CN101240423A - 汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺 - Google Patents
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Abstract
汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，包括预处理、表面喷涂、离子清洗、真空镀膜及保护层制备步骤完成，本发明轮毂表面的金属层通过真空镀膜的方法沉积，避免了大量水资源的消耗、大量含重金属废水的产生以及由此产生的额外的成本；其次，除节约大量的贵金属外，由于油漆的流平作用，降低传统工艺的成本，同时简化了工艺，提高了效率，减轻了工人的劳动强度；再次，由于保护层与金属层的制备在同一真空实体中进行，避免了额外的工序，节约了劳动时间，制备的保护膜化学性能稳定，不会由于在高温环境和紫外线照射下变性，保证了轮毂的色泽；采用离子清洗，保证了膜层良好的结合力，大大提高了汽车轮毂的品质。
Description
技术领域
本发明涉及金属及塑料制品表面真空镀膜技术领域，特别是一种汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺。
背景技术
目前，我国已成为汽车生产大国， 2007年上半年，我国生产、销售各类汽车总数分别为445.7万辆和437.4万辆，同比分别增长22.4％和23.3％，国家一年至少需要4.5亿吨原油，其中汽车用油将占国家整个用油量的55％”。目前高中档轮毂的表面处理多采用电镀技术。轮毂电镀不仅存在上述电镀行业共有的弊端，如产生大量的污染物、物料利用率低、水资源和金属资源需求量大且浪费严重而导致的价格昂贵，并且随着污水处理成本和金属市场价格的上涨而更加昂贵外，更主要的是由于汽车轮毂特殊的要求，需要在轮毂表面电镀铬，在轮毂电镀过程中产生大量可致癌的六价铬。国际上绿色贸易壁垒、环境保护要求不断加强，欧盟关于废弃电子电气设备指令WEEE(Waste Electrical andElectronic Equipment)和关于机电产品有毒物质的强制性标准法令RoHS(Restriction of Hazardous Substances)的正式生效，限制或禁止使用含铅、汞、镉、六价铬、多溴二苯醚(PBDE)、多溴联苯(PBB)这6种有害物质的电气电子产品在欧盟生产、销售或进入欧盟。美国环境保护署(EPA)已经明确规定将于2010年全面禁止六价铬的电镀生产。我国的《电子信息产品污染控制管理办法》已经于今年3月1日正式生效，控制六价铬工艺的使用。
实用新型内容
本发明的目的是从产品工艺设计和生产工艺源头减少污染，以跨越国际上绿色贸易壁垒，满足全球市场对汽车轮毂产品的要求，提供一种工序简单、成本低的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，包括预处理、表面喷涂、清洗和镀膜工艺，包括下述步骤：
A.预处理，在超声清洗机中用清洗液和纯净水的混合液(1∶1000)对轮毂表面进行除油及脱模剂清洗；
B.表面喷涂，将经过预处理的汽车轮毂喷底粉；去桔皮；喷介质粉，介质粉的厚度为60～100μm，，固化温度为220～230℃，时间为20min；哄干；
C.离子清洗，将经表面喷涂处理且烘干的轮毂在真空环境下经辉光等离子体清洗，改变喷涂表面微结构；
D.真空镀膜，将经离子清洗的汽车轮毂在真空室体内进行真空镀膜处理，在喷涂表面制备金属或金属化合物镀层；
E.保护层制备，在同一真空室体内，在金属或金属化合物镀层表面连续制备保护层。
所述的表面喷涂工艺方法为静电喷涂。
所述的表面喷涂工艺中喷底粉所使用的涂料成分由聚脂粉50％和环氧树脂50％混合而成。
所述的辉光等离子体通过高压电场放电方式产生，在真空室体内的一对轰击极板或高压棒与室体间加500～2500V电压，电流为0.5～3.5A，产生辉光等离子流。
所述辉光等离子清洗的具体过程为：预抽真空，当室体真空度为3×10-3Pa开始向真空室体通过质量流量计精确充入惰性气体，将室内压强维持在4～5Pa；在稳定的辉光放电的条件下清洗50～500s，将表面喷涂层刻蚀成表面凹凸不平的微结构面，关闭轰击电源。
所述的真空镀膜方法为多弧离子镀膜，具体的步骤为：
预抽真空，当真空度到2×0-2Pa后，充入工作气体，将气压维持在0.1～2Pa，开启电弧离子镀膜电源，电压为20～50V，电流为30～80A，镀膜时间为90S～480S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压150～1000V，室体内的温度为30～200℃。
所述的真空镀膜方法为磁控溅射镀膜，具体步骤为：
预抽真空，当真空度到2×10-2Pa后，充入工作气体，如氩气或氮气，将气压维持在0.8～15Pa，开启磁控溅射镀膜电源，电压为200～800V，电流为20～80A，镀膜时间为90S～480S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压150～1000V，室体内的温度为30～200℃。
所述真空镀膜步骤中靶与基片的距离为50～500mm，沉积厚度为0.5～5μm。
所述的金属或金属化合物镀层和保护膜在同一室体内连续制备完成。
所述的保护层为透明保护层。
