一种锌合金高硬度耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法 |
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| 申请号 | CN201410347609.6 | 申请日 | 2014-07-22 | 公开(公告)号 | CN104099616B | 公开(公告)日 | 2016-03-30 |
| 申请人 | 宁波威霖住宅设施有限公司; | 发明人 | 牛虎东; 王应泉; 明松; 吴子豹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及到一种锌 合金 高硬度耐磨损仿电 镀 六价铬的 表面处理 方法，其特征在于包括下述步骤：1)将待处理锌合金 工件 进行表面处理；2)将工件放入 氢氟酸 液中浸蚀活化；3)将活化后的工件用纯 水 清洗干净后放入 氧 化 硅 烷槽液中进行硅烷转化膜处理；处理后对工件进行水洗；4)对工件放入 电泳 液中进行电泳，在工件表面形成电泳涂层；5)清洗；6)预干燥；7)紫外光 固化 ；8)将工件挂至PVD炉内，形成一层 金属陶瓷 复合膜；9)最后在工件表面再进行 物理气相沉积 ，沉积上一层透明DLC 薄膜 。本发明解决了电 镀锌 合金因 压铸 砂眼巢穴等问题造成的良品率低的问题，品质稳定，良品率高；环境友好，工序简单，能耗低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种锌合金高硬度耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法，其特征在于包括下述步骤： |
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| 说明书全文 | 一种锌合金高硬度耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法技术领域背景技术[0002] 目前市场上锌合金镀铬的产品都是电镀六价铬，采用传统的水电镀工艺。水电镀工艺存在以下缺点：(1)耗水耗能大，产出大量废水及废渣，废水废渣处理费用高；(2)使用有害化学镀液与添加剂；(3)排放有毒废气；(4)耗用金属量大；(5)使用的六价铬对人体有害。并且锌合金电镀六价铬经常会出现镀层起泡、镀层与基体脱离等现象，而且由于锌合金的压铸工艺对电镀品质有非常大的影响，压铸件表面不能有疏松、裂纹、气孔、气泡、缩孔、冷纹、针孔等缺陷，否则就会出现电镀外观缺陷和功能不良的问题。 [0003] 公告号为CN102758237A的中国发明专利申请公开了《一种锌合金高耐蚀仿六价铬颜色的表面处理方法》，其包括以下步骤：1)将锌合金胚件进行超声波除蜡除油处理；2)对经过步骤1)处理的锌合金胚件进行阳极氧化处理；3)对经过步骤2)处理的锌合金胚件进行电泳涂装、水洗、烘干处理；4)对经过步骤3)处理的锌合金胚件转入紫外光固化喷漆线上进行喷UV底漆，流平、UV固化；5)对经过步骤4)处理的锌合金胚件挂入物理气相沉积炉进行等离子体处理后，进行物理气相沉积镀膜处理；6)对经过步骤5)处理的锌合金胚件转入UV喷漆线上进行喷紫外光固化中层漆，流平、UV固化，再喷透明UV面漆，流平，UV固化，并在紫外光固化中层漆中调配出电镀6价铬金属的颜色，完成锌合金高耐蚀仿六价铬颜色的表面处理。 [0004] 该仿六价铬颜色的表面处理方法采用热固化电泳底涂，固化温度在140-170℃，但锌合金压铸件存在砂眼巢穴，在140-170℃烘烤条件下，电泳涂层容易出现火山口，凹坑等影响外观的缺陷，外观缺陷较多，良品率低，且镀层硬度及耐磨性能差；并且该申请采用大量化学药剂除蜡除油，导致排放大量废水。 [0005] 公告号为CN102758176A的中国发明专利申请公开了《一种在金属表面进行全干法复合镀膜的方法》，该法主要是直接在抛光的金属基材上进行仿电镀六价铬的表面处理方法，其对金属基材抛光要求高，抛光表面要求光亮如镜，对于压铸锌合金的砂眼巢穴等，该方法无能为力。 发明内容[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种锌合金表面高硬度、耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法，从而取代传统水电镀六价铬工艺。 [0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该锌合金高硬度耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法，其特征在于包括下述步骤： [0010] 3)将活化后的工件用纯水清洗干净后放入氧化硅烷槽液中，进行硅烷转化膜处理；所述氧化硅烷槽液为OXSILAN 9830和OXSILAN Additive9906或OXSILAN Additive9905以及纯水的混合物，其中OXSILAN 9830的用量为质量浓度1.0-1.5％，OXSILAN Additive9906或OXSILAN Additive 9905的用量为质量浓度2.0-2.5％，其余为纯水；采用OXSILAN Additive 9951或OXSILAN Additive 9960调节氧化硅烷槽液的pH值； [0011] 所述硅烷转化膜处理的活化点为1.0-6.5，pH为3.0-6.0，电导率<2500μS/cm，温度为15-35℃，处理时间30-150秒，硅烷转化膜层厚度为0.05-0.5μm；处理后对工件进行纯水洗。