EA018194B1 - Process line and method for manufacturing articles from aluminium alloys with decorative-protection metal coating - Google Patents
Process line and method for manufacturing articles from aluminium alloys with decorative-protection metal coating Download PDFInfo
- Publication number
- EA018194B1 EA018194B1 EA201001070A EA201001070A EA018194B1 EA 018194 B1 EA018194 B1 EA 018194B1 EA 201001070 A EA201001070 A EA 201001070A EA 201001070 A EA201001070 A EA 201001070A EA 018194 B1 EA018194 B1 EA 018194B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- casting
- decorative
- metal coating
- coating
- castings
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способу изготовления изделий из металла с декоративно-защитным металлическим покрытием, прежде всего - к способу создания на поверхности изделий из металла защитнодекоративных металлических покрытий, в частности к способу вакуумного напыления магнетронного типа на поверхность изделий из металла, в частности из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, металлических покрытий, в частности покрытий из хрома, никеля и их сплавов.The invention relates to a method of manufacturing metal products with a decorative protective metal coating, first of all to a method of creating protective metal coatings on the surface of metal products, in particular to a method of vacuum deposition of magnetron type on the surface of metal products, in particular from aluminum alloys, mainly from silumin, metallic coatings, in particular coatings of chromium, nickel and their alloys.
Изобретение также относится к линии для производства изделий из металла, в частности из алюминиевых сплавов с декоративно-защитным металлическим покрытием описанным выше способом.The invention also relates to a line for the production of metal products, in particular from aluminum alloys with a decorative protective metal coating in the manner described above.
В настоящее время в различных областях жизнедеятельности человека все чаще используются изделия или детали, изготовленные из алюминиевых сплавов, в частности из силумина, который представляет собой литейные сплавы на основе алюминия, содержащие кремний. Такие сплавы обладают высокими литейными и достаточно высокими механическими свойствами и имеют повышенную коррозионную стойкость во влажной, морской и т.п. атмосфере. Все это обуславливает их широкое использование для изготовления изделий или деталей сложной конфигурации, которые могут эксплуатироваться в неблагоприятных для металлов средах (автомобилестроение, авиастроение и т.д.). Также широко используются изделия или детали из силумина для изготовления фурнитуры различного назначения (от пуговиц и застежек типа молния до дверных и оконных ручек, замков и т.п.). К недостаткам изделий из силумина относится сложность механической обработки их поверхности, а также склонность к быстрому покрытию поверхности изделия окисной пленкой темных тонов. В связи с этим, особенно при использовании изделий или деталей из силумина в качестве фурнитуры, на поверхности таких изделий или деталей создают защитное или декоративно-защитное покрытие, используя для этого, как правило, хром, никель и их сплавы. При этом с учетом физико-химических свойств силумина покрытие в большинстве случаев наносят гальваническим способом, который является экологически неблагоприятным.Nowadays, products or parts made of aluminum alloys, in particular silumin, which is an aluminum-based cast alloys containing silicon, are increasingly used in various areas of human activity. Such alloys have high casting and sufficiently high mechanical properties and have increased corrosion resistance in wet, marine, etc. the atmosphere. All this leads to their widespread use for the manufacture of products or parts of complex configuration that can be used in environments unfavorable to metals (automotive, aircraft, etc.). Products or parts made of silumin are also widely used for the manufacture of accessories for various purposes (from buttons and zippers, to door and window handles, locks, etc.). The disadvantages of silumin products include the complexity of the mechanical processing of their surface, as well as the tendency to quickly cover the surface of the product with an oxide film of dark tones. In this regard, especially when using products or parts made of silumin as fittings, a protective or decorative protective coating is created on the surface of such products or parts, using, as a rule, chromium, nickel and their alloys. At the same time, taking into account the physicochemical properties of silumin, the coating in most cases is applied by electroplating, which is environmentally unfavorable.
Существуют также и другие, более современные методы нанесения металлических покрытий, среди которых можно выделить вакуумное напыление. Так, благодаря экологической чистоте производства и высокому качеству получаемых декоративно-защитных плёнок (покрытий) находит все более широкое распространение нанесение декоративно-защитных покрытий с помощью вакуумных ионно-плазменных (вакуумно-дугового и магнетронного) методов напыления. Так, известны способы нанесения металлических покрытий на основе хрома, никеля и т.п. на металлические изделия с использованием технологии ионно-плазменного напыления [1, 3, 3]. Такие способы, как правило, направлены на многостадийное получение многослойных декоративно-защитных покрытий, включающих три и более слоев, в том числе, из полимерных материалов. Необходимые характеристики адгезии, прочности и т.д. получаемых защитно-декоративных покрытий, как правило, достигаются благодаря точному подбору материалов для каждого из слоев, последовательности слоев, их толщины, способа нанесения и т.д. В связи с этим, а также учитывая многослойность описываемых покрытий, такие способы дорогостоящи и требуют достаточно много времени для реализации и использования большого количества различного технологического оборудования. Кроме того, во всех этих способах не учитываются физико-химические особенности изделий из алюминиевых сплавов, прежде всего силумина, и структурные особенности поверхностей таких изделий, снижающие их адгезионные свойства и препятствующие получению известными методами на таких изделиях прочных декоративно-защитных металлических покрытий.There are also other, more modern methods of applying metallic coatings, among which vacuum evaporation can be distinguished. So, thanks to the ecological purity of production and the high quality of the decorative and protective films (coatings) obtained, the application of decorative and protective coatings using vacuum ion-plasma (vacuum-arc and magnetron) deposition methods is becoming increasingly widespread. Thus, methods for applying metallic coatings based on chromium, nickel, etc. are known. on metal products using ion plasma spraying technology [1, 3, 3]. Such methods, as a rule, are aimed at multi-stage production of multilayer decorative protective coatings, including three or more layers, including those made from polymeric materials. Required characteristics of adhesion, strength, etc. The resulting protective and decorative coatings, as a rule, are achieved thanks to an accurate selection of materials for each of the layers, the sequence of layers, their thickness, the method of application, etc. In this regard, and also taking into account the multi-layeredness of the described coatings, such methods are expensive and require a lot of time to implement and use a large number of different technological equipment. In addition, all these methods do not take into account the physico-chemical characteristics of products made of aluminum alloys, primarily silumin, and the structural features of the surfaces of such products, which reduce their adhesive properties and prevent solid decorative metal coatings from being obtained on such products.
