CN109590198A - 用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，涉及轮毂表面处理技术领域，旨在解决高污染的问题；其技术方案要点是：第一步，对轮毂基材表面进行预处理；第二步，喷底粉涂层；第三步，喷介质粉涂层；第四步，PVD工艺；第五步，喷透明粉涂层。本发明的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺能够解决现有技术中高污染的问题。

Description

用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺
技术领域
本发明涉及汽车轮毂表面处理方法，更具体地说，它涉及一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺。
背景技术
在汽车轮毂基材上电镀金属镀膜层，是比较常用的处理方式。过去比较高档的汽车轮毂都采用传统的水电镀方式进行表面处理。这种工艺先将轮毂抛光，使表面变得光滑平整，然后通过水电镀方式再将铜、镍、铬有效的镀在轮毂表面上。为了提高电镀层的附着力，一般在电镀之前轮毂要在有毒的化学品中做预处理，来使其表面干净，然后在轮毂上依次电镀铜、镍、铬三种不同的金属层，每电镀一种金属时轮毂都必须浸泡在有毒的化学品溶液中，并且以重金属镍、铬材料作为镀膜层，因此对环境造成严重的污染。如果镀铬层一旦被破坏，腐蚀现象很容易发生，从而导致镀铬层从轮毂表面脱落。
中华人民共和国国家发明专利200610155936.7于2007年11月7日公开了一种在铝或铝镁合金基材上镀铝或铜的工艺方法。该工艺分5个步骤：第一步是对基材表面进行预处理；第二部是涂底部涂层；第三部是涂媒介涂层；第四部是PVD工艺；第五步是涂外部涂层。该专利工艺虽然有所该变，去除了重金属镍、铬的使用，但是其工艺方法的第二、第三步骤中使用的涂层原料均为液态状涂料：1、由于基材为浇铸工艺产品，表层缩孔气泡较多，底部涂层使用液态状涂料达不到封孔效果，会导致本工序良品率低下而制造成本提高；2、第三步骤中使用的液态状涂料本身硬度较低，涂层耐热性差，涂层之间附着力差，无法满足市场对该产品的质量需求；另外液态状涂料在使用过程中30-40％的份量直接变为危险有毒固废物及产生废气排放，明显不符合当前国家对环境保护的政策要求，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其目的在于解决现有工艺中存在高污染、涂层易脱落、硬度低、良品率低的问题，从而提供一种既环保，良品率高，性能好且装饰性强的工艺方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，包括：
第一步，对轮毂基材表面进行预处理；
第二步，喷底粉涂层
a、在基材表面喷涂黑色粉末涂料，其黑色粉末涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至170—200℃烘烤；
c、冷却；
第三步，喷介质粉涂层
a、在底粉涂层表面喷涂介质粉涂层，其介质粉涂层的涂料按质量份计，包括有以下成分：
环氧树脂 50—60份
酚醛树脂 30—40份
脱气剂 1—2份
b、加热至190—220℃烘烤；
c、冷却；
第四步，PVD工艺
采用双靶磁控等离子原理镀膜方法将铝或铝合金镀于介质粉涂层表面；
第五步，喷透明粉涂层
a、在铝或铝合金镀膜层表面喷涂透明粉体涂层，其粉体涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至190—220℃烘烤；
c、冷却。
通过采用上述技术方案，在洁净的轮毂基材表面上施以底粉涂层，底粉涂层的各个成分在酚醛树脂和环氧树脂的带动下均匀的作用于轮毂基材表面上，烘烤后冷却定型，其中由于酚醛树脂和环氧树脂在烘烤条件下均具有较好的流动性，因此作用在轮毂基材表面时，可以较好的渗透进入轮毂基材表面的铸件缩孔和气泡中，如此不仅加大了底粉涂层与轮毂基材之间的接触总面积，从而加大底粉涂层与轮毂基材之间的粘结作用力大小，底粉涂层不易脱落，使得对轮毂基材的防护作用也更佳；同时在烘烤的条件下，可以将残留在缩孔和气泡中的气体加热，并使得这部分气体从缩孔和气泡中溢出，气泡溢出后在聚酯树脂和环氧树脂的流动带动作用下，整个底粉涂层都可以更全面的渗透进入到缩孔和气泡中；同样在喷介质粉涂层时，通过烘烤使得介质粉涂层与底粉涂层之间的粘结能够在冷却后具有稳定的状态，同时也为后续的PVD工艺提供良好的环境；PVD工艺完成后通过喷透明粉涂层完成镀铝或铝合金；其中整个工艺中都是通过粉状喷涂进行的，不仅使得涂层不易脱落，同时也没有产生电镀方式中的污水，具有环境友好性，而且在冷却后丙烯酸树脂、酚醛树脂和环氧树脂都可以使得涂层的硬度得到保证，涂层的硬度高，提高了良品率。
本发明进一步设置为：在第四步中，电镀前将炉内本体真空抽到大于5.0×10-3Pa时，充氩气将本体真空升至5.0×10-2—9.0×10-2Pa之间，采用直流电源溅射，电压200—1500V,电流5—150A。
通过采用上述技术方案，在负压惰性气体的环境中，可以较好的防止铝或铝合金与杂质之间产生反应，同时也可以防止带有电性的杂质影响到镀膜的进行。
