CN100425741C - 铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面保护工艺，其特征为：将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→阴极电泳→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→热风烘干→光固化烘干→下挂具。本发明通过清洗形成清洁金属表面，借助阴极电泳及光固化使氨基丙烯酸树脂的漆膜均匀的分散在金属基体表面，从而防止外界腐蚀介质接触膜下的金属表面，避免了金属的氧化腐蚀。从电化学的角度考虑，屏蔽性良好，渗透性差的漆膜，使腐蚀电池难以形成，电极反应难以进行，起到了保护作用。
Description
技术领域：
本发明属于造币防腐蚀保护的技术领域，具体地说是涉及一种币或章表面保护工艺，以延缓、防止铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章氧化、变色。
背景技术：
铜、铝合金、钢芯镀镍币、章在收藏和存放过程中，常常发现铜币、章严重变色，铝、钢芯镀镍币、章有不同程度的氧化，从而影响铜、铝合金、钢芯镀镍币、章的观赏效果及质量。目前国内无在铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面实施保护的工艺，国外有采用喷涂蜡克及通过UV激光烧灼钛金属涂层的报道，但由于环境污染、设备投入、工艺稳定性、外观效果等诸方面原因未被国内采用。
发明内容：
本发明的目的在于提供铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，以实现对批量铜、铝合金、钢芯镀镍币、章的表面保护，实施保护工艺后，铜、铝合金、钢芯镀镍币、章可保持原有外观，但耐腐蚀性能有显著提高，保证了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面质量。
本发明的技术方案是这样实现的：铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：所述的币、章表面保护工艺为，将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→阴极电泳→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→热风烘干→光固化烘干→下挂具。
铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：所述的币、章表面保护工艺为，将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→电解除油→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→表面活化→第三次雾化喷洗→第二次逆流漂洗→电解钝化→第四次雾化喷洗→第三次逆流漂洗→第四次逆流漂洗→阴极电泳→第五次雾化喷洗→第五次逆流漂洗→第六次逆流漂洗→热风烘干→光固化烘干→下挂具。
本发明通过清洗形成清洁金属表面，借助阴极电泳及光固化使氨基丙烯酸树脂的漆膜均匀的分散在金属基体表面，从而防止外界腐蚀介质接触膜下的金属表面，避免了金属的氧化腐蚀。从电化学的角度考虑，屏蔽性良好，渗透性差的漆膜，使腐蚀电池难以形成，电极反应难以进行，起到了保护作用。
该工艺实施后铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面耐腐蚀性能显著提高，通过加速腐蚀实验，其结果如下：
铜币、章在硫化氢气体中(GB5943-86)中抗腐蚀性能提高如下：黄铜、白铜、纯铜币、章分别提高8倍、16倍、22.5倍；
铜币、章在酸性盐雾试验(GB10125-97)中抗腐蚀性能提高6倍以上；
铜币、章在人工汗水浸泡试验(GB10124-88)中抗腐蚀性能提高如下：黄铜、白铜、纯铜币、章分别提高4.8、3、4；
钢芯镀镍币、章在酸性盐雾试验(GB10125-97)中抗腐蚀性能提高1.6倍；
钢芯镀镍币、章在人工汗水浸泡试验(GB10124-88)中抗腐蚀性能提高1.4倍；
钢芯镀镍币、章在二氧化硫试验(GB5942-86)中抗腐蚀性能提高6.7倍；
铝合金币、章在盐雾试验(GB10125-97)中抗腐蚀性能提高3倍；
铝合金币、章在二氧化硫试验(GB5942-86)中抗腐蚀性能提高1.4倍。
通过实施本发明，可实现对批量铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面的保护，有效地解决了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章氧化、变色问题，大大提高了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面耐腐蚀性能，并保持铜、铝合金、钢芯镀镍币、章原有外观，提高了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面质量。
具体实施方式：
下面对本发明作进一步的描述