Таким образом, одним из основных факторов, сдерживающих дальнейшее распространение вакуумных ионно-плазменных методов напыления, особенно для нанесения покрытий на изделия или детали из силумина, плохо поддающиеся высококачественной механической обработке, является жёсткое требование к качеству и чистоте поверхности заготовок. Кроме того, в уровне техники не удалось найти ни одного источника информации, который описывал или учитывал бы все необходимые технологические операции и технологическое оборудование, которые обеспечивали бы получение готовых деталей или изделий из алюминиевых сплавов, прежде всего силумина, с декоративно-защитными металлическими покрытиями, имеющими необходимые характеристики адгезии и прочности.Thus, one of the main factors hindering the further spread of vacuum ion-plasma spraying methods, especially for applying coatings on products or parts made from silumin, which are poorly amenable to high-quality mechanical processing, is a strict requirement for the quality and purity of the surface of the workpieces. In addition, in the prior art it was not possible to find a single source of information that described or took into account all the necessary technological operations and technological equipment that would ensure the production of finished parts or products from aluminum alloys, primarily silumin, with decorative protective metal coatings, have the necessary characteristics of adhesion and strength.
Ввиду того, что в уровне техники не удалось найти сведений о существующих способах вакуумного напыления металлического декоративно-защитного покрытия на изделия или детали из алюминиевых сплавов, прежде всего силумина, прототип для заявляемого способа и соответственно для линии не выбран.Due to the fact that in the prior art it was not possible to find information about the existing methods of vacuum deposition of metal decorative protective coatings on products or parts made of aluminum alloys, primarily silumin, the prototype for the proposed method and, accordingly, for the line is not selected.
В то же время задачей изобретения является создание способа изготовления деталей или изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием, а также соответствующей линии, которые обеспечивали бы возможность получения декоративнозащитного покрытия с более высокими или сравнимыми физико-механическими характеристиками адгезии покрытия к заготовке при более высокой экологичности, при более низкой стоимости, при более низких временных затратах. Покрытие должно содержать минимальное количество слоев.At the same time, the object of the invention is to provide a method for manufacturing parts or products from aluminum alloys, mainly from silumin, with a decorative protective metal coating, as well as a corresponding line that would provide the possibility of obtaining a decorative protective coating with higher or comparable physical and mechanical adhesion characteristics coverage to the workpiece with a higher environmental friendliness, at a lower cost, with lower time costs. The coating must contain a minimum number of layers.
Поставленная задача решается заявляемым способом изготовления изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием, включающим получение отливки заданной формы с использованием соответствующей пресс-формы, подготовку отливки к нанесению декоративно-защитного металлического покрытия и нанесение декоративнозащитного металлического покрытия, при этом при подготовке к нанесению декоративно-защитного ме- 1 018194 таллического покрытия поверхность отливки шлифуют с предварительным снятием облоя и обрабатывают до заданного класса чистоты путем галтовки при постоянном распылении воды с добавлением моющего средства, обработанную отливку моют и сушат в подвешенном состоянии в течение не менее 30 мин при температуре 180-240°С, на поверхность высушенной отливки, температура которой составляет не менее 40°С, наносят путем напыления в электростатическом поле полимерный лак высокотемпературной сушки с последующим его оплавлением в две стадии и охлаждением в течение около 30 мин при постоянной циркуляции воздуха с получением на поверхности отливки барьерного слоя, причем на первой стадии оплавления температуру доводят до 180°С и выдерживают отливку в течение около 10 мин, а на второй стадии оплавления температуру доводят до 240°С и выдерживают отливку в течение около 20 мин, а после охлаждения поверхность отливки обезжиривают, декоративно-защитное металлическое покрытие наносят путем вакуумного магнетронного напыления в течение около 25 мин при вакууме 10-5 Па с подачей аргона на распыляемый сплав, причем температуру отливки перед напылением доводят до 60-65°С.The problem is solved by the claimed method of manufacturing products from aluminum alloys, mainly silumin, with a decorative protective metal coating, including obtaining a casting of a given shape using an appropriate mold, preparing the casting for applying a decorative protective metal coating and applying a decorative metal protection this, in preparation for the application of decorative protective coating of the tall covering, the surface of the casting is polished with a preliminary swelling and treated to a specified purity class by tamping with constant spraying of water with the addition of detergent, the treated casting is washed and dried in a suspended state for at least 30 minutes at a temperature of 180-240 ° C, on the surface of the dried casting, the temperature of which is not less than 40 ° C, polymer-coated high-temperature drying is applied by spraying in an electrostatic field, followed by fusing in two stages and cooling for about 30 minutes with constant air circulation to obtain the surface of the casting of the barrier layer, and in the first stage of reflow the temperature is brought to 180 ° C and the casting is maintained for about 10 minutes, and in the second stage of reflow the temperature is adjusted to 240 ° C and the casting is held for about 20 minutes degreased, decorative metal protective coating is applied by vacuum magnetron sputtering for about 25 minutes at a vacuum of 10 -5 Pa with argon fed to the sprayed alloy, and the casting temperature is adjusted to 60-65 ° C before spraying.
