CN108745826A - 镁及镁合金轮毂涂装工艺 - Google Patents

镁及镁合金轮毂涂装工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镁及镁合金轮毂涂装工艺，包括：涂装面漆，所述面漆包含以下组分：聚三氟乙烯树脂以及粒径为50～100nm的纳米氧化硅，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为1～3％。本发明采取上述技术方案以后，获得的镁合金表面涂层附着力强，耐腐蚀性强，涂层硬度高，且具有一定不粘及抗冲击性。

Description

镁及镁合金轮毂涂装工艺
技术领域
本发明涉及涂装工艺。更具体地说，本发明涉及一种镁及镁合金轮毂涂装工艺。
背景技术
镁合金材料因重量轻特别适合用于航天、航空及各种车辆，为减轻重量，增加产品抗腐蚀性能，近几年在军工领域应用日趋扩大。目前，常规的镁及镁合金涂装方法为表面喷涂法，其缺点是表面硬度低(铅笔硬度B级)。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的一个目的是通过镁及镁合金轮毂涂装工艺，得到硬度高(3-4H)附着力强且抗冲击涂层。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了镁及镁合金轮毂涂装工艺，包括：
涂装面漆，所述面漆包含以下组分：聚三氟乙烯树脂以及粒径为50～100nm的纳米氧化硅，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为1～3％。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为2％。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述涂装面漆时，喷涂得到厚度为20～30μm的面漆涂层，在230～270℃下烘干0.5～1.5小时。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述涂装面漆时，在260℃下烘干1小时。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述面漆包含按重量份数计的以下组分：聚三氟乙烯树脂30～40份，环氧树脂20～25份，流平剂1～2份，消泡剂0.5～1份，颜料2～5份，溶剂60～70份。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，在所述涂装面漆步骤之前，还包括以下步骤：
步骤一、喷砂：采用200目玻璃丸，于0.4-0.8MP压力下喷砂；
步骤二、微弧氧化：在电解液中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为10～20g/L，硅酸钠浓度为20～30g/L，氢氧化钠浓度为15～25g/L，温度20～25℃，电流5～25A/dm2，电压150～300V，时间30～60min；
步骤三、涂装底漆：采用环氧底漆，喷涂得到厚度为20～30μm的底漆涂层，在温度150～180℃下烘干，烘干时间1～2小时；
步骤四、涂装色漆：采用环氧色漆，喷涂得到厚度为30～50μm的色漆涂层，在150～180℃烘干1～2小时。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述步骤二中，所述微弧氧化制备得到的膜层厚度为30μm。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述步骤三中，烘干之后，用1000～2000目砂纸打磨。
优选的是，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述步骤二中，在进行微弧氧化的过程中，同时对所述电解液进行超声波处理，所采用的超声波的频率为20kHz，从所述微弧氧化的开始时刻起，每间隔10min向所述电解液施加一次超声波，每次施加超声波的时间为10s，之后停止施加超声波，重复进行，直至所述微弧氧化结束；并且在所述微弧氧化的过程结束后，立刻将电解液的温度在10s内由20～25℃调节为2℃，在2℃下维持1min，之后再将所述电解液的温度在10s内恢复至所述微弧氧化过程所采取的温度。