本发明轮毂表面的金属层通过真空镀膜的方法沉积，避免了传统电镀过程中大量水资源的消耗、大量含重金属废水的产生以及由此产生的额外的附加成本；其次，该工艺中在表层制备金属铬层时，是以硬度较高且价格较铜、镍等金属较为廉价的油漆为底层，除节约大量的贵金属外，由于油漆的流平作用，可以大大降低传统工艺中需要大量人工打磨的的成本，在降低成本的同时简化了工艺，提高了效率，减轻了工人的劳动强度；再次，由于保护层与金属层的制备在同一真空实体中进行，避免了额外的工序，节约了劳动时间，由于制备的保护膜性能稳定，且质地较硬，属于陶瓷膜，因此化学性能稳定，不会由于在高温环境和紫外线照射下变性，因此保证了轮毂的色泽；由于采用离子清洗的工艺，保证了膜层良好的结合力，大大提高了汽车轮毂的品质。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步详细说明。
实施例1
1、预处理，在超声清洗机中用清洗液和纯净水1∶1000的混合液对轮毂表面进行除油及脱模剂清洗。
2.表面喷涂，将经过预处理的汽车轮毂喷底粉，喷底粉由聚脂粉50％和环氧树脂50％混合；去桔皮；喷介质粉，介质粉的厚度为60m，固化温度为220℃，时间20min；哄干；
3.离子清洗，将经表面喷涂处理且烘干的轮毂在真空环境下经辉光等离子体清洗，改变喷涂表面微结构，辉光等离子体通过高压电场放电方式产生；具体过程为：预抽真空，当室体真空度为3×10-3Pa，开始向真空室体通过质量流量计精确充入惰性气体氮气，将室内压强维持在4Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板或高压棒与室体间加500V电压，电流为0.5A，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗50S，将表面喷涂层刻蚀成表面凹凸不平的微结构面，关闭轰击电源。
4.真空镀膜，将经离子清洗的汽车轮毂在真空室体内进行真空镀膜处理，在喷涂表面制备金属镀层；镀膜方法为多弧离子镀膜，具体的步骤为：
预抽真空，当真空度到2×10-2Pa后，充入工作气体氩气，将气压维持在0.1~2Pa，开启电弧离子镀膜电源，电压为20V，电流为30A，镀膜时间为90S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压150V，室体内的温度为30℃。
5.保护层制备，在同一真空室体内，在金属镀层表面连续制备保护层。
实施例2
1、预处理，在超声清洗机中用清洗液和纯净水1∶1000的混合液对轮毂表面进行除油及脱模剂清洗。
2.表面喷涂，将经过预处理的汽车轮毂喷底粉，喷底粉由聚脂粉50％和环氧树脂50％混合；去桔皮；喷介质粉，介质粉的厚度为60μm，固化温度为220℃，时间20min；哄干；
3.离子清洗，将经表面喷涂处理且烘干的轮毂在真空环境下经辉光等离子体清洗，改变喷涂表面微结构，辉光等离子体通过高压电场放电方式产生；具体过程为：预抽真空，当室体真空度为3×10-3Pa，开始向真空室体通过质量流量计精确充入惰性气体氮气，将室内压强维持在5Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板或高压棒与室体间加2500V电压，电流为3.5A，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗500S，将表面喷涂层刻蚀成表面凹凸不平的微结构面，关闭轰击电源。
4.真空镀膜，将经离子清洗的汽车轮毂在真空室体内进行真空镀膜处理，在喷涂表面制备金属化合物镀层；镀膜方法为多弧离子镀膜，具体的步骤为：
预抽真空，当真空度到2×10-2Pa后，充入工作气体氮气，将气压维持在0.1~2Pa，开启电弧离子镀膜电源，电压为50V，电流为80A，镀膜时间为480S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压1000V，室体内的温度为200℃。
5.保护层制备，在同一真空室体内，在金属镀层表面连续制备保护层。
实施例3
1、预处理，在超声清洗机中用清洗液和纯净水1∶1000的混合液对轮毂表面进行除油及脱模剂清洗。
2.表面喷涂，将经过预处理的汽车轮毂喷底粉，喷底粉由聚脂粉50％和环氧树脂50％混合；去桔皮；喷介质粉，介质粉的厚度为60m，固化温度为220℃，时间20min；哄干；
3.离子清洗，将经表面喷涂处理且烘干的轮毂在真空环境下经辉光等离子体清洗，改变喷涂表面微结构，辉光等离子体通过高压电场放电方式产生；具体过程为：预抽真空，当室体真空度为3×10-3Pa，开始向真空室体通过质量流量计精确充入惰性气体氮气，将室内压强维持在4Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板或高压棒与室体间加500V电压，电流为0.5A，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗50S，将表面喷涂层刻蚀成表面凹凸不平的微结构面，关闭轰击电源。
4.真空镀膜，将经离子清洗的汽车轮毂在真空室体内进行真空镀膜处理，在喷涂表面制备金属镀层；镀膜方法为磁控溅射镀膜，具体步骤为：
预抽真空，当真空度到2×10-2Pa后，充入工作气体氩气，将气压维持在0.8Pa，开启磁控溅射镀膜电源，电压为200V，电流为20A，镀膜时间为90S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压150V，室体内的温度为30℃。