В ходе разработки и испытаний заявляемого способа авторам удалось подобрать последовательность технологических операций и технологические режимы, которые обеспечивают получение на изделиях и/или деталях из алюминиевых сплавов, прежде всего силумина, декоративно-защитного покрытия с высокими характеристиками адгезии покрытия к заготовке, с высокими показателями прочности и т.п. При этом из последовательности технологических операций исключена традиционно применяющаяся в аналогичных способах гальваника, которая относится к вредным производствам и является экологически небезопасной. Высоких результатов в части физико-механических характеристик полученного декоративно-защитного покрытия удалось достигнуть, в частности, за счет оригинального решения стадии формирования на поверхности заготовки барьерного слоя: выбора материала барьерного слоя (полимерный лак высокотемпературной сушки), способа его нанесения на поверхность заготовки (путем напыления в электростатическом поле), а также технологии и режимов нанесения (оплавление в две стадии при определенных температурах и в течение определенного времени выдержки и охлаждение в течение определенного времени при постоянной циркуляции воздуха). Заявленный способ обеспечивает возможность нанесения на изделия и/или детали из алюминиевых сплавов, прежде всего силумина, защитнодекоративных металлических покрытий на основе хрома, никеля, цинка и т.д. в виде приемлемых соединений и/или сплавов на основе этих металлов, в том числе и с повышенным содержанием металлов вплоть до металлов в чистом виде.During the development and testing of the proposed method, the authors succeeded in selecting a sequence of technological operations and technological regimes that provide products and / or parts made of aluminum alloys, primarily silumin, a decorative protective coating with high adhesion characteristics of the coating to the workpiece, with high strength etc. At the same time, traditionally used in similar methods of electroplating, which is a hazardous industry and is environmentally unsafe, is excluded from the sequence of technological operations. High results in terms of the physicomechanical characteristics of the obtained decorative protective coating were achieved, in particular, due to the original solution of the formation stage of the barrier layer on the surface: selection of the material of the barrier layer (high-temperature polymeric varnish drying), method of its deposition on the surface of the blank (by spraying in an electrostatic field), as well as the technology and application modes (melting in two stages at certain temperatures and for a certain exposure time and cooling for a certain time with constant air circulation). The claimed method provides the possibility of applying to products and / or parts from aluminum alloys, primarily silumin, protective decorative metal coatings based on chromium, nickel, zinc, etc. in the form of acceptable compounds and / or alloys based on these metals, including those with a high content of metals, up to the pure metals.
В предпочтительных формах реализации заявляемого способа в качестве полимерного лака высокотемпературной сушки используют лак на основе эпоксидной смолы. В частности, в результате испытаний наилучшие результаты (среди испытанных лаков) были получены для полимерного лака ΗΖΡ01ΚК20 500011 фирмы ΑΚΖΟ ΝΟΒΕΕ Ν.ν. (ΝΣ).In preferred embodiments of the method according to the invention, epoxy-based varnish is used as a high-temperature drying polymer lacquer. In particular, as a result of testing, the best results (among the tested varnishes) were obtained for the polymer varnish ΗΖΡ01ΚК20 500011 of the firm ΑΚΖΟ ΝΟΒΕΕ Ν.ν. (ΝΣ).
С учетом технологии формирования барьерного слоя предпочтительно получают барьерный слой толщиной 40-50 мкм. Такая незначительная толщина барьерного слоя, с одной стороны, является вполне достаточной для достижения высокой адгезии декоративно-защитного слоя по отношению к изделию и/или детали, а с другой стороны, предупреждает возникновение дефектов в барьерном слое при его высыхании.Taking into account the technology of forming the barrier layer, a barrier layer 40-50 microns thick is preferably obtained. Such a small thickness of the barrier layer, on the one hand, is quite sufficient to achieve a high adhesion of the decorative protective layer with respect to the product and / or part, and on the other hand, prevents the occurrence of defects in the barrier layer when it dries.
