表面處理： X,aRL6>r
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鐵金屬熱處理： (wq8[1Wzup
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由於鐵金屬熱處理的方法非常多，特性也不甚相同。因此針對部內資料與實際走訪表面處理廠商，整理出下列表格作一區分比較。 Qt {){uE
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熱處理 防銹性 耐磨性 耐蝕性 硬度 厚度 顏色 備 註 2^
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滲碳 差 佳 差 硬 後研磨 黑 適用於低碳鋼，可增加韌性 Z\` SD C
調質 差 佳 差 硬 後研磨 黑 即淬火+回火，適用於中碳鋼 SO *oBA'
高週波 差 佳 差 硬 後研磨 黑 適用韌性，只作局部處理之工件 \P+^BG!
J /K~8s c
滑動面用耐磨耗材料硬度使用例： qQ^CSn98J
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鋼材 之種類 符號JIS 淬火硬度HS 使用例 備註 {g1"{
機械構造用碳鋼 S15CK ﹝滲碳80~90﹞ G!sfp}qW
22~35
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托板支架 成本低，具有充分韌性，可得耐磨耗性。 dWkQ NFKF
S40C~S58C 65~87 離合器環、引擎汽缸、油壓心軸、銷、離合器板。 x$` lQ%
低錳鋼 ﹝SAE﹞1041 71~83 d3q.i5']G
車架環 成本低 mOh?cjOi
鉻鉬鋼 SCM432~SCM440 55~77 R|(X_A
活塞、連桿 韌性大 %V ]v,
SCM415 ﹝滲碳80~90﹞ A|1xK90^XT
36~47 !9NF@e'&!
活塞、連桿、心軸、轉動面 耐磨耗性大 Q &{C%j~N
SCM420 ﹝滲碳80~90﹞
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37~50 A s >Og
引擎、扣件 耐磨耗性大 kP [fhOpn
鉻鋼 SCr430 67~72 %i3[x.M
油壓凸輪環 強度大 //|B?4kk
SCr415 ﹝滲碳80~90﹞ V6[jhdb
33~43 J5Zz*'av'
工作機械用夾頭支架 0]*W0#{Zj
碳工具鋼 SK4~SK7 79~92 發動機用磨擦板 韌性大 Xw'sh#i2
合金工具鋼 SKS44 81~95 工作機械轉動鍵 耐磨耗性大 R[l`# I
高速工具鋼 SKH2 81~91 W[DoQ @ q
油壓用輪葉式pump之輪葉 耐磨耗性大 F*#!hWtb
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硬度換算公式： 2HB ey
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蕭氏硬度﹝HS﹞≒勃氏硬度﹝HBC﹞/ 10 +12 :Ob^b3<t
蕭氏硬度﹝HS﹞≒洛氏硬度﹝HRC﹞ +15 nTo? ~=b
勃氏硬度﹝HBC﹞≒維克氏硬度﹝HV﹞
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洛氏硬度﹝HRC﹞≒勃氏硬度﹝HBC﹞/ 10 -3 9-{ +U,3)
鐵金屬表面處理： .hx FFk%5
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由於鐵金屬表面處理的方法非常多，特性也不甚相同。因此針對部內資料與實際走訪表面處理廠商，整理出下列表格作一區分比較。 v\8v' EDP
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表面處理 防銹性 耐磨性 耐蝕性 硬度 厚度 顏色 備 註 1 +-Go}I
噴漆 佳 差 佳 不變 厚 各種顏色 美觀 ~ L%,9
染黑 可 差 差 不變 1.5~ 2.5μ 黑 防反光，塗防銹油防銹效果佳 kZG; \
鍍鉻 佳 佳 佳 Rc60以上 0.2~ 0.5μ 光澤度高 具光澤、美觀耐磨 n=JV*h0
鍍硬鉻 佳 極佳 佳 Rc50~ 55 5~ 50條 光澤度低 後再研磨可成為高精度尺寸 ; %
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鍍鋅 佳 差 可 4μ 黃 防銹，再行鉻酸鹽處理更佳 6c(b*o
鍍鎳 佳 佳 佳 小於Rc30 2~ 4條 白、光澤 防銹，美觀 bcwb'D\a
無電鍍鎳又稱化學鎳 佳 極佳 極佳 Rc49~ 70 5~ 50μ 銀白光澤 膜厚均勻精度佳，價格昂貴 ]?T^tJ
形狀複雜，亦適用非鐵金屬 hM!g6\ w
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氮化 佳 佳 差 Rc50~ 60 1~ 2μ 黑 不易變形，耐高溫 r`sKe
