高,而且可以抛光形状复杂的工件。

缺点:

化学抛光所用溶液的调整和再生比较困难,在应用上受到限制,而且在化学抛光过程中,硝酸散发出大量黄棕色有害气体,对环境污染非常严重。

▌ 电解抛光

 

电解抛光又称电化学抛光,以被抛光工件为阳极,不溶性金属为阴极,在适当的电解液中和适当电流密度下,阳极首先发生溶解,工件表面逐渐整平,从而达到工件增大表面光亮度的效果。即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。

优点:

1. 内外色泽一致,光泽持久,可加工硬质材料、软质材料以及薄壁、形状复杂、细小的零件和制品;

2. 抛光量很小,抛光后的尺寸精度和形状精度可控制在0.01mm以内;

3. 抛光率高,抛光速度不受材料的软硬而影响;

4. 工艺简单,操作容易,设备简单,投资小。

缺点:

1. 在抛光前处理较为复杂及电解液的通用性差,使用寿命短和强腐蚀性及难处理等,电解抛光的应用范围受到一定的限制;

2. 无法消除原表面的粗波纹,对工件表面的基体粗糙度有要求,一般应为Ra1.6以下才好。

▌ 纳米抛光

 

纳米抛光被称为等离子纳米抛光,在专门的自动化控制设备中进行,等离子就是在高温高压下,抛光剂水溶,但是在高温高压下,电子会脱离原子核而跑出来,原子核就形成了一个带正电的离子,当这些离子达到一定数量的时候可以成为等离子态,等离子态能量很大,当这些等离子和要抛光的物体摩擦时,顷刻间会使物体达到表面光亮的效果。

特点:

1. 纳米抛光加工费用低,有利于推广,并且对加工环境无污染;

2. 简单易行,采用专门的自动化控制设备,降低人工成本;

3. 效率高,效果好,其精度控制极高,尺寸影响小,通常可控制在0.1μm/min,抛光均匀,使整个工件表面和死角部位都可以达到一致的镜面效果;

4. 适用面广,等离子纳米抛光可以适用的行业有手机电子、集成电路制造、运动器材(高尔夫球具)、眼镜制造、医疗器械、手表饰品、汽车配件、LED 制程、数码配件、航空航天等行业。

▌ 超声波抛光--超声波金属镜面加工设备

 

大于16000Hz的声波被称为超声波,用于加工和抛光的超声波频率为16000-25000Hz,与普通声波相比,超声波频率高、波长短、能量大和较强的束射性。超声波抛光是利用工具端面作超声频振动,迫使磨料悬浮液对硬脆材料表面机械加工的一种方法。

特点:

1. 适用于加工硬脆材料和不导电的非金属材料;

2. 工具对工件的作用力和热影响较小,不产生变形、烧伤和变质层;

3. 加工精度达0.01-0.02mm,粗糙度达1-0.1μm

4. 可以抛光薄壁、薄片、窄缝和低刚度的零件;设备简单,使用维修方便。

▌ 磁流变抛光

 

磁流体抛光技术是一种新兴的先进加工技术,磁性颗粒、表面活性剂、以及其它一些添加剂按照一定比例分散在基载液中形成悬浊液,当施加磁场时,磁性颗粒成链状或纤维状排列,导致整个流体的粘度增大,表现出类固体的特性;当磁场消失时,磁性颗粒又恢复到原来分散的自由状态,整个体系又恢复流体的状态,液固转变的过程在毫秒间就能完成。当在流体中加入一定的磨料颗粒时,磁流变液就具有研磨抛光的作用,根据抛光物件的不同,可以选择不同的基载液与磨料颗粒。

特点:

1. 能够达到极低的粗糙度,一般用于精密光学镜头的抛光;

2. 由于整个工件都处于液体当中,抛光热量容易散出,不会在工件局部位置造成过热,有利于避免抛光产生橘皮;

3. 整个工件各部分都与流体均匀接触,能够保证抛光效果均匀一致,且不受工件形状限制。

 

抛光应用

 

随着工业技术的进步与发展,抛光不再仅仅局限于石材等传统材料的应用,还广泛应用于当今工业社会大量使用的金属材料、陶瓷材料、塑料、玻璃等。

▌ 金属材料的抛光

 