本发明至少包括以下有益效果：本发明采取上述技术方案以后，获得的镁合金表面涂层附着力强(百格试验为0级)，耐腐蚀性强(盐雾超1000小时)，涂层硬度高(铅笔硬度达3-4H)，且具有一定不粘及抗冲击性。本发明的技术方案解决了常规涂层表面硬度低的缺陷，适用于镁合金轮毂及其他镁合金汽车零件。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中镁及镁合金轮毂涂装工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供了镁及镁合金轮毂涂装工艺，包括：涂装面漆，所述面漆包含以下组分：聚三氟乙烯树脂以及粒径为50～100nm的纳米氧化硅，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为1～3％。
本发明将聚三氟乙烯树脂与纳米氧化硅混合使用，具有固化时间短、耐高温、耐腐蚀的特点，涂有该涂料的汽车镁合金轮毂能够防尘、防水、耐磨损，从而达到保持汽车轮毂清洁度的功效。
本发明采取上述技术方案以后，获得的镁合金表面涂层附着力强(百格试验为0级)，耐腐蚀性强(盐雾超1000小时)，涂层硬度高(铅笔硬度达3-4H)，且具有一定不粘及抗冲击性。本发明的技术方案解决了常规涂层表面硬度低的缺陷，适用于镁合金轮毂及其他镁合金汽车零件。
本发明的技术方案解决了常规涂层表面硬度低的缺陷，适用于镁合金轮毂及其他镁合金汽车零件。该方法可广泛用于汽车、航天、航空、光电仪器等镁及镁合金的表面防腐，具有很好的推广应用价值。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为2％。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述涂装面漆时，喷涂得到厚度为20～30μm的面漆涂层，在230～270℃下烘干0.5～1.5小时。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述涂装面漆时，在260℃下烘干1小时。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述面漆包含按重量份数计的以下组分：聚三氟乙烯树脂30～40份，环氧树脂20～25份，流平剂1～2份，消泡剂0.5～1份，颜料2～5份，溶剂60～70份。
图1示出了根据本发明的一种实现形式，示出了镁及镁合金轮毂涂装工艺。在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，在所述涂装面漆步骤之前，还包括以下步骤：
步骤一、喷砂：采用200目玻璃丸，于0.4～0.8MP压力下喷砂。要求喷砂均匀，专砂专用(不能与喷其他材料的砂混用)。
步骤二、微弧氧化：在电解液中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为10～20g/L，硅酸钠浓度为20～30g/L，氢氧化钠浓度为15～25g/L，温度20～25℃，电流5～25A/dm2，电压150～300V，时间30～60min。
步骤三、涂装底漆：采用环氧底漆，喷涂得到厚度为20～30μm的底漆涂层(该厚度可有效提高附着力)，在温度150～180℃下烘干，烘干时间1～2小时；
步骤四、涂装色漆：采用环氧色漆，喷涂得到厚度为30～50μm的色漆涂层，在150～180℃烘干1～2小时。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述步骤二中，所述微弧氧化制备得到的膜层厚度为30μm。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述步骤三中，烘干之后，用1000～2000目砂纸打磨。
在一个优选的实施例中，所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺中，所述步骤二中，在进行微弧氧化的过程中，同时对所述电解液进行超声波处理，所采用的超声波的频率为20kHz，从所述微弧氧化的开始时刻起，每间隔10min向所述电解液施加一次超声波，每次施加超声波的时间为10s，之后停止施加超声波，重复进行，直至所述微弧氧化结束；并且在所述微弧氧化的过程结束后，立刻将电解液的温度在10s内由20～25℃调节为2℃，在2℃下维持1min，之后再将所述电解液的温度在10s内恢复至所述微弧氧化过程所采取的温度。
本发明在微弧氧化过程中间隔施加超声波，每次施加超声波的时间持续很短，可以促使金属氧化膜在待处理构件表面的形成，提高所呈膜层结构上的致密性。此外，当微弧氧化结束后，在结束时刻，立刻将电解液的温度调节至2℃，并在该温度下维持1min，使得构件表面的膜层与构件主体的结合更紧密，最终有助于提高镁合金构件表面涂层的附着力、硬度以及耐腐蚀性。
为进一步说明本发明的技术效果，现提供以下实施例。
实施例一
本实施例的镁及镁合金轮毂涂装工艺包括喷砂、微弧氧化、涂装底漆、涂装色漆、涂装面漆。所用设备：喷砂机、整流电源、微弧氧化槽、电极板、水洗槽、喷漆设备、胶体磨。