Получаемое описанным выше способом декоративно-защитное металлическое покрытие само по себе уже имеет очень высокие показатели адгезии, прочности и т.д. Однако в ряде случаев на него можно дополнительно нанести защитное покрытие из полимерного лака, предпочтительно полимерного лака высокотемпературной сушки.The decorative metal protective coating obtained by the method described above already has very high adhesion, strength, etc. However, in some cases, it is possible to additionally apply a protective coating of polymer varnish, preferably of high-temperature polymer varnish.
Поставленная задача решается также заявляемой линией для изготовления изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием описанным выше способом, включающей последовательно расположенные участок изготовления отливок, участок подготовки отливок к нанесению покрытия, участок нанесения на отливки барьерного слоя и участок нанесения на отливки декоративно-защитного металлического покрытия, при этом участок подготовки отливок к нанесению покрытия включает устройство шлифовки, выполненное в виде шлифовального станка с бесконечной лентой, галтовочные барабаны, выполненные с возможностью непрерывного распыления в рабочий объем барабана воды с добавлением моющего средства, устройство мойки и сушильная камера, связанные между собой оснасткой для перемещения отливок в подвешенном состоянии, причем сушильная камера выполнена с возможностью регулируемого нагрева до 240°С, участок нанесения на отливки барьерного слоя включает камеру напыления, оснащенную пистолетомраспылителем, связанным с емкостью с высокотемпературным полимерным лаком, и выполненную с возможностью создания электростатического поля в зоне распыления высокотемпературного полимерного лака, и камеру оплавления, выполненную с возможностью регулированного нагрева до 240°С и с регулируемой циркуляцией воздуха, участок нанесения на отливки декоративно-защитного металлического покрытия включает средство обезжиривания и установку вакуумного напыления магнетронного типа, выполненную с возможностью создания вакуума до 10-5 Па.The task is also solved by the claimed line for the manufacture of products from aluminum alloys, mainly from silumin, with a decorative protective metal coating by the method described above, including consistently located castings manufacturing section, castings preparation section for coating application, coating area on the castings of the barrier layer for casting a decorative protective metallic coating, while the site for preparing castings for coating includes a grinding device, in Executed in the form of a grinding machine with an endless belt, tumbling drums, made with the possibility of continuous spraying of water into the working volume of the drum with the addition of detergent, a washing device and a drying chamber connected to each other by means of a snap to move the castings in suspension, and the drying chamber is designed adjustable heating up to 240 ° C; the area for applying the barrier layer to castings includes a spraying chamber equipped with a spray gun connected to a container with a high temperature polymeric lacquer, and made with the possibility of creating an electrostatic field in the spray area of high-temperature polymeric lacquer, and a reflow chamber, made with the possibility of controlled heating to 240 ° C and with adjustable air circulation, the area applied to the castings of decorative metal protective coating includes a degreasing agent and a magnetron type vacuum deposition unit, configured to create a vacuum of up to 10 -5 Pa.
Описанная линия, в принципе, предназначена для получения отливок изделий и/или деталей задан- 2 018194 ной формы и для нанесения на них декоративно-защитного металлического покрытия. При этом она обеспечивает возможность нанесения декоративно-защитного покрытия на отливки изделия и/или детали любой, в том числе сложной, геометрии и позволяет получать покрытия на изделиях и/или деталях, практически, любой формы и размера.The described line, in principle, is intended for the production of castings of products and / or parts of a predetermined form and for the application of a decorative protective metallic coating on them. At the same time, it provides the possibility of applying a decorative protective coating on castings of the product and / or parts of any, including complex, geometry and allows to obtain coatings on products and / or parts of practically any shape and size.
В то же время при необходимости линия дополнительно может содержать расположенный перед участком изготовления отливок участок изготовления пресс-форм, что еще больше расширяет возможности линии в отношении форм и размеров изделий и/или деталей.At the same time, if necessary, the line may additionally contain a site for manufacturing molds located in front of the casting production area, which further expands the capacity of the line in terms of shapes and sizes of products and / or parts.
В предпочтительных формах реализации заявляемой линии установка вакуумного напыления участка нанесения на отливки декоративно-защитного металлического покрытия связана с камерой напыления участка нанесения на отливки барьерного слоя.In preferred forms of implementation of the inventive line, the installation of vacuum deposition of a plot of applying a decorative protective metal coating on castings is connected with a deposition chamber of a plot of applying a barrier layer on castings.
Упомянутые выше и другие достоинства и преимущества заявляемых способа и линии для изготовления изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием будут более подробно рассмотрены ниже на примере одной из возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации. Кроме того, одна из возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации заявляемой линии для изготовления изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием будет проиллюстрирована с помощью чертежа, на котором линия представлена в виде блок-схемы.The above and other advantages and advantages of the inventive method and lines for the manufacture of products from aluminum alloys, mainly silumin, with a decorative protective metal coating will be discussed in more detail below using as an example one of the possible preferred, but not limiting, forms of realization. In addition, one of the possible preferred, but non-limiting forms of implementation of the inventive line for the manufacture of products from aluminum alloys, mainly silumin, with a decorative metal protective coating will be illustrated using the drawing, in which the line is represented as a block diagram.
