CN107779932B - 一种汽车加工模具电泳防护工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车加工模具电泳防护工艺，包括(1)除锈处理；(2)除油处理；(3)水洗处理；(4)硅烷处理：(5)出槽清洗；(6)电泳涂装；(7)二次水洗；(8)涂膜烘干等步骤。本发明通过对电泳涂装工艺一系列参数的设置，使得汽车加工模具的死角也可形成完全均匀的电泳保护膜；本发明所得到的电泳防护膜，膜层质量好、致密性和硬度高、外观平整光亮，耐磨、耐蚀性优，能对汽车加工模具起到良好的防护作用，有效提高模具的使用寿命，降低修模频率，降低生产成本；本发明生产性高，生产时间缩短，电泳可连续作业，易于大量及自动化生产。

Description

一种汽车加工模具电泳防护工艺
技术领域
本发明属于汽车加工模具技术领域，具体地，涉及一种汽车加工模具电泳防护工艺。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，对汽车模具的精度、寿命等要求越来越高。新车型研发需求不断增加，每开发一款新车型，大约80％模具需新开发，在新车型开发费用中，约60％用于车身和冲压工艺及装备的开发。其中汽车模具生产工艺要求、技术含量高，导致高的生产成本，因此要求汽车模具有尽可能高的使用寿命。在未经表面处理的汽车模具投入生产后，模具表面极易拉伤，需反复修模，既增加维修保养工作量，影响生产进程，又由于表面粗糙度、精度等降低，影响产品质量，因此必须通过汽车模具表面改质处理的方法提高汽车模具的使用寿命。目前汽车模具的表面改质处理方法主要有表面淬火、渗氮、电镀、TD处理等。作为传统表面处理的淬火、渗氮工艺，虽成本较低，能一定程度上提高模具的耐磨性，但对材质要求高，易引起热变形；电镀处理的方法耐磨性较好，镀层较均匀，但施工复杂、不易修模，电镀铬会造成环境污染；TD处理为热扩散法碳化物覆层处理，是一种通过高温扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的金属碳化物覆层，该覆层具有极高的硬度，且与母体材料冶金结合，TD处理后模具表面硬度高、耐磨性好，但其对模具设计、模具材质要求高，处理成本高，且易引起热变形,不易修模。
电泳涂装(electro-coating)是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，形成的涂膜对基材具有良好的防护作用，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。目前采用的电泳涂装工艺比较复杂，也没有统一的规范，没有统一标准，造成涂装质量参差不齐，很多重复工序也使得生产效率底下，加大了工人的劳动负担，同时使得产品的市场竞争力不高。对于一些刚入行的操作者来说，没有一个明确的方法工艺，造成操作的时候经常发生错漏，甚至可能造成严重的后果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车加工模具电泳防护工艺，利用本方法克服了传统模具表面处理方法的缺陷，经本方法处理汽车模具表面硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能优异，有效提高模具的使用寿命，降低修模频率，降低生产成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种汽车加工模具电泳防护工艺，包括如下步骤：
(1)除锈处理：采用喷砂除锈方法，将石英砂置于吸入式干喷砂机中，控制压缩空气压力为0.6-0.8MPa、喷嘴与模具表面之间的距离为10-30cm，喷射10-15min，达到要求清洁度；
(2)除油处理：将除锈过的模具置于除油液中，超声清洗8-10min后捞出；
(3)水洗处理：先用常温自来水冲洗模具1-2min，再继续用70-80℃的热水高压喷淋3-5min；
(4)硅烷处理：用3％的双氧水对硅烷槽液进行杀菌处理后，将水洗完成的模具浸入硅烷槽液，浸渍处理3-5min；