具体步骤为：
1.取镁合金AZ31管材20厘米，用200目玻璃丸喷砂，于0.4MP压力下喷砂。
2.喷砂后置于微弧氧化槽中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为15g/L，硅酸钠浓度为25g/L，氢氧化钠浓度为20g/L，温度20℃，电流5A/dm2，电压150V，时间60min，制得30μm厚膜层。水洗、烘干。
3.喷底漆，采用红色环氧底漆，膜厚20μm，然后烘干，温度150℃，烘干1小时，彻底干燥后用1000目砂纸打磨，将清理表面清理干净。
4.喷色漆，采用环氧金属色漆，喷涂30μm厚，于150℃烘干1小时。
5.喷面漆，将500g改性聚三氟乙烯加入胶体磨，开机研磨，缓慢加入纳米级二氧化硅10克，然后依次缓慢加入环氧树脂、流平剂、消泡剂、颜料以及溶剂；上述组分按照重量配比份是聚三氟乙烯树脂30份，环氧树脂20份，流平剂1份，消泡剂0.5份，颜料2份，溶剂60份。研磨至完全均匀。喷涂20μm，于260℃烘干1小时。
实施例二
1.取镁合金AZ31管材20厘米，用200目玻璃丸喷砂，于0.8MP压力下喷砂。
2.喷砂后置于微弧氧化槽中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为15g/L，硅酸钠浓度为25g/L，氢氧化钠浓度为20g/L，温度20℃，电流25A/dm2，电压300V，时间30min，制得30μm厚膜层。水洗、烘干。
3.喷底漆，采用红色环氧底漆，膜厚30μm，然后烘干，温度180℃，烘干2小时，彻底干燥后用1000目砂纸打磨，将清理表面清理干净。
4.喷色漆，采用环氧金属色漆，喷涂50μm厚，于180℃烘干2小时。
5.喷面漆，将500g改性聚三氟乙烯加入胶体磨，开机研磨，缓慢加入纳米级二氧化硅10克，然后依次缓慢加入环氧树脂、流平剂、消泡剂、颜料以及溶剂；上述组分按照重量配比份是聚三氟乙烯树脂40份，环氧树脂25份，流平剂2份，消泡剂1份，颜料5份，溶剂70份。研磨至完全均匀。喷涂20μm，于260℃烘干1小时。
实施例三
1.取镁合金AZ31管材20厘米，用200目玻璃丸喷砂，于0.8MP压力下喷砂。
2.喷砂后置于微弧氧化槽中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为10g/L，硅酸钠浓度为20g/L，氢氧化钠浓度为15g/L，温度20℃，电流25A/dm2，电压300V，时间30min，制得30μm厚膜层。水洗、烘干。
3.喷底漆，采用红色环氧底漆，膜厚30μm，然后烘干，温度180℃，烘干2小时，彻底干燥后用1000目砂纸打磨，将清理表面清理干净。
4.喷色漆，采用环氧金属色漆，喷涂50μm厚，于180℃烘干2小时。
5.喷面漆，将500g改性聚三氟乙烯加入胶体磨，开机研磨，缓慢加入纳米级二氧化硅5克，然后依次缓慢加入环氧树脂、流平剂、消泡剂、颜料以及溶剂；上述组分按照重量配比份是聚三氟乙烯树脂40份，环氧树脂25份，流平剂2份，消泡剂1份，颜料5份，溶剂70份。研磨至完全均匀。喷涂20μm，于270℃烘干0.5小时。
实施例四
1.取镁合金AZ31管材20厘米，用200目玻璃丸喷砂，于0.8MP压力下喷砂。
2.喷砂后置于微弧氧化槽中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为20g/L，硅酸钠浓度为30g/L，氢氧化钠浓度为25g/L，温度20℃，电流25A/dm2，电压300V，时间30min，制得30μm厚膜层。水洗、烘干。
3.喷底漆，采用红色环氧底漆，膜厚30μm，然后烘干，温度180℃，烘干2小时，彻底干燥后用1000目砂纸打磨，将清理表面清理干净。
4.喷色漆，采用环氧金属色漆，喷涂50μm厚，于180℃烘干2小时。
5.喷面漆，将500g改性聚三氟乙烯加入胶体磨，开机研磨，缓慢加入纳米级二氧化硅15克，然后依次缓慢加入环氧树脂、流平剂、消泡剂、颜料以及溶剂；上述组分按照重量配比份是聚三氟乙烯树脂40份，环氧树脂25份，流平剂2份，消泡剂1份，颜料5份，溶剂70份。研磨至完全均匀。喷涂20μm，于270℃烘干0.5小时。
实施例五
1.取镁合金AZ31管材20厘米，用200目玻璃丸喷砂，于0.4MP压力下喷砂。
2.喷砂后置于微弧氧化槽中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为15g/L，硅酸钠浓度为25g/L，氢氧化钠浓度为20g/L，温度20℃，电流5A/dm2，电压150V，时间60min，制得30μm厚膜层。水洗、烘干。在进行微弧氧化的过程中，同时对所述电解液进行超声波处理，所采用的超声波的频率为20kHz，从所述微弧氧化的开始时刻起，每间隔10min向所述电解液施加一次超声波，每次施加超声波的时间为10s，之后停止施加超声波，重复进行，直至所述微弧氧化结束；并且在所述微弧氧化的过程结束后，立刻将电解液的温度在10s内由20℃调节为2℃，在2℃下维持1min，之后再将所述电解液的温度在10s内恢复至所述微弧氧化过程所采取的温度。