Представленная на чертеже в виде блок-схемы линия для изготовления изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием в данной форме реализации включает участок 1 изготовления пресс-форм, участок 2 изготовления отливок, участок 3 подготовки отливок к нанесению покрытия, участок 4 нанесения на отливки барьерного слоя и участок 5 нанесения на отливки декоративно-защитного металлического покрытия.Presented in the drawing in the form of a block diagram of the line for the manufacture of products from aluminum alloys, mainly from silumin, with a decorative protective metal coating in this form of implementation includes the area 1 of the manufacture of molds, section 2 of the manufacture of castings, section 3 of the preparation of castings for coating , section 4 of deposition of a barrier layer on castings and section 5 of application of a decorative protective metallic coating on castings.
Участок 1 изготовления пресс-форм включает стандартные традиционно используемые для данного вида технологических операций технологическое оборудование и оснастку, которые без труда могут быть выбраны специалистом в данной области техники.Section 1 of the manufacture of molds includes standard technological equipment and tooling traditionally used for this type of technological operations, which can be easily selected by a specialist in the field of technology.
Участок 2 изготовления отливок включает машину 6 литья под давлением любой подходящей конструкции. В рассматриваемом примере используются машины литья под давлением моделей 711А-07, 711А-08 производства ОАО Литмаш (г. Тирасполь), но могут быть использованы также и другие аналогичные машины.The casting fabrication section 2 includes an injection molding machine 6 of any suitable design. In this example, injection molding machines of models 711A-07, 711A-08, produced by Litmash OJSC (Tiraspol), are used, but other similar machines can also be used.
Участок 3 подготовки отливок к нанесению покрытия включает устройство 7 шлифовки (в рассматриваемом примере - шлифовальный станок с бесконечной лентой), галтовочные барабаны 8 объемом 500 л каждый с непрерывной подачей в рабочий объем барабана посредством распылителя 9 воды с добавлением моющего средства (в рассматриваемом примере в качестве моющего средства используют Раиу), устройство 10 мойки, которое связано с сушильной камерой 11 посредством оснастки 12 для перемещения отливок в подвешенном состоянии. Сушильная камера 11 может быть выбрана специалистом в данной области техники из широкого ряда существующих подходящих сушильных камер, оборудованных датчиками температуры и регулируемым (в том числе, автоматически) устройством нагрева до 240°С, или сконструирована с обязательным включением в ее состав упомянутого оборудования.Section 3 of the preparation of castings for coating includes a grinding device 7 (in this example, a grinding machine with an endless belt), tumbling drums 8 with a volume of 500 liters each with a continuous supply of water to the working volume of the drum by means of a sprayer 9 with the addition of detergent (in the considered example As a detergent, Raiu is used), a washing device 10, which is connected to the drying chamber 11 by means of a tooling 12 for moving the castings in suspension. The drying chamber 11 can be selected by a specialist in the field of technology from a wide range of existing suitable drying chambers equipped with temperature sensors and an adjustable (including automatically) heating device up to 240 ° C, or designed with the mandatory inclusion of the aforementioned equipment.
Участок 4 нанесения на отливки барьерного слоя включает камеру 13 напыления, в которой создано электростатическое поле, оснащенную пистолетом-распылителем 14 (в рассматриваемом примере используется пистолет-распылитель фирмы Прэсто (г. Санкт-Петербург), связанным с емкостью 15 с полимерным лаком высокотемпературной сушки, и камеру 16 оплавления. Камера 16 оплавления может быть выбрана специалистами в данной области техники из ряда существующих или сконструирована с учетом обязательного оснащения ее датчиками температуры, регулируемым (в том числе, автоматически) устройством нагрева до 240°С и устройством непрерывной регулируемой циркуляции воздуха.Section 4 of application of a barrier layer to castings includes a sputtering chamber 13, in which an electrostatic field is created, equipped with a spray gun 14 (in this example, a Presto spray gun (St. Petersburg) is used, which is connected to a tank 15 with a high-temperature polymer varnish , and the reflow chamber 16. The reflow chamber 16 can be selected by specialists in the field of technology from a number of existing ones, or it can be designed with the necessary equipment equipped with temperature sensors, adjustable (while including automatically) heating the device to 240 ° C and continuous device controlled air circulation.
Участок 5 нанесения на отливки декоративно-защитного металлического покрытия, включает средство 17 обезжиривания и установку 18 вакуумного напыления магнетронного типа, в которой можно создать вакуум до 10-5 Па (в рассматриваемом примере использовалась установка вакуумного напыления магнетронного типа УВН-75 ООО Вакуумные технологии (г.Санкт-Петербург)).Section 5 of application for castings of a decorative protective metal coating includes degreasing means 17 and a magnetron type vacuum deposition unit 18 in which a vacuum up to 10 -5 Pa can be created (in this example, a magnetron type vacuum deposition unit UHV-75 OOO Vacuum Technologies was used ( St. Petersburg)).
Осуществление заявляемого способа изготовления изделий из алюминиевых сплавов, преимущественно из силумина, с декоративно-защитным металлическим покрытием на заявляемой линии будет рассмотрено на нижеследующем примере.The implementation of the proposed method of manufacturing products from aluminum alloys, mainly silumin, with a decorative protective metal coating on the inventive line will be discussed in the following example.