金属材料的抛光方法很多,但在工业生茶中以机械抛光、化学抛光、电化学抛光为主。其中,电化学抛光技术主要在金属精加工、电镀涂饰表面预处理、金相样品制备及那些需要控制表面质量与粗糙度的领域,具有机械抛光、化学抛光等技术无可比拟的高效率,加工后的表面具有无硬化层、光亮度高、美观并耐蚀等特点,几乎所有的金属材料都适合电化学抛光。

应用案例:

苹果6手机铝合金外壳,经过CNC精雕成型研磨处理高光本色电镀遮盖阳极退遮成一个完整的手机外壳面板。铝合金镜面抛光是相对比较有难度的,利用手抛是完全无法实现其要求的,平面研磨机镜面抛光的过程主要分为二道工序:第一道,白色抛光皮+氧化铝粗抛液,使表面形成一个亚光面;第二道,阻尼布+二氧化硅抛光液,在短短十分钟内达到一个理想的超镜面。

 

▌ 陶瓷材料的抛光

 

新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性,因此从手机外壳到航天设备等各个领域都受到了越来越广泛的应用,在陶瓷材料的超精加工与光整加工中,研磨、抛光加工有着不可替代的位置,陶瓷材料的抛光主要有研磨抛光、采用激光加工以及超声波抛光等。

 

应用案例:

小米5采用了微晶锆陶瓷机身,需要经过正面和外弧抛光,工艺流程为局部研磨整体研磨粗抛细抛清洁检验,由于陶瓷机身硬度大,而且陶瓷表面有较强吸光性,普通抛光难以达到镜面抛光效果。机身采用金刚石粉(珠)湿法抛光,分别对机身的平面和手机外框进行打磨抛光。经过313分钟、千万转的循环研磨,机身光滑平整,色泽圆润。

 

▌ 塑料的抛光

 

随着塑胶制品日益广泛的应用,对塑料模具的表面质量要求也越高,往往要求达到镜面抛光度,塑料模具的抛光不仅增加工件的美观,而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性,还可以使模具拥有其它优点,同时可以使塑胶制品易于脱模,减少生产注塑周期。因而抛光在塑料模具制造过程中是很重要的一道工序。机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光等均可用于塑料的抛光处理。

应用案例:

聚酯瓶外观成透明色,有玻璃质感,使用抛光工艺加工后可以增加透明度且使表面更加光滑细腻,具体操作步骤是,先用砂纸去除塑料管坯表面瑕疵,再用3M金字塔砂纸借助干磨机研磨,最后采用抛光膏进行清洗,经过这些工序后出来的产品会犹如玻璃般光泽透明。这些产品通常用于食品的包装。

▌ 玻璃的抛光

 

玻璃抛光加工的主要经济技术指标是由抛光效率,被加工玻璃边的尺寸精度、光亮度以及抛光磨具消耗情况或抛光磨具使用寿命来表征的。虽然玻璃磨边机性能、磨削抛光方式、冷却方式、转速,玻璃本身的内在质量以及操作人员的技术水平也会影响玻璃抛光的光亮度,抛光效率等,但是最根本的是选择合适的抛光磨具,以满足玻璃边抛光的技术要求。

应用案例:

手机触摸屏玻璃研磨抛光加工是对不平整玻璃表面进行加工,使之具有平整而较为光洁的表面;常见步骤为粗磨、精磨和精抛。粗磨是用颗粒尺寸相对较大的磨料将玻璃表面或制品表面粗糙不平或成形时余留部分的玻璃磨去,去除毛坯的大部分余量,最后所达到的效果要保持到大致的几何形状与粗糙度;精磨是发生在粗磨的基础上,又是为抛光准备的一步,结果是能够保持最精确的几何形状以及精细的裂纹深度;抛光是最后一个工序过程,也是最终实现光学表面层实现的最后一个部分,前提下前两者必须要为最后一步抛光做好准备,使得在整个抛光过程当中,尽量去除精磨与粗磨所留下的破环层,实现光学表面最理想效果。