本发明为铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面保护工艺，其特征在于：所述的币、章表面保护工艺为，将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→阴极电泳→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→热风烘干→光固化烘干→下挂具。该方法特别适合铝、钢芯镀镍币、章，即对铝、钢芯镀镍币章无需电解除油、表面活化及电解钝化，可在超声波清洗后直接进入电泳槽电泳，具体实施如下，将币或章装挂具进入超声波清洗槽，控制超声波槽液的温度为50±5℃，通过超声波除去表面细小花纹内可能存在的油污及表面指纹，清洗时间为80s-100s，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为20s-40s，再用室温的电导率小于2μs/cm纯水进行漂洗，漂洗时间60s-80s，洗净表面后进入阴极电泳槽，槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量10±1.0％，pH 3.6-4.2，酸度16-22，电导率为250-400μs/cm，槽液温度25±2℃，电泳时间为55s-65s，电泳电压根据产品表面积进行调节，在表面积为1.63-63.30dm2的范围内，铝币、章的电泳电压为30-32伏，钢芯镀镍币、章的电泳电压为30-34伏，控制电泳漆膜的厚度在3-4μm，电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水，清洗时间为30s-40s，再在室温下用电导率小于2μs/cm的纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为30s-40s，以洗净币、章表面可能残留的树脂，再进入热风烘箱进行预烘，预烘温度为80±5℃，预烘时间为10-15min，完成后再进入光固化烘箱，紫外辐射能流1200mJ/cm2，烘干时间4-5min，下挂具，完成整个工艺过程。即对铝、钢芯镀镍币、章无需电解除油、活化及电解钝化，可在超声波清洗后直接进入电泳槽电泳。
本发明为铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面保护工艺，其特征在于：所述的币、章表面保护工艺为，将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→电解除油→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→表面活化→第三次雾化喷洗→第二次逆流漂洗→电解钝化→热风烘干→光固化烘干→下挂具。在热风烘干→光固化烘干之间还包括以下步骤，第四次雾化喷洗→第三次逆流漂洗→第四次逆流漂洗→阴极电泳→第五次雾化喷洗→第五次逆流漂洗→第六次逆流漂洗。本方法尤其适合铜币、章，实施中根据铜币、章本身的特点，设计固定牢固、不夹伤产品、导电性良好、不屏蔽且可根据产品大小灵活可调的夹具，将产品置于夹具上，进入超声波清洗槽，控制超声波槽液的温度为50±5℃，通过超声波除去表面细小花纹内可能存在的油污及表面指纹，清洗时间为80s-100s，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为20s-40s，再用室温的清水进行漂洗，漂洗时间20s-40s，洗净表面后进入电解除油槽，电解除油主要技术参数如下：槽液温度45±2℃，除油时间50s-70s，电流密度5±2A/dm2，除油液由30-50g/L碳酸钠，20-30g/L磷酸三钠，0.5-1g/L十二烷基硫酸钠，1-2g/L乙二胺四乙酸钠配制而成，进一步除油，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为20s-40s，再用室温的清水进行逆流漂洗，漂洗时间为20s-40s，通过逆流漂洗洗净表面，进入活化槽，槽液为2％-5％硫酸溶液，温度为室温，活化时间为20s-25s，对铜表面活化，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为20s-40s，再用室温的清水进行逆流漂洗，漂洗时间为20s-40s，通过逆流漂洗洗净表面，进入电解钝化槽，用酸性铬盐钝化铜表面，主要技术参数如下：钝化温度35±2℃，钝化时间55s-65s，电流密度1.5±0.5A/dm2，钝化液由40-50g/L重铬酸钾，6.0-9.0g/L硝酸钾，0.2-0.5g/L磷酸钾配制而成，通电后通过恒电压控制在铜表面形成铬盐钝化膜，对表面积1.63-63.30dm2铜币、章的电压为5.5-8.5V，钝化膜形成后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为20s-40s，再用室温的电导率小于2μs/cm纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为20s-30s，以洗净铜币、章表面可能残留的钝化液，而后进入阴极电泳槽，槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于5μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量10±1.0％，pH 3.6-4.2，酸度16-22，电导率为250-400μs/cm，槽液温度25±2℃，电泳时间为55s-65s，电泳电压根据产品表面积进行调节，在表面积为1.63-63.30dm2的范围内，铜币、章的电泳电压为30-36伏，控制电泳漆膜的厚度在3-4μm。电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水，清洗时间为20s-40s，再在室温下用电导率小于2μs/cm的纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为20s-40s，以洗净铜币、章表面可能残留的树脂，再进入热风烘箱进行预烘，预烘温度为80±5℃，预烘时间为10-15min，完成后再进入光固化烘箱，紫外辐射能流1200mJ/cm2，烘干时间5min，下挂具，完成整个工艺过程。技术方案中的物理参数s表示秒，min表示分钟，mJ/cm2表示毫焦/平方厘米，μm表示微米，dm2表示平方分米，→表示从一个工艺步骤到下一个工艺步骤。