Пример 1.Example 1
На участке 1 изготовления пресс-форм изготавливают пресс-форму дверной ручки заданных формы и размеров. На участке 2 изготовления отливок на машине 6 литья под давлением модели 711А-07 с использованием предварительно изготовленной пресс-формы из силумина марки АК9 получают отливки дверных ручек. Полученные отливки поступают на участок 3 подготовки отливок к нанесению покрытия, где их подвергают механической обработке на шлифовальном станке 7 с бесконечной лентой, где происходит снятие облоя и шлифовка поверхности отливки. Затем отливки загружают в галтовочные барабаны 8 объемом 500 л каждый. Загрузка галтовочных барабанов 8 осуществляется до заполнения 30% рабочего объема (70% рабочего объема составляет компаунд - специальные керамические чипсы конусоидаль- 3 018194 ной формы двух типоразмеров; могут также использоваться чипсы круглой формы). В рабочий объем каждого галтовочного барабана 8 посредством соответствующего распылителя 9 непрерывно подают воду с добавлением моющего средства Ралу из расчета 10 г на один галтовочный барабан. Галтовка обеспечивает обработку поверхности отливок из силумина до нужного класса чистоты. Прошедшие галтовку отливки далее направляют в устройство 10 мойки, где они промываются и ополаскиваются водой. На выходе из устройства 10 мойки отливки развешивают на оснастке 12 и в подвешенном виде направляют на сушку в сушильную камеру 11. Сушку в сушильной камере осуществляют при температуре 180240°С в течение около 30 мин. Такая сушка является обязательной для дальнейшей качественной обработки отливок в соответствии с заявляемым способом, поскольку силумины имеют свойство при нагреве выделять газ, который может повредить нанесенный барьерный слой. По завершении сушки отливки, температура которых составляет не менее 40°С, направляют на участок 4 нанесения на отливки барьерного слоя, а именно в камеру 13 напыления, где на отливки посредством пистолета-распылителя Просто, связанным с емкостью 15 с полимерным лаком высокотемпературной сушки ΗΖΡ01Ε-Κ20 500011, в электростатическом поле напыляют лак высокотемпературной сушки ΗΖΡ01Ε-Κ20 500011 слоем толщиной 40-50 мкм. Отливки, покрытые слоем полимера, далее направляют в камеру 16 оплавления. Оплавление осуществляют оплавлением в две стадии. На первой стадии температуру доводят до 180°С и выдерживают отливку в течение около 10 мин, а на второй стадии температуру доводят до 240°С и выдерживают отливку в течение около 20 мин, после чего охлаждают в закрытой камере 16 оплавления в течение около 30 мин при постоянной циркуляции воздуха. На выходе из камеры 16 оплавления изделия имеют глянцевый темно-коричневый цвет, блеск свыше 100% при угле 60°. Затем охлажденные отливки с нанесенным барьерным слоем направляют на участок 5 нанесения на отливки декоративно-защитного металлического покрытия, где сначала на средстве 17 обезжиривания их обезжиривают путем протирки поверхности уайт-спиритом (нефрасом С2 80/120). После обезжиривания отливки с нанесенным барьерным слоем помещают на специальной оснастке в камеру установки 18 вакуумного напыления магнетронного типа УВН-75 для нанесения (напыления) декоративно-защитного покрытия, например, под глянцевый хром (расплавленный сплав Х20Н80). Включают откачной агрегат и в камере создают вакуум до 10-3 Па примерно за 10-15 мин. После этого включают ионный источник очистки РИФ с подачей в камеру через дозирующий натекатель воздуха газообразного аргона. Через 15 мин включают нагрев и нагревают отливки до температуры 60-65°С. По окончании очистки РИФом вакуум в камере достигает 10-4 Па. После нагрева отливок начинают процесс напыления, для чего включают магнетрон и на распыляемый сплав Х20Н80 (мишень) подают газообразный аргон, при этом на поверхности мишени должна гореть плазма светло-голубого цвета. Процесс напыления для каждой партии отливок, одновременно помещенных в камеру, проводят в течение 25 мин при вакууме 10-5 Па. По окончании процесса напыления включают напуск воздуха в камеру.On the area 1 of the manufacture of molds make the mold door handle of a given shape and size. In section 2 of the manufacture of castings on an injection-molding machine 6, model 711A-07, using a pre-manufactured mold from silumin grade AK9, castings of door handles are obtained. The obtained castings come to the area 3 of the preparation of castings for coating, where they are machined on a grinding machine 7 with an endless belt, where the scraping takes place and the surface of the casting is polished. Then the castings are loaded into tumbling drums 8 with a volume of 500 liters each. Tumbling drums 8 are loaded until 30% of the working volume is filled (70% of the working volume is compound - special ceramic chips of cone-shaped form of two sizes; round-shaped chips can also be used). In the working volume of each tumbling drum 8 by means of an appropriate sprayer 9, water is continuously supplied with the addition of detergent Rahl at the rate of 10 g per tumbling drum. Tumbling provides surface treatment of castings from silumin to the desired purity class. Past castings are then guided to the washing device 10, where they are washed and rinsed with water. At the exit of the washing device 10, the castings are