5.保护层制备，在同一真空室体内，在金属镀层表面连续制备保护层。
实施例4
1、预处理，在超声清洗机中用清洗液和纯净水1∶1000的混合液对轮毂表面进行除油及脱模剂清洗。
2.表面喷涂，将经过预处理的汽车轮毂喷底粉，喷底粉由聚脂粉50％和环氧树脂50％混合；去桔皮；喷介质粉，介质粉的厚度为60m，固化温度为220℃，时间20min；哄干；
3.离子清洗，将经表面喷涂处理且烘干的轮毂在真空环境下经辉光等离子体清洗，改变喷涂表面微结构，辉光等离子体通过高压电场放电方式产生；具体过程为：预抽真空，当室体真空度为3×10-3Pa，开始向真空室体通过质量流量计精确充入惰性气体氮气，将室内压强维持在4Pa；开启轰击电源，在真空室体内的一对轰击极板或高压棒与室体间加2500V电压，电流为3.5A，产生辉光等离子流；在稳定的辉光放电的条件下清洗500S，将表面喷涂层刻蚀成表面凹凸不平的微结构面，关闭轰击电源。
4.真空镀膜，将经离子清洗的汽车轮毂在真空室体内进行真空镀膜处理，在喷涂表面制备金属镀层；镀膜方法为磁控溅射镀膜，具体步骤为：
预抽真空，当真空度到2×10-2Pa后，充入工作气体氩气，将气压维持在15Pa，开启磁控溅射镀膜电源，电压为800V，电流为80A，镀膜时间为480S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压1000V，室体内的温度为200℃。
5.保护层制备，在同一真空室体内，在金属镀层表面连续制备保护层。
Claims (10)
1、一种汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，包括预处理、表面喷涂、清洗和镀膜工艺，其特征在于包括下述步骤：
A.预处理，在超声清洗机中用清洗液和纯净水的混合液(1∶1000)对轮毂表面进行除油及脱模剂清洗；
B.表面喷涂，将经过预处理的汽车轮毂喷底粉；去桔皮；喷介质粉，介质粉的厚度为60～100μm，，固化温度为220～230℃，时间为20min；哄干；
C.离子清洗，将经表面喷涂处理且烘干的轮毂在真空环境下经辉光等离子体清洗，改变喷涂表面微结构；
D.真空镀膜，将经离子清洗的汽车轮毂在真空室体内进行真空镀膜处理，在喷涂表面制备金属或金属化合物镀层；
E.保护层制备，在同一真空室体内，在金属或金属化合物镀层表面连续制备保护层。
2.根据权利要求1所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的表面喷涂工艺方法为静电喷涂。
3.根据权利要求1或2所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的表面喷涂工艺中喷底粉所使用的涂料成分由聚脂粉50％和环氧树脂50％混合而成。
4.根据权利要求1所述汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的辉光等离子体通过高压电场放电方式产生，在真空室体内的一对轰击极板或高压棒与室体间加500～2500V电压，电流为0.5～3.5A，产生辉光等离子流。
5.根据权利要求1所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述辉光等离子清洗的具体过程为：预抽真空，当室体真空度为3×10-3Pa，开始向真空室体通过质量流量计精确充入惰性气体，将室内压强维持在4～5Pa；在稳定的辉光放电的条件下清洗50～500s，将表面喷涂层刻蚀成表面凹凸不平的微结构面，关闭轰击电源。
6.根据权利要求1所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的真空镀膜方法为多弧离子镀膜，具体的步骤为：
预抽真空，当真空度到2×0-2Pa后，充入工作气体，将气压维持在0.1～2Pa，开启电弧离子镀膜电源，电压为20～50V，电流为30～80A，镀膜时间为90S～480S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压150～1000V，室体内的温度为30～300℃。
7.根据权利要求1所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的真空镀膜方法为磁控溅射镀膜，具体步骤为：
预抽真空，当真空度到2×10-2Pa后，充入工作气体，如氩气或氮气，将气压维持在0.8～15Pa，开启磁控溅射镀膜电源，电压为200～800V，电流为20～80A，镀膜时间为90S～480S，镀膜过程中，在工件和室体间加负偏压150～1000V，室体内的温度为30～200℃。
8.根据权利要求1或6或7所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述真空镀膜步骤中靶与基片的距离为50～500mm，沉积厚度为0.5～5μm。
9.根据权利要求1所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的金属或金属化合物镀层和保护膜在同一室体内连续制备完成。
10.根据权利要求1所述的汽车轮毂表面真空镀膜处理工艺，其特征在于所述的保护层为透明保护层。
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