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皮膜 佳 佳 佳 Rc40~ 48 3~ 10μ 通常為塗裝前處理 ~Azj Y 8
陽極處理 佳 佳 佳 透明 只適用於鋁材 YI*H]V%w
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應用實例: 一般廠內設備之零件，依需求狀況選擇適當之表面處理。例如一般機架施以噴漆處理，螺栓螺帽以染黑處理，固定機板或底座以鍍鎳處理，滑動軌道或滑動桿可依所需強度施以鍍鉻或鍍硬鉻處理，露光台之Lamp house則以氮化處理。 k)D5>T
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表面處理簡介： .YvIVQ
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表面硬化熱處理： OhN2 FkxL
方式 4@\$k+v
說明 0[d*Z
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滲碳﹝HC﹞ 所謂的滲碳，乃在低碳鋼的表面，滲入碳量使成高碳鋼，然後再將其表面硬化的方法。只滲入碳雖可使其硬化，但其狀況不太明顯，故再予淬火處理，也就是要將滲碳及淬火兩種操作均予利用才算正確的方法，此即稱為滲碳淬火。 ndDF(qHr
經過滲碳淬火的工件外硬內柔，由於能提高耐磨耗性、耐疲勞性、耐衝擊性，故廣泛應用於機械零件的表面。 ^CQp5k p]
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氮化﹝HNT﹞ 所謂的氮化就是在鋼的表面滲入氮氣，而使其硬化的方法。由於在鋼中滲入氮，變成氮化鐵時硬度增加，所以不必再施予淬火的操作，這點與滲碳不同。氮化後的零件，由於不必淬火，也富有耐磨耗性及耐腐蝕性，故不必擔心會發生淬火龜裂或淬火變形。 @> $qb|j
氮化處理硬度約HRC45~52。 : %AEwR Z
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高週波處理 ﹝HQI﹞ 為利用高週波電流來加熱，只在鋼件的表面作急速加熱的淬火之表面硬化方法。而高週波則採比商用週波數﹝60Hz﹞高的週波數，故稱之。 w{ _g"X
高週波淬火所適用的鋼材，以S35~S45C為佳，硬度約為HRC45~50。 NpM;vO
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表面電鍍處理：電鍍是表面處理很普遍被採用的方式，為耐蝕、耐磨或裝飾等用途，在金屬或非金屬表面上，利用電氣沉積金屬的表面技術。 W+8 s>
方式 y"7*u
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說明 6A =k;d o
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鍍銅 銅暴露在空氣中容易失去光澤，機械強度亦不很好，偶而用在反射鏡及配電盤零件外，很少用鍍銅為成品，但是銅的上面鍍鎳及鉻很容易密著，且銅質地軟，磨光容易，故常做為鍍鎳的底層。 9 5j`^M)Q
鍍鎳 鎳具有耐磨、耐蝕及保持光澤的特色，鎳不易直接附著在鐵材上，故先鍍銅後鍍鎳效果較佳。在工業上鍍鎳大致分為兩種：一是光澤鎳，一是無光澤鎳，就耐蝕方面來說，光澤鎳比較差，通常用來作鍍鉻的底層。 6hR ` sE
鍍鉻 金屬鉻具有銀白色的光澤，非常硬，鍍鉻大別分為兩類，即裝飾用及工業用，分述如下： tN)t`1_j
裝飾用鍍鉻：不直接鍍在原材上，都鍍在以鎳底的上面，厚度僅0.003mm以下。 EQpF:@_
工業用鍍鉻：把鉻的物理性能及化學性能高度發揮，鉻層極硬為其特色﹝HRC38.8﹞，這種鍍金是鍍在原材上成為各種工業用品，製成最終工程，其細分用途如下： tUOY`]0
硬質鉻﹝h.Cr﹞對於須耐磨耐熱的器材，如工具、模具及機械滑動部份零件等。 K%
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疏孔鉻﹝p.Cr﹞與裂鉻：鍍金面有很多細孔及裂縫，潤滑油可存其中，飛機的活塞筒，活塞環等均廣泛被採用，其厚度在0.1mm以上。 Mr4,?Z&`-d
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鍍鋅\ hg<[@Q%$o
在諸多種類中較價廉，而耐蝕力甚強的鍍金，但不能保持長久光澤為其缺點。以防蝕為目的的零件多用鍍鋅的方法，如天線、鏈子、螺絲釘、螺母、鋼絲、彈簧等。不宜用於耐磨擦零件。 60 ciI,_`
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鋼鐵化學鎳處理： C GK]i. N
鋼鐵化學鎳處理亦稱為無電鍍鎳處理，適合廣泛用以取代傳統`的電鍍鎳處理，運用在各種鐵金屬表面之防銹、防蝕處理，並且能增加被處理物表面的美觀，提高價值感。\n -~(d _
鋼鐵化學鎳處理的原理乃利用溶液化學還原反應而在金屬表面生成一鍍膜。 Z 1wtOL