hung on the snap-in 12 and sent to the drying chamber in a suspended form 11. The drying in the drying chamber is carried out at a temperature of 180240 ° C for about 30 minutes. Such drying is mandatory for further high-quality processing of castings in accordance with the claimed method, since the silumins tend to emit gas during heating, which can damage the applied barrier layer. Upon completion of the casting drying, the temperature of which is not less than 40 ° C, is directed to the area 4 applying a barrier layer to the casting, namely to the spraying chamber 13, where the casting by means of a spray gun Simply connected to a 15-capacity polymer lacquer of high-temperature drying ΗΖΡ01Ε -Κ20 500011, in the electrostatic field sprayed high-temperature drying varnish ΗΖΡ01Ε-Κ20 500011 with a layer thickness of 40-50 microns. Castings coated with a layer of polymer are then sent to the reflow chamber 16. Melting is carried out by melting in two stages. In the first stage, the temperature is brought to 180 ° C and the casting is maintained for about 10 minutes, and in the second stage, the temperature is adjusted to 240 ° C and the casting is maintained for about 20 minutes, then cooled in a closed reflow chamber 16 for about 30 minutes with constant air circulation. At the exit of the chamber 16, the reflow products have a glossy dark brown color, gloss over 100% at an angle of 60 °. Then the cooled castings with the applied barrier layer are directed to the area 5 of applying a decorative metal protective coating to the castings, where they are first degreased with a degreasing tool 17 by rubbing the surface with white spirit (nephras C2 80/120). After degreasing the casting with the applied barrier layer is placed on a special equipment in the chamber of a vacuum deposition unit 18 of the magnetron type UVN-75 for applying (spraying) a decorative protective coating, for example, under glossy chrome (molten alloy X20H80). Turn on the pumping unit and create a vacuum in the chamber up to 10 -3 Pa for approximately 10-15 minutes. After that, the ion source of purification of the IEF is turned on with the supply of argon gas to the chamber through the dosing leak of air. After 15 minutes, heat is turned on and the castings are heated to a temperature of 60-65 ° C. At the end of the RIF purification, the vacuum in the chamber reaches 10 -4 Pa. After the castings are heated, the sputtering process is started, for which a magnetron is turned on and gaseous argon is fed to the X20H80 alloy being sputtered (target) and a light-blue plasma must burn on the target surface. The spraying process for each batch of castings simultaneously placed in the chamber is carried out for 25 minutes under a vacuum of 10 -5 Pa. At the end of the spraying process include air intake into the chamber.
Практика показала, что качество напыления (адгезия) декоративно-защитного слоя зависит от температуры отливки на стадии напыления, качества ионной очистки, достижения заданной степени вакуума.Practice has shown that the quality of spraying (adhesion) of a decorative protective layer depends on the temperature of the casting at the stage of spraying, the quality of ion cleaning, and the achievement of a given degree of vacuum.
Испытания полученного изделия - дверной ручки из силумина марки ΑΚ9 с декоративно-защитным металлическим покрытием из сплава Х20Н80 - показали соответствие полученных покрытий по всем показателям всех классов покрытий требованиям ГОСТ 538-2001.Tests of the resulting product - a door handle of Silumin grade ΑΚ9 with a decorative protective metal coating of alloy X20H80 - showed the compliance of the obtained coatings for all indicators of all coating classes with the requirements of GOST 538-2001.
В общем случае, полученное защитно-декоративное покрытие не требует дополнительной защиты. Однако при необходимости получения декоративно-защитного покрытия под золото, на полученное декоративно-защитное покрытие под глянцевый хром можно нанести полимерный золотистый лак по технологии, применяемой для нанесения на отливку барьерного слоя, с той лишь разницей, что оплавление лакового покрытия осуществляют в одну стадию при температуре 160-180°С в течение 30 мин.In general, the resulting protective and decorative coating does not require additional protection. However, if it is necessary to obtain a decorative protective coating for gold, the resulting decorative protective coating for glossy chrome can be applied to the polymer gold lacquer according to the technology used to apply the barrier layer to the casting, with the only difference that the melting of the varnish coating is carried out in one stage temperature of 160-180 ° C for 30 minutes.
Источники информации.Information sources.
1. Международная заявка РСТ/И82006/043296, опубл. 07.09.2007, номер публикации АО 2007/100363 Α1.1. International application PCT / I82006 / 043296, publ. September 7, 2007, publication number of the joint-stock company 2007/100363 1.
2. Международная заявка РСТ/И801/32568, опубл. 02.05.2002, номер публикации АО 02/34961 А1.2. International application PCT / I801 / 32568, publ. 05/02/2002, publication number of joint-stock company 02/34961 A1.