本发明进一步设置为：所述第一步中的预处理包括以下步骤：
a、打磨轮毂表面使之平整；
b、用自来水清洗；
c、用RO水清洗；
d、用高压过滤空气吹干；
e、烘干；
f、冷却。
通过采用上述技术方案，通过R0水清洗后，再通过高压过滤空气进行吹干，可以将轮毂基材表面的杂质都清理干净，便于后续加工的进行。
本发明进一步设置为：所述第二步中的烘烤时长为1-2h，且烘烤气压为6×10-3-8×10-3Pa。
通过采用上述技术方案，在负压条件下进行烘干，如此可以更便于残留在缩孔和气泡内的空气溢出，同时烘干时长为1-2h，这段时长可以较好的保证底粉涂层与轮毂基材表面之间充分和稳定的接触。
本发明进一步设置为：所述第三步中的烘烤时长为0.5-1.5h，且烘烤气压为6×10-3-8×10-3Pa。
通过采用上述技术方案，在负压条件下可以防止外界的空气或杂质渗入到底粉涂层与介质粉涂层之间，保证了底粉涂层与介质粉涂层之间可以稳定的粘结；同时0.5-1.5的时长可以较好的保证底粉涂层与介质粉涂层二者之间稳定的粘结。
本发明进一步设置为：所述第五步中的烘烤时长为1-1.5h，冷却为自然冷却，且烘烤和冷却的气压均为2×10-3-5×10-3Pa。
通过采用上述技术方案，自然冷却使得透明粉涂层中各个成分能够自然的进行熵变，并最终形成稳定的结构。
本发明进一步设置为：所述喷底粉涂层中按质量份计，还包括有：氧化镁3-5份。
通过采用上述技术方案，通过在底粉涂层中添加氧化镁，由于氧化镁具有良好的阻热性，如此添加有氧化镁的底粉涂层也具有较好的抗热性能，即使轮毂产生了较高的温度，底粉涂层也可以较好地承受并起到阻热的作用，防止了介质粉涂层、铝或铝合金层以及透明粉涂层受损，延长了轮毂的使用寿命。
上所述，本发明具有以下有益效果：解决以往工艺中存在的高污染问题，提高涂层与轮毂基材之间的粘结牢固度，涂层不易脱落，同时提高了涂层的硬度，提高了良品率。
具体实施方式
下面结合施例，对本发明进行详细描述。
实施例一：
一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，包括：第一步，对轮毂基材表面进行预处理：
a、打磨轮毂表面使之平整；
b、用自来水清洗；
c、用RO水清洗；
d、用高压过滤空气吹干；
e、烘干；
f、冷却；
第二步，喷底粉涂层
a、在基材表面喷涂黑色粉末涂料，其黑色粉末涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至200℃烘烤，烘烤时长为1h，且烘烤气压为6×10-3Pa；
c、冷却；
第三步，喷介质粉涂层
a、在底粉涂层表面喷涂介质粉涂层，其介质粉涂层的涂料按质量份计，包括有以下成分：
环氧树脂 60份
酚醛树脂 30份
脱气剂 1份
b、加热至190℃烘烤，烘烤时长为1.5h，且烘烤气压为8×10-3Pa；
c、冷却；
第四步，PVD工艺
采用双靶磁控等离子原理镀膜方法将铝或铝合金镀于介质粉涂层表面，电镀前将炉内本体真空抽到大于5.0×10-3Pa时，本实施例为8.0×10-3Pa，充氩气将本体真空升至5.0×10-2Pa之间，采用直流电源溅射，电压1500V,电流5A；
第五步，喷透明粉涂层
a、在铝或铝合金镀膜层表面喷涂透明粉体涂层，其粉体涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至220℃烘烤，烘烤时长为1h，冷却为自然冷却，且烘烤和冷却的气压均为2×10-3Pa；
c、冷却。
实施例二：
一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，包括：第一步，对轮毂基材表面进行预处理：
a、打磨轮毂表面使之平整；
b、用自来水清洗；
c、用RO水清洗；
d、用高压过滤空气吹干；
e、烘干；
f、冷却；
第二步，喷底粉涂层
a、在基材表面喷涂黑色粉末涂料，其黑色粉末涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至170℃烘烤，烘烤时长为2h，且烘烤气压为8×10-3Pa；
c、冷却；
第三步，喷介质粉涂层
a、在底粉涂层表面喷涂介质粉涂层，其介质粉涂层的涂料按质量份计，包括有以下成分：
环氧树脂 50份
酚醛树脂 40份
脱气剂 2份
b、加热至220℃烘烤，烘烤时长为0.5h，且烘烤气压为6×10-3Pa；
c、冷却；
第四步，PVD工艺
采用双靶磁控等离子原理镀膜方法将铝或铝合金镀于介质粉涂层表面，电镀前将炉内本体真空抽到大于5.0×10-3Pa时，本实施例为6.0×10-3Pa，充氩气将本体真空升至9.0×10-2Pa之间，采用直流电源溅射，电压200V,电流150A；
第五步，喷透明粉涂层
a、在铝或铝合金镀膜层表面喷涂透明粉体涂层，其粉体涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至190℃烘烤，烘烤时长为1.5h，冷却为自然冷却，且烘烤和冷却的气压均为5×10-3Pa。
实施例三：
一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，包括：第一步，对轮毂基材表面进行预处理：
a、打磨轮毂表面使之平整；
b、用自来水清洗；
c、用RO水清洗；
d、用高压过滤空气吹干；