它区别与现有技术的特征和效果为：
1、本工艺采用了阴极电泳的保护方法，而非目前国外采用的喷涂有机保护层或激光烧灼。
2、采用阴极电泳工艺漆膜均匀外观效果好无流挂等现象。
3、对铜币、章在阴极电泳前现采用电解钝化的方式成膜，减少树脂对铜基底色泽的影响，使电泳后的铜币、章保持原有的色泽。
4、采用光固化技术，大大缩短固化所需的时间，提高了生产效率。同时避免了高温烘干可能对金属色泽的影响，保持了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章原有的外观和色泽。
通过该工艺的实施可有效地实施对铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面的保护，大大提高铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面耐腐蚀性能，同时又保持了铜、铝合金、钢芯镀镍币、章原有的色泽，不影响铜、铝合金、钢芯镀镍币、章外观，无流挂等现象，且采用阴极电泳光固化工艺，可降低烘干温度，缩短烘干时间，提高生产率。
对于铜币、章采用电解钝化工艺保护金属基底色泽。铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面保护工艺采用了氨基丙烯酸树脂阴极电泳光固化的方式在铜、铝合金、钢芯镀镍币、章表面形成均匀的漆膜，从而防止外界腐蚀介质接触膜下的金属表面，对铜、铝合金、钢芯镀镍币、章实施保护。
下面给出实施例
实施例1
将Ф19mm的104枚铝币装挂具进入超声波清洗槽，超声波槽液的温度为51-52℃，通过超声波除去表面细小花纹内可能存在的油污及表面指纹，清洗时间为80s，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为30s，再用室温的电导率小于2μs/cm纯水进行漂洗，漂洗时间60s，洗净表面后进入阴极电泳槽，槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于5μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量10％，pH 3.7，酸度19，电导率为300μs/cm，槽液温度25-26℃，电泳时间为60s，表面积为5.89dm2，铝币的电泳电压为30伏，控制电泳漆膜的厚度在3μm，电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水，清洗时间为40s，再在室温下用电导率小于2μs/cm的纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为40s，以洗净铝币表面可能残留的树脂，再进入热风烘箱进行预烘，预烘温度为81-83℃，预烘时间为15min，完成后再进入光固化烘箱，紫外辐射能流1200mJ/cm2，烘干时间5min，下挂具，完成整个工艺过程。
实施例2
将钢芯镀镍币Ф25mm，112枚装夹具进入超声波清洗槽，控制超声波槽液的温度为48-50℃，通过超声波除去表面细小花纹内可能存在的油污及表面指纹，清洗时间为90s，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为30s，再用室温的电导率小于2μs/cm纯水进行漂洗，漂洗时间60s，洗净表面后进入阴极电泳槽，槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于5μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量9.8％，pH 4.0，酸度20，电导率为270μs/cm，槽液温度25-26℃，电泳时间为60s，表面积为10.99dm2，钢芯镀镍币的电泳电压为32伏，控制电泳漆膜厚度在4μm。电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水，清洗时间为30s，再在室温下用电导率小于2μs/cm的纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为30s，以洗净钢芯镀镍币表面可能残留的树脂，再进入热风烘箱进行预烘，预烘温度为82-83℃，预烘时间为15min，完成后再进入光固化烘箱，紫外辐射能流1200mJ/cm2，烘干时间5min，下挂具，完成整个工艺过程。
实施例3
将直径45毫米的112枚铜章置于挂具上，进入超声波清洗槽，控制超声波槽液的温度为53-54℃，通过超声波除去表面细小花纹内可能存在的油污及表面指纹，清洗时间为100s，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为30s，再用室温的清水进行漂洗，漂洗时间40s，洗净表面后进入电解除油槽，电解除油主要技术参数如下：槽液温度45-46℃，除油时间60s，电流密度6-7A/dm2，除油液由45g/L碳酸钠，30g/L磷酸三钠，0.5g/L十二烷基硫酸钠，2g/L乙二胺四乙酸钠配制而成，进一步除油，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为40s，再用室温的清水进行逆流漂洗，漂洗时间为30s，通过逆流漂洗洗净表面，进入活化槽，槽液为5％硫酸溶液，温度为室温，活化时间为20s，对铜表面活化，