3. Заявка ЕР 1600525 А1, опубл. 30.11.2005.3. Application EP 1600525 A1, publ. November 30, 2005.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001070A EA018194B1 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Process line and method for manufacturing articles from aluminium alloys with decorative-protection metal coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001070A EA018194B1 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Process line and method for manufacturing articles from aluminium alloys with decorative-protection metal coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201001070A1 EA201001070A1 (en) | 2011-10-31 |
| EA018194B1 true EA018194B1 (en) | 2013-06-28 |
Family
ID=44925757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201001070A EA018194B1 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Process line and method for manufacturing articles from aluminium alloys with decorative-protection metal coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA018194B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612113C1 (en) * | 2015-11-24 | 2017-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method for ion-plasma application of wear and corrosion resistant coating on items of aluminum alloys |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU264102A1 (en) * | 1968-05-20 | 1970-02-10 | Специальное конструкторское бюро вакуумных покрытий при Госплане | METHOD OF OBTAINING PROTECTIVE-DECORATIVE COATINGS |
| SU783361A1 (en) * | 1979-01-05 | 1980-12-01 | Специальное Конструкторское Бюро Вакуумных Покрытий При Госплане Латвийской Сср | Method of metallic plating of aluminium and its alloys |
| JPS60128258A (en) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | Showa Alum Corp | Production of aluminum material for vacuum |
| RU1760776C (en) * | 1990-02-08 | 1994-08-30 | Научно-исследовательский институт знакосинтезирующей электроники "Волга" | Method for thin film deposition by magnetron |
| WO2002034961A1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-02 | Goodrich Technology Corporation | Vacuum metalization process for chroming substrates |
| RU2200769C2 (en) * | 2001-05-25 | 2003-03-20 | Рычков Борис Александрович | Method of forming goldish-color corrosion-resistant coatings |
| RU2313619C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-12-27 | Борис Олегович Архангельский | Tube metallization line |
-
2010
- 2010-03-30 EA EA201001070A patent/EA018194B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU264102A1 (en) * | 1968-05-20 | 1970-02-10 | Специальное конструкторское бюро вакуумных покрытий при Госплане | METHOD OF OBTAINING PROTECTIVE-DECORATIVE COATINGS |
| SU783361A1 (en) * | 1979-01-05 | 1980-12-01 | Специальное Конструкторское Бюро Вакуумных Покрытий При Госплане Латвийской Сср | Method of metallic plating of aluminium and its alloys |
| JPS60128258A (en) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | Showa Alum Corp | Production of aluminum material for vacuum |
| RU1760776C (en) * | 1990-02-08 | 1994-08-30 | Научно-исследовательский институт знакосинтезирующей электроники "Волга" | Method for thin film deposition by magnetron |
| WO2002034961A1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-02 | Goodrich Technology Corporation | Vacuum metalization process for chroming substrates |
| RU2200769C2 (en) * | 2001-05-25 | 2003-03-20 | Рычков Борис Александрович | Method of forming goldish-color corrosion-resistant coatings |
| RU2313619C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-12-27 | Борис Олегович Архангельский | Tube metallization line |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201001070A1 (en) | 2011-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2300371T5 (en) | Vacuum metallization process to chromate substrates | |
| JP2019515790A (en) | Method for producing coated substrate, coated substrate and use thereof | |
| King | Surface treatment & finishing of aluminium | |
| TW553822B (en) | Magnesium alloy moldings and method for manufacturing thereof | |
| CN108543687A (en) | A kind of high ductibility periodic variable alloy protecting film and forming method | |
| CN105803458B (en) | A kind of surface treatment method of non-crystaline amorphous metal | |
| JP2011074490A (en) | Surface treatment method of magnesium and magnesium alloy for imparting brightness/decorating property, high corrosion resistance and functionality | |
| US20180291499A1 (en) | Method for manufacturing coated substrates, coated substrates, use thereof, and systems for manufacturing coated substrates | |
| US5558759A (en) | Metal finishing process | |
| CN109926295A (en) | A kind of workmanship of spraying plastics of high adhesion force coating | |
| US7150923B2 (en) | Chrome coating composition | |
| CN106694344A (en) | Metal protection layer and method for forming metal protection layer | |
| TW201420792A (en) | Fully dry wire drawing method for plastic base material | |
| CN102616083A (en) | Surface treatment pattern vacuum deplating process (PPVD) | |
| JP6446435B2 (en) | Gloss control of plastic substrates with metallic finish | |
| EA018194B1 (en) | Process line and method for manufacturing articles from aluminium alloys with decorative-protection metal coating | |
| RU2012145763A (en) | METHOD FOR APPLYING TITANIUM ALUMINIDE AND A SURFACE PRODUCT FROM TITANIUM ALUMINIDE | |
| EP1793019A2 (en) | Multivalent electrolytic process for the surface treatment of non ferrous metallic material | |
| CN110004412A (en) | A kind of allumen process of surface treatment | |
| KR101473641B1 (en) | Surface treatment method for internal/external metal material by coating aluminium equiaxed structure using cvd process, and internal/external metal material treated by the same | |
| CN110052377A (en) | A kind of workmanship of spraying plastics of high gloss coating | |
| US11542591B2 (en) | Method for producing coated substrates, coated substrates and use thereof | |
| KR102055682B1 (en) | High Corrosion Resistant Surface Treatment Coating Method of Magnesium Die-Casting Alloy | |
| US10174427B2 (en) | Method for treatment of surfaces | |
| KR20180115161A (en) | Painting-dry plating method of nonferrous metal and Painting-dry plating product of nonferrous metal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |