表面品質閱讀時間 12 分鐘
防鏽、耐磨還是好看?表面處理怎麼選
表面處理是最後一道,卻常常是第一個被忘記的,忘記它會長厚度,忘記它會讓公差跑掉。
01常見處理的比較
| 處理 | 適用材料 | 典型膜厚 | 耐鹽霧 | 尺寸變化 |
|---|---|---|---|---|
| 陽極處理 Type II | 鋁 | 5 ~ 25 μm | 300 ~ 1000 hr | 約膜厚的一半往外長 |
| 硬質陽極 Type III | 鋁 | 25 ~ 100 μm | 1000 hr 以上 | 同上,影響顯著 |
| 電鍍鋅(三價鉻) | 鋼 | 5 ~ 15 μm | 96 ~ 240 hr | 外長膜厚 |
| 熱浸鍍鋅 | 鋼 | 45 ~ 85 μm | 數千 hr | 很厚,螺紋要放大 |
| 無電解鎳(化學鎳) | 鋼、鋁、銅 | 5 ~ 50 μm | 200 ~ 500 hr | 均勻,深孔也能鍍 |
| 發黑(四三氧化鐵) | 鋼 | 1 ~ 2 μm | 很低(需上油) | 幾乎不變 |
| 磷酸鹽(達克羅、皮膜) | 鋼 | 5 ~ 20 μm | 500 hr 以上 | 外長 |
| 鈍化(不鏽鋼) | 不鏽鋼 | — | 提升既有耐蝕 | 無 |
02尺寸會變,而且方向不一樣
- 電鍍與化學鍍是往外加材料,孔會變小、軸會變大,單邊增加約等於膜厚。
- 陽極處理比較特別:氧化層有一半往外長、一半往內吃進基材,所以單邊尺寸約增加膜厚的 50%。
- 螺紋受影響最大:外螺紋的中徑增加約 4 倍膜厚(因為牙型角),所以鍍前的外螺紋公差常選 6g 甚至 6e 預留空間。
因此圖面必須寫清楚尺寸是處理前還是處理後。沒寫的話,驗收時雙方各執一詞是常態。慣例是「圖面尺寸為完工尺寸(含表面處理)」,但慣例不是規範。
03氫脆:高強度鋼的隱形殺手
電鍍過程中產生的氫會滲入鋼材,在應力作用下造成延遲斷裂,零件可能在裝配後幾小時到幾天才突然斷掉,斷面沒有塑性變形。
- 風險族群:硬度 HRC 32 以上、抗拉強度 1000 MPa 以上的鋼件,高強度螺栓、彈簧、扣環是典型。
- 對策:電鍍後 4 小時內做除氫烘烤,一般 190~220 °C 保溫 4~24 小時,硬度愈高時間愈長(依 ISO 9588)。
- 更根本的做法:改用不產氫的處理,達克羅(鋅鋁塗層)、機械鍍鋅或物理氣相沉積。
04圖面上怎麼標
| 要素 | 範例 | 為什麼需要 |
|---|---|---|
| 處理方法與規範 | 陽極處理 MIL-A-8625 Type II Class 2 | 指定製程與等級 |
| 膜厚 | 10 ~ 15 μm | 沒寫就由廠商決定 |
| 顏色 | 黑色 / 本色 | 染色與否影響製程 |
| 適用範圍 | 全面 / 除螺紋孔外 | 遮蔽區域要標清楚 |
| 尺寸基準 | 圖面尺寸為處理後 | 避免驗收爭議 |
| 附加要求 | 除氫烘烤、封孔、鹽霧 500 hr | 安全件必寫 |