(5)出槽清洗：将模具从硅烷槽中取出，用70-80℃的热水高压喷淋3-5min后置于新鲜纯水中浸泡20-25min；
(6)电泳涂装：用3％的双氧水对电泳槽液进行杀菌处理后，将模具浸渍于电泳涂料槽中，对模具采用阳极电泳涂装操作，将涂料电泳涂装在模具表面；
(7)水洗：将电泳完成的模具先用新鲜纯水喷淋冲洗3-5min，再用新鲜纯水浸渍清洗2-3min后切水操作1-2min；
(8)涂膜烘干：采用热风循环方式，温度控制在170-180℃烘干处理25-30min，然后进行常温冷却。
所述步骤(1)中要求清洁度为达到Sa2.5级。
所述步骤(3)中高压冲洗的压力为0.5-1MPa。
所述步骤(4)中硅烷槽液温度为25-40℃。
所述步骤(4)所形成的硅烷膜的厚度为0.05-0.1um。
所述步骤(5)和步骤(7)中新鲜纯水的电导率小于5us/cm。
所述步骤(6)中电泳过程中，电泳电压25-30V，电泳时间为1.5-2min，电导率为600-1000us/cm。
所述步骤(6)中槽液温度为25-30℃，槽液pH值控制在7-8，槽液的循环次数为4-5次/h。
所述步骤(6)中电泳涂料采用丙烯酸阳极电泳涂料，电泳涂料的粒径为5-10um，电泳涂膜的厚度为10-15um。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过对电泳涂装工艺一系列参数的设置，使得汽车加工模具的死角也可形成完全均匀的电泳保护膜；
(2)本发明采用硅烷工艺对模具进行前处理，硅烷工艺较磷化工艺更加环保、经济，表现为具有如下优点：常温处理，能耗低；不含镍等有害重金属；固废少，产渣量约为0.1g/m2；得到的硅烷膜与电泳涂料配套性好，机械性能、防腐性良好；
(3)本发明所得到的电泳防护膜，膜层质量好、致密性和硬度高、外观平整光亮，耐磨、耐蚀性优，能对汽车加工模具起到良好的防护作用，有效提高模具的使用寿命，降低修模频率，降低生产成本；
(4)本发明生产性高，生产时间缩短，电泳可连续作业，易于大量及自动化生产。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种汽车加工模具电泳防护工艺，包括如下步骤：
(1)除锈处理：采用喷砂除锈方法，将石英砂置于吸入式干喷砂机中，控制压缩空气压力为0.6-0.8MPa、喷嘴与模具表面之间的距离为10-30cm，喷射10-15min，达到要求清洁度；
(2)除油处理：将除锈过的模具置于除油液中，超声清洗8-10min后捞出；
(3)水洗处理：先用常温自来水冲洗模具1-2min，再继续用70-80℃的热水高压喷淋3-5min；
(4)硅烷处理：用3％的双氧水对硅烷槽液进行杀菌处理后，将水洗完成的模具浸入硅烷槽液，浸渍处理3-5min；
(5)出槽清洗：将模具从硅烷槽中取出，用70-80℃的热水高压喷淋3-5min后置于新鲜纯水中浸泡20-25min；
(6)电泳涂装：用3％的双氧水对电泳槽液进行杀菌处理后，将模具浸渍于电泳涂料槽中，对模具采用阳极电泳涂装操作，将涂料电泳涂装在模具表面；
(7)水洗：将电泳完成的模具先用新鲜纯水喷淋冲洗3-5min，再用新鲜纯水浸渍清洗2-3min后切水操作1-2min；
(8)涂膜烘干：采用热风循环方式，温度控制在170-180℃烘干处理25-30min，然后进行常温冷却。
所述步骤(1)中要求清洁度为达到Sa2.5级。
所述步骤(2)中除油液包括磷酸钠、柠檬酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、金属螯合剂、松香酸聚氧乙烯酯成分；除油液强力渗透乳化，去污速度快；含独特的锈抑制剂，兼具短期防锈；不燃不爆；呈弱碱性，不腐蚀机器和设备，相比于传统的使用碱和酸对模具表面进行除油的方式，可轻易去除各种物质表面的润滑油脂、碳剂、霉斑等，使用安全、简便、经济、效果显著。
所述步骤(3)中高压冲洗的压力为0.5-1MPa。