e、烘干；
f、冷却；
第二步，喷底粉涂层
a、在基材表面喷涂黑色粉末涂料，其黑色粉末涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至185℃烘烤，烘烤时长为1.5h，且烘烤气压为7×10-3Pa；
c、冷却；
第三步，喷介质粉涂层
a、在底粉涂层表面喷涂介质粉涂层，其介质粉涂层的涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至205℃烘烤，烘烤时长为1h，且烘烤气压为7×10-3Pa；
c、冷却；
第四步，PVD工艺
采用双靶磁控等离子原理镀膜方法将铝或铝合金镀于介质粉涂层表面，电镀前将炉内本体真空抽到大于5.0×10-3Pa时，本实施例为7.0×10-3Pa，充氩气将本体真空升至7.0×10-2Pa之间，采用直流电源溅射，电压800V,电流50A；
第五步，喷透明粉涂层
a、在铝或铝合金镀膜层表面喷涂透明粉体涂层，其粉体涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至200℃烘烤，烘烤时长为1.2h，冷却为自然冷却，且烘烤和冷却的气压均为3.5×10-3Pa。
实施例四：
一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，包括：第一步，对轮毂基材表面进行预处理：
a、打磨轮毂表面使之平整；
b、用自来水清洗；
c、用RO水清洗；
d、用高压过滤空气吹干；
e、烘干；
f、冷却；
第二步，喷底粉涂层
a、在基材表面喷涂黑色粉末涂料，其黑色粉末涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至190℃烘烤，烘烤时长为1.2h，且烘烤气压为8×10-3Pa；
c、冷却；
第三步，喷介质粉涂层
a、在底粉涂层表面喷涂介质粉涂层，其介质粉涂层的涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至295℃烘烤，烘烤时长为0.8h，且烘烤气压为8×10-3Pa；
c、冷却；
第四步，PVD工艺
采用双靶磁控等离子原理镀膜方法将铝或铝合金镀于介质粉涂层表面，电镀前将炉内本体真空抽到大于5.0×10-3Pa时，本实施例为8.0×10-3Pa，充氩气将本体真空升至8.0×10-2Pa之间，采用直流电源溅射，电压1000V,电流100A；
第五步，喷透明粉涂层
a、在铝或铝合金镀膜层表面喷涂透明粉体涂层，其粉体涂料按质量份计，包括有以下成分：
b、加热至195℃烘烤，烘烤时长为1.4h，冷却为自然冷却，且烘烤和冷却的气压均为3×10-3Pa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：包括：第一步，对轮毂基材表面进行预处理；
第二步，喷底粉涂层
在基材表面喷涂黑色粉末涂料，其黑色粉末涂料按质量份计，包括有以下成分：
加热至170—200℃烘烤；
冷却；
第三步，喷介质粉涂层
在底粉涂层表面喷涂介质粉涂层，其介质粉涂层的涂料按质量份计，包括有以下成分：
环氧树脂 50—60份
酚醛树脂 30—40份
脱气剂 1—2份
加热至190—220℃烘烤；
冷却；
第四步，PVD工艺
采用双靶磁控等离子原理镀膜方法将铝或铝合金镀于介质粉涂层表面；
第五步，喷透明粉涂层
在铝或铝合金镀膜层表面喷涂透明粉体涂层，其粉体涂料按质量份计，包括有以下成分：
加热至190—220℃烘烤；
冷却。
2.根据权利要求1所述的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：在第四步中，电镀前将炉内本体真空抽到大于5.0×10-3Pa时，充氩气将本体真空升至5.0×10-2—9.0×10-2Pa之间，采用直流电源溅射，电压200—1500V,电流5—150A。
3.根据权利要求1或2所述的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：所述第一步中的预处理包括以下步骤：
打磨轮毂表面使之平整；
用自来水清洗；
用RO水清洗；
用高压过滤空气吹干；
烘干；
冷却。
4.根据权利要求1所述的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：所述第二步中的烘烤时长为1-2h，且烘烤气压为6×10-3-8×10-3Pa。
5.根据权利要求4所述的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：所述第三步中的烘烤时长为0.5-1.5h，且烘烤气压为6×10-3-8×10-3Pa。
6.根据权利要求5所述的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：所述第五步中的烘烤时长为1-1.5h，冷却为自然冷却，且烘烤和冷却的气压均为2×10-3-5×10-3Pa。
7.根据权利要求1所述的用于在汽车轮毂表面镀铝或铝合金的工艺，其特征在于：所述喷底粉涂层中按质量份计，还包括有：氧化镁3-5份。
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