CN107737704A - 金属件及其表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属件及其表面处理方法，其中，在金属件的表面设置有均匀分布的微孔，在微孔内填充有含氟高分子材料；其中，微孔的平均直径范围为0.01‑20μm。利用上述发明能够增强含氟高分子抗粘涂液与金属件之间的结合强度，提高金属表面的耐高温耐腐蚀超疏水性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，更为具体地，涉及一种金属件及其表面处理方法。
背景技术
涂层是指附着在某一基体材料上起某种特殊作用，且与基体材料具有一定结合强度的薄层材料。它能够克服基体材料的某种缺陷，改善其表面特性，如光学特性、电学热性、耐侵蚀及腐蚀、耐磨损和提高机械强度等。
目前，将特氟龙悬浊液均匀涂抹在金属表面上，在一定的温度时间下可以固化成特氟龙涂层，特氟龙涂层具有耐高温耐腐蚀超疏水的特性。但是现有特氟龙涂层与金属基体之间的结合力不强，例如，在金属模具使用过程中容易出现特氟龙涂层剥落的情况，在脱模的过程中容易粘料，造成产品不良率提升，模具清理难度增加等问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种金属件及其表面处理方法，以解决目前特氟龙涂层与金属基体之间的结合力不强，容易导致特氟龙涂层脱落，影响模具使用或者产品性能等问题。
本发明提供一种金属件，在金属件的表面设置有均匀分布的微孔，在微孔内填充有含氟高分子材料；其中，微孔的平均直径范围为0.01-20μm。
此外，优选的方案是，含氟高分子材料包括四氟乙烯聚合物、偏氟乙烯聚合物或者三氟氯乙烯聚合物。
此外，优选的方案是，微孔的平均直径范围为0.5-15μm。
本发明还提供一种金属表面处理方法，包括：在金属件表面设置均匀分布的微孔；将含氟高分子抗粘涂液均匀涂抹或者浸涂在金属件的表面，并使含氟高分子抗粘涂液填充至微孔内；将涂有含氟高分子抗粘涂液的金属件置于烘干箱内进行固化处理，其中，烘干温度为100-300℃，保温时间为0.1-6h。
此外，优选的方案是，含氟高分子抗粘涂液为四氟乙烯聚合物、偏氟乙烯聚合物或者三氟氯乙烯聚合物。
此外，优选的方案是，含氟高分子抗粘涂液中含氟高分子溶质的直径范围为0.5-10μm，浓度范围为10％-90％，溶剂为有机溶剂。
此外，优选的方案是，含氟高分子抗粘涂液中含氟高分子溶质的直径范围为0.5-6μm，浓度为10-60％，金属件涂抹含氟高分子抗粘涂液后，置于烘干箱内进行固化处理；其中，烘干温度为150-250℃，保温时间为30min-120min。
此外，优选的方案是，在金属件表面设置微孔前，先对金属件的表面进行清洗；其中，清洗包括对金属件进行碱洗和/或酸洗和/或丙酮清洗。
此外，优选的方案是，金属件包括铝合金件、钛合金件、模具钢件、高速钢件、不锈钢件或者透气钢件。
此外，优选的方案是，位于金属件表面的90％以上的微孔的直径范围为0.5-15μm；微孔通过激光或者化学蚀刻设置在金属件的表面。
利用上述金属件及其表面处理方法，在金属件表面设置均匀分布的微孔，将含氟高分子抗粘涂液均匀涂抹或者浸涂在金属件的表面，并使含氟高分子抗粘涂液填充至微孔内，通过微孔增加含氟高分子抗粘涂液与金属件之间的结合强度，提高金属件的耐高温耐腐蚀及超疏水性能。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的金属表面处理方法流程。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
本发明提供一种金属件，在金属件的表面设置有均匀分布的微孔，在微孔内填充有含氟高分子材料；其中，微孔的平均直径范围为0.01-20μm，通过微孔提高金属件与含氟高分子材料之间的结合强度，以达到提高金属件耐高温耐腐蚀及超疏水的性能。
具体地，含氟高分子材料可以为四氟乙烯聚合物、偏氟乙烯聚合物或者三氟氯乙烯聚合物等含氟高分子材料。
优选的，微孔的平均直径范围为0.5-15μm。
为详细描述本发明的金属表面处理方法，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
图1示出了根据本发明实施例的金属表面处理方法。
如图1所示，本发明实施例的金属表面处理方法包括：
S110：在金属件表面设置均匀分布的微孔。
S120：将含氟高分子抗粘涂液均匀涂抹或者浸涂在金属件的表面，并使含氟高分子抗粘涂液填充至微孔内。
S130：将涂有含氟高分子抗粘涂液的金属件置于烘干箱内进行固化处理，其中，烘干温度为100-300℃，保温时间为0.1-6h。
具体地，含氟高分子抗粘涂液可以选用四氟乙烯聚合物、偏氟乙烯聚合物或者三氟氯乙烯聚合物等。含氟高分子抗粘涂液中含氟高分子溶质的直径范围为0.5-10μm，浓度范围为10％-90％，溶剂为有机溶剂。
优选地，含氟高分子抗粘涂液中含氟高分子溶质的直径范围为0.5-6μm，浓度为10-60％，金属件涂抹含氟高分子抗粘涂液后，置于烘干箱内进行固化处理；其中，烘干温度为150-250℃，保温时间为30min-120min。。