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为30s，再用室温的清水进行逆流漂洗，漂洗时间为40s，通过逆流漂洗洗净表面，进入电解钝化槽，用酸性铬盐钝化铜表面，主要技术参数如下：钝化温度35℃，钝化时间60s，电流密度1.6-2.0A/dm2，钝化液由50g/L重铬酸钾，6.0g/L硝酸钾，0.5g/L磷酸钾配制而成，通电后控制电压为8.5V，在铜表面形成铬盐钝化膜，钝化膜形成后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，清洗时间为30s，再用室温的电导率小于2μs/cm纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为20s，以洗净铜章表面可能残留的钝化液，而后进入阴极电泳槽，槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于5μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量10.5％，pH 3.9，酸度18，电导率为380μs/cm，槽液温度25-26℃，电泳时间为60s，电泳电压为36伏，控制电泳漆膜的厚度在3μm，电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水，清洗时间为30s，再在室温下用电导率小于2μs/cm的纯水进行二次逆流漂洗，每次漂洗时间为40s，以洗净铜章表面可能残留的树脂，再进入热风烘箱进行预烘，预烘温度为83-85℃，预烘时间为15min，完成后再进入光固化烘箱，紫外辐射能流1200mJ/cm2，烘干时间5min，下挂具，完成整个工艺过程。
Claims (9)
1、铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：所述的币、章表面保护工艺为，将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→阴极电泳→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→热风烘干→光固化烘干→下挂具。
2、根据权利要求1所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：将币或章装挂具进入超声波清洗槽，控制超声波槽液的温度为50±5℃，而后进入喷淋槽，通过雾化喷洗清洗表面，再在室温下用电导率小于2μs/cm纯水进行漂洗。
3、根据权利要求1所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：进入阴极电泳槽的槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于5μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量10±1.0％，pH 3.6-4.2，酸度16-22，电导率为250-400μs/cm，槽液温度25±2℃，控制电泳漆膜的厚度在3-4μm，电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水，再在室温下用电导率小于2μs/cm的纯水进行二次逆流漂洗。
4、根据权利要求1所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：进入热风烘箱进行预烘的温度为80±5℃，完成后再进入光固化烘箱，紫外辐射能流1200mJ/cm2。
5、铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：所述的币、章表面保护工艺为，将币或章装挂具→超声波除油→第一次雾化喷洗→漂洗→电解除油→第二次雾化喷洗→第一次逆流漂洗→表面活化→第三次雾化喷洗→第二次逆流漂洗→电解钝化→热风烘干→光固化烘干→下挂具。
6、根据权利要求5所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：在热风烘干→光固化烘干之间还包括以下步骤，第四次雾化喷洗→第三次逆流漂洗→第四次逆流漂洗→阴极电泳→第五次雾化喷洗→第五次逆流漂洗→第六次逆流漂洗。
7、根据权利要求5所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：电解除油的主要技术参数如下：槽液温度45±2℃，电流密度5±2A/dm2，除油液由30-50g/L碳酸钠，20-30g/L磷酸三钠，0.5-1g/L十二烷基硫酸钠，1-2g/L乙二胺四乙酸钠配制而成。
8、根据权利要求5所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：电解钝化的主要技术参数如下：钝化温度35±2℃，电流密度1.5±0.5A/dm2，钝化液由40-50g/L重铬酸钾，6.0-9.0g/L硝酸钾，0.2-0.5g/L磷酸钾配制而成，通电后通过恒电压控制在铜表面形成铬盐钝化膜。
9、根据权利要求5或6所述的铜、铝合金、钢芯镀镍的币或章表面保护工艺，其特征在于：进入阴极电泳槽的槽液用氨基丙烯酸树脂与电导率小于5μs/cm的纯水以1∶5重量百分比配制，控制电泳槽中固体分含量10±1.0％，pH3.6-4.2，酸度16-22，电导率为250-400μs/cm，槽液温度25±2℃，控制电泳漆膜的厚度在3-4μm，电泳后，通过雾化喷洗清洗表面，所用的水为电导率小于2μs/cm的纯水。
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