3.喷底漆，采用红色环氧底漆，膜厚20μm，然后烘干，温度150℃，烘干1小时，彻底干燥后用1000目砂纸打磨，将清理表面清理干净。
4.喷色漆，采用环氧金属色漆，喷涂30μm厚，于150℃烘干1小时。
5.喷面漆，将500g改性聚三氟乙烯加入胶体磨，开机研磨，缓慢加入纳米级二氧化硅10克，然后依次缓慢加入环氧树脂、流平剂、消泡剂、颜料以及溶剂；上述组分按照重量配比份是聚三氟乙烯树脂30份，环氧树脂20份，流平剂1份，消泡剂0.5份，颜料2份，溶剂60份。研磨至完全均匀。喷涂20μm，于260℃烘干1小时。
对实施例一至实施例五所制备得到的镁合金涂层进行测试，其性能见表1。
表1
附着力 耐腐蚀性 硬度
实施例一 百格试验0级 耐盐雾超1000小时 铅笔硬度达3H
实施例二 百格试验0级 耐盐雾超1000小时 铅笔硬度达4H
实施例三 百格试验0级 耐盐雾超1000小时 铅笔硬度达4H
实施例四 百格试验0级 耐盐雾超1000小时 铅笔硬度达4H
实施例五 百格试验0级 耐盐雾超1000小时 铅笔硬度达4H
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，包括：
涂装面漆，所述面漆包含以下组分：聚三氟乙烯树脂以及粒径为50～100nm的纳米氧化硅，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为1～3％。
2.如权利要求1所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，纳米氧化硅相对于所述聚三氟乙烯树脂的质量比为2％。
3.如权利要求1或2所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，所述涂装面漆时，喷涂得到厚度为20～30μm的面漆涂层，在230～270℃下烘干0.5～1.5小时。
4.如权利要求3所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，所述涂装面漆时，在260℃下烘干1小时。
5.如权利要求1所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，所述面漆包含按重量份数计的以下组分：聚三氟乙烯树脂30～40份，环氧树脂20～25份，流平剂1～2份，消泡剂0.5～1份，颜料2～5份，溶剂60～70份。
6.如权利要求4所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，在所述涂装面漆步骤之前，还包括以下步骤：
步骤一、喷砂：采用200目玻璃丸，于0.4～0.8MP压力下喷砂；
步骤二、微弧氧化：在电解液中进行微弧氧化，所述电解液中氟化钾浓度为10～20g/L，硅酸钠浓度为20～30g/L，氢氧化钠浓度为15～25g/L，温度20～25℃，电流5～25A/dm2，电压150～300V，时间30～60min；
步骤三、涂装底漆：采用环氧底漆，喷涂得到厚度为20～30μm的底漆涂层，在温度150～180℃下烘干，烘干时间1～2小时；
步骤四、涂装色漆：采用环氧色漆，喷涂得到厚度为30～50μm的色漆涂层，在150～180℃烘干1～2小时。
7.如权利要求6所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，所述步骤二中，所述微弧氧化制备得到的膜层厚度为30μm。
8.如权利要求6所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，所述步骤三中，烘干之后，用1000～2000目砂纸打磨。
9.如权利要求6所述的镁及镁合金轮毂涂装工艺，其特征在于，所述步骤二中，在进行微弧氧化的过程中，同时对所述电解液进行超声波处理，所采用的超声波的频率为20kHz，从所述微弧氧化的开始时刻起，每间隔10min向所述电解液施加一次超声波，每次施加超声波的时间为10s，之后停止施加超声波，重复进行，直至所述微弧氧化结束；并且在所述微弧氧化的过程结束后，立刻将电解液的温度在10s内由20～25℃调节为2℃，在2℃下维持1min，之后再将所述电解液的温度在10s内恢复至所述微弧氧化过程所采取的温度。
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