在本发明的一个具体实施方式中，在金属件表面设置微孔之前，还可以先对金属件的表面进行清洗处理；其中，清洗包括对金属件进行碱洗(过碱去油后通过清水清洗)和/或酸洗(过酸表面清洁化处理后通过清水清洗)和/或丙酮清洗等。
可知，在对不同金属件或者不同清洁程度的金属件进行清洗处理时，可以选用碱洗、酸洗或者丙酮清洗中的一种或者多种，此外也可以采用其他的清洁方式，以提高后续对金属件的处理质量。
其中，本发明的金属表面处理方法可适用的金属件包括铝合金件、钛合金件、模具钢件、高速钢件、不锈钢件、透气钢件等多种金属件，并不限于所列出的以上几种金属材料。
在本发明的另一具体实施方式中，位于金属件表面的90％以上的微孔的直径范围为0.5-15μm。具体地，微孔的直径范围可以为2-15μm；或者，微孔的直径范围为2-10μm等。
其中，微孔可以采用激光或者化学蚀刻等方式设置在金属件的表面；优选的，可通过纳米蚀刻在金属件的表面设置均匀分布的微孔。
利用本发明的金属表面处理方法对注塑模模具表面进行耐高温耐腐蚀超疏水处理的过程包括以下步骤：
步骤一：选用合适型号的模具钢加工成需要的注塑模具结构，并对注塑模具表面进行清洗，其中，清洗过程包括依次进行的碱洗、酸洗和丙酮清洗。
步骤二：在注塑模具型腔内采用激光或者化学蚀刻等方式设置均匀分布的微孔，并确保90％以上的微孔的直径范围在0.5-15μm。
步骤三：将直径为0.5-10μm的含氟高分子溶质，配置成浓度为10％-90％的含氟高分子抗粘涂液，并将含氟高分子抗粘涂液均匀的涂抹或者浸涂在注塑模具型腔内。
步骤四：将涂有含氟高分子抗粘涂液的注塑模具置于烘干箱内烘干，烘干温度为200℃，保温时间为2h，然后取出注塑模具进行自然冷却。
通过上述方法处理后的金属(样品)滴水角≥130°，震动耐磨实验300min后滴水角≥125°，较之前的耐腐蚀超疏水镀层滴水角≥100°高出30°，震动耐磨实验30min后滴水角≤80°，结合力较大提高。金属表面喷涂PH＝1-2的强酸，300℃保持48小时，然后清洗干净，震动耐磨300min后，测试滴水角≥120°，较大提高了金属表面的耐酸腐蚀性能。
通过上述描述可知，本发明提供的金属件及金属表面处理方法，能够提高抗粘涂层与金属件之间的结合强度，克服涂层脱落的问题；此外，采用该方法处理后的金属样品，模具表面具有耐高温、耐腐蚀、超疏水的特性，可以利用在金属注塑模具上。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的金属件及其表面处理方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的金属件及其表面处理方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (10)
1.一种金属件，其特征在于，在所述金属件的表面设置有均匀分布的微孔，在所述微孔内填充有含氟高分子材料；其中，
所述微孔的平均直径范围为0.01-20μm。
2.如权利要求1所述的金属件，其特征在于，
所述含氟高分子材料包括四氟乙烯聚合物、偏氟乙烯聚合物或者三氟氯乙烯聚合物。
3.如权利要求1所述的金属件，其特征在于，
所述微孔的平均直径范围为0.5-15μm。
4.一种金属表面处理方法，其特征在于，
在金属件表面设置均匀分布的微孔；
将含氟高分子抗粘涂液均匀涂抹或者浸涂在所述金属件的表面，并使所述含氟高分子抗粘涂液填充至所述微孔内；
将涂有所述含氟高分子抗粘涂液的金属件置于烘干箱内进行固化处理，其中，烘干温度为100-300℃，保温时间为0.1-6h。
5.如权利要求4所述的金属表面处理方法，其特征在于，
所述含氟高分子抗粘涂液为四氟乙烯聚合物、偏氟乙烯聚合物或者三氟氯乙烯聚合物。
6.如权利要求4所述的金属表面处理方法，其特征在于，
所述含氟高分子抗粘涂液中含氟高分子溶质的直径范围为0.5-10μm，浓度范围为10％-90％，溶剂为有机溶剂。
7.如权利要求6所述的金属表面处理方法，其特征在于，
所述含氟高分子抗粘涂液中含氟高分子溶质的直径范围为0.5-6μm，浓度为10-60％，所述金属件涂抹所述含氟高分子抗粘涂液后，置于烘干箱内进行固化处理；其中，烘干温度为150-250℃，保温时间为30min-120min。
8.如权利要求4所述的金属表面处理方法，其特征在于，在所述金属件表面设置微孔前，先对所述金属件的表面进行清洗；其中，
所述清洗包括对所述金属件进行碱洗和/或酸洗和/或丙酮清洗。
9.如权利要求4所述的金属表面处理方法，其特征在于，
所述金属件包括铝合金件、钛合金件、模具钢件、高速钢件、不锈钢件或者透气钢件。
10.如权利要求4所述的金属表面处理方法，其特征在于，
位于所述金属件表面的90％以上的微孔的直径范围为0.5-15μm；
所述微孔通过激光或者化学蚀刻设置在所述金属件的表面。
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