所述步骤(4)中槽液温度为25-40℃；硅烷槽液包括如下重量份原料：乙醇4-8份、水性环氧树脂3-6份、硅烷偶联剂1-2份、纳米氧化铁0.5-1份、纳米二氧化锆0.5-1份、硫酸铜0.5-1份；步骤(4)所形成的硅烷膜的厚度为0.05-0.1um；采用硅烷前处理，硅烷工艺较磷化工艺更加环保、经济，表现为具有如下优点：常温处理，能耗低；不含镍等有害重金属；固废少，产渣量约为0.1g/m2；得到的硅烷膜与电泳涂料配套性好，机械性能、防腐性良好；硅烷槽液中指定量的纳米二氧化锆，能有效提升硅烷膜的质量；硅烷槽液还添加了纳米氧化铁，该物质能够提升硅烷膜层的附着能力，从而提高硅烷膜的耐蚀性。
所述步骤(5)和步骤(7)中新鲜纯水的电导率小于5us/cm。
所述步骤(6)中电泳过程中，电泳电压25-30V，电泳时间为1.5-2min，电导率为600-1000us/cm，槽液温度为25-30℃，槽液pH值控制在7-8，槽液的循环次数为4-5次/h；电泳涂料采用丙烯酸阳极电泳涂料，电泳涂料的粒径为5-10um；电泳涂膜的厚度为10-15um；丙烯酸阳极电泳涂料黏稠透明，易溶于水，漆膜质量好、致密性和硬度高、外观平整光亮。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)除锈处理：采用喷砂除锈方法，将石英砂置于吸入式干喷砂机中，控制压缩空气压力为0.6-0.8MPa、喷嘴与模具表面之间的距离为10-30cm，喷射10-15min，达到要求清洁度；
(2)除油处理：将除锈过的模具置于除油液中，超声清洗8-10min后捞出；
(3)水洗处理：先用常温自来水冲洗模具1-2min，再继续用70-80℃的热水高压喷淋3-5min；
(4)硅烷处理：用3％的双氧水对硅烷槽液进行杀菌处理后，将水洗完成的模具浸入硅烷槽液，浸渍处理3-5min；
所述硅烷槽液温度为25-40℃；
所述硅烷槽液包括如下重量份原料：乙醇4-8份、水性环氧树脂3-6份、硅烷偶联剂1-2份、纳米氧化铁0.5-1份、纳米二氧化锆0.5-1份、硫酸铜0.5-1份；
(5)出槽清洗：将模具从硅烷槽中取出，用70-80℃的热水高压喷淋3-5min后置于新鲜纯水中浸泡20-25min；
(6)电泳涂装：用3％的双氧水对电泳槽液进行杀菌处理后，将模具浸渍于电泳涂料槽中，对模具采用阳极电泳涂装操作，将涂料电泳涂装在模具表面；
(7)二次水洗：将电泳完成的模具先用新鲜纯水喷淋冲洗3-5min，再用新鲜纯水浸渍清洗2-3min后切水操作1-2min；
(8)涂膜烘干：采用热风循环方式，温度控制在170-180℃烘干处理25-30min，然后进行常温冷却。
2.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(1)中要求清洁度为达到Sa2.5级。
3.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(3)中高压冲洗的压力为0.5-1MPa。
4.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(4)所形成的硅烷膜的厚度为0.05-0.1um。
5.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(5)和步骤(7)中新鲜纯水的电导率小于5us/cm。
6.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(6)中电泳过程中，电泳电压25-30V，电泳时间为1.5-2min，电导率为600-1000us/cm。
7.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(6)中槽液温度为25-30℃，槽液pH值控制在7-8，槽液的循环次数为4-5次/h。
8.根据权利要求1所述的一种汽车加工模具电泳防护工艺，其特征在于，所述步骤(6)中电泳涂料采用丙烯酸阳极电泳涂料，电泳涂料的粒径为5-10um，电泳涂膜的厚度为10-15um。
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