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其主要特點為： ` s+kYWg'Z
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處理後之金屬的表面平滑，耐蝕、耐磨且複雜形狀的被處理物，亦可得到均勻的鍍層膜。 sz/^Ie-~
硬度達HRC51以上，熱處理可達硬度HRC70，予以取代鍍硬鉻。 Q1yXdw
膜厚可要求在5µ至數條內。 .)WEg|D0Ku
附著力佳，且可鍍在鐵、鋼、銅、鋁、ABS膠或陶瓷上。 mqsAYzG
磨擦係數僅為0.03﹝為硬鉻的1/3，與鑄鐵相同﹞。 $'eY-U8q
成本高昂，溶液壽命短。 %#&njP
與電鍍鎳比較之優缺點如下： ;-"q ;&1e
優點：皮膜孔隙少且厚度均勻，厚度較薄但比較硬，可以用在非導材料。 O
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缺點：沉積速度慢，含有磷硼化合物，融點較低且較脆。 >/ A'G
鋁陽極氧化處理： kMLJa=]$
將鋁質物品放在適當的電解液中，將金屬物品於陽極，通過電流使鋁的表面得到一層做為保護的氧化膜，其化學變化大致如下： ?VRsgV '$
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2Al + 3 [ O ] → Al2O3 + 能量 #l- 0$
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粉体塗裝介紹： ,G= "wI
粉体塗裝是將樹脂磨成粉狀作為原料，利用靜電正負相吸原理，被塗物帶負電，粉体塗料噴出時帶正電而吸附於被塗物，再經焙烤爐200°C烘烤5-10 分鐘，使粉体塗料熔化後附著於被塗物上。 ,g0t&jITo
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粉体塗裝的優/缺點： 8* #$ 3 e
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公害少，危險性低:因為粉体塗裝不含有機溶劑,可減少操作人員有機溶劑中毒及避免火災。 iV#A-9
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密著性好:因為溶劑型塗料在塗膜成型過程中需將溶劑先揮發掉,影響到高分子塗膜對金屬之螯和效應(Chelating Effect),而粉体塗裝則無此缺點。 yVXVH CB
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縮短作業時間,提高生產效率:一般的烤漆需Setting Time,讓溶劑有充份時間揮發,而粉体塗裝則不需要。 oqbz!dM(Z
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不需打底漆:粉体塗料密著性好,不必打底漆,每次噴塗厚度可達50μ以上,為液体塗裝噴塗厚度2至3倍(液体塗裝每次15-20μ),可節省噴塗時間。 S|@/"?DC
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塗料損失少:因為粉体塗料不含有機溶劑,固成份100％,未附著於被塗物之塗料可回收使用,塗料損失量5％以下。 -$g~,dIwj
T"X]@9g^-
耐腐蝕性佳:因為粉体塗料乃由高分子形成堅硬塗膜,被塗物與塗膜經過合適之前處理及良好之加熱過程,耐蝕效果良好。 4 ]p#9`j
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操作容易:操作人員無需長期訓練。 (4ZO[Ae
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減少儲存空間:可減少有機溶劑之儲存空間。 |sFd5X
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粉体塗裝硬度可達3-4H(液体塗裝為1-2H)。 /)K;XtcN
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粉体塗裝件不適用於部份有機溶劑環境。 wWf_d jd
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結論： m`q&[:
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整体而言粉体塗裝優於液体塗裝。 vV 9vB3K5?
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目前粉体塗裝已逐漸取代液体塗裝。 Qhc; Zl
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廠內零件,除封著框架(尚在尋找耐熱型粉体塗料)及面盤夾具鋁框外(測試中),其它零件都可採粉体塗裝。 gCG #?f
Kj3Gm>B<y
就成本而言,粉体塗裝與液体塗裝價格相近。