采用硅烷转化膜处理，增强UV电泳涂层与锌合金基材的结合力，且提高抗腐蚀性能。 [0012] 4)将工件放入电泳液中进行电泳，所述电泳液包括成膜物质UC-2000电泳漆树脂、溶剂和纯水；其中溶剂为乙二醇丁醚，溶剂的质量浓度为1.0-2.5％，固体份为10±2％；电泳液的pH为3.4-4.5，电导率200-400μS/cm，酸值(AV)16-25KOH mg/g；电泳温度为 20-30℃，电泳电压为30-70V，电泳时间为30s-180s，极板材料为石墨或不锈钢板，电泳过程中使用泵循环搅拌；电泳涂层的厚度为5-20μm。采用高光透明UV电泳，涂层硬度高，固化快速且温度低；对有盲孔等复杂锌合金件来说，涂层覆盖全面；涂层提高抗腐蚀性能，对基材缺陷整平性好，电泳涂层光亮度高，物理气相沉积镀膜后可以形成光亮如镜的表面效果。 [0013] 5)对电泳后的工件先进行UF液清洗，然后再进行水洗，并将工件表面的水吹干； [0014] 6)对工件进行预干燥，预干燥温度为75±5℃，预干燥时间为15±5min； [0016] 8)将工件挂至PVD炉内，抽真空后，通惰性气体，开离子源，进行离子辉光活化；关闭离子源，抽真空后，通入惰性气体，打开偏压电源，打开电弧靶、溅射靶电源，进行真空镀铬；关闭偏压，电源及氮化铬气相沉积，在工件表面形成一层金属陶瓷复合膜； [0017] 所述惰性气体为氩气及氧气；所述离子辉光活化的时间为1～8min；所述反应气体为氮气，所述真空镀铬及氮化铬的时间为1～35min，所述金属陶瓷复合膜的厚度0.1-2.5μm。 [0018] 间隔物理气相沉积金属铬及氮化铬涂层，可有效避免氮化铬应力高所导致的开裂问题。 [0019] 9)最后在工件表面再进行物理气相沉积处理，即PVD，采用电弧方法沉积在工件表面形成一层DLC薄膜，以进一步提高锌合金件的硬度及耐磨损性能。DLC薄膜厚度可以根据需要设定。 [0020] 与现有技术相比较，本发明解决了电镀锌合金因压铸砂眼巢穴等问题造成的良品率低的问题，品质稳定，良品率高；处理过程中没有重金属等废物排放，对人、环境友好，工序简单，能耗低；制备的锌合金仿电镀六价铬颜色可与电镀六价铬媲美，外观很难分辨；且镀层表面硬度高、耐磨损，可媲美六价铬电镀层；尤其适用于汽配件、卫浴、家电等行业的配件处理。 具体实施方式[0021] 以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。 [0022] 本施范例以锌合金卫浴把手配件的表面处理为例说明该锌合金高硬度耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法。 [0023] 该处理方法包括下述步骤： [0024] 1、一种锌合金高硬度耐磨损仿电镀六价铬的表面处理方法，其特征在于包括下述步骤： [0025] 1)将待处理锌合金把手表面进行抛光处理，然后在真空条件下使用碳氢清洗剂清洗，除去把手表面的油污后，在真空条件下干燥； [0026] 2)将干燥后的把手放入质量浓度为1.5-2％的氢氟酸液中浸蚀活化，活化温度为15-35℃，活化时间为10-35秒，活化完成后用纯水清洗干净； [0027] 3)将清洗干净的把手放入氧化硅烷槽液中进行硅烷转化膜处理；本实施例中氧化硅烷槽液为凯密特尔化学品有限公司(Chemetall)出品的OXSILAN 9830和OXSILAN Additive9906以及纯水的混合物；OXSILAN Additive9906也可以用OXSILAN Additive 9905代替；氧化硅烷槽液中OXSILAN 9830的质量浓度为1.0-1.5％，OXSILAN Additive9906的质量浓度为2.0-2.5％，其余为纯水；采用OXSILAN Additive 9951或OXSILAN Additive 9960调节氧化硅烷槽液的pH值至3.0-6.0。 [0028] 硅烷转化膜处理的活化点为1.0-6.5，pH为电导率<2500μS/cm，温度为15-35℃，处理时间30-150秒，硅烷转化膜层厚度为0.05-0.5μm；处理后对把手进行纯水水洗。 采用硅烷转化膜处理，增强UV电泳涂层与锌合金基材的结合力，且提高抗腐蚀性能。 [0029] 4)将把手放入电泳液中进行电泳处理。电泳液包括成膜物质UC-2000电泳漆树脂、溶剂和纯水；其中UC-2000电泳漆树脂为日本清水产业株式会社出品的ELECOAT系列，溶剂为乙二醇丁醚，溶剂的质量浓度为1.0-2.5％，固体份为10±2％；电泳液的pH为3.4-4.5，电导率200-400μS/cm，酸值(AV)16-25KOH mg/g；电泳温度为20-30℃，电泳电压为30-70V，电泳时间为30s-180s，电泳时间主要是与电泳涂层的厚度相对应；极板材料为石墨或不锈钢板，电泳过程中使用泵循环搅拌；电泳涂层的厚度为5-20μm。本实施例中涂层厚度为10μm，电泳时间为100s。采用高光透明UV电泳，涂层硬度高，固化快速且温度低；对有盲孔等复杂锌合金件来说，涂层覆盖全面；涂层提高抗腐蚀性能，对基材缺陷整平性好，电泳涂层光亮度高，物理气相沉积镀膜后可以形成光亮如镜的表面效果。 [0030] 5)对电泳后的把手先进行UF液清洗，然后再进行纯水洗，并将把手表面的水吹干； [0031] 6)将把手放入红外线炉内进行预干燥，预干燥温度为75±5℃，预干燥时间为15±5min； [0032] 7)然后再放入UV固化炉中对把手进行紫外光固化；紫外光固化使用高压水银灯2 照射，2800-4000MJ/cm以上； [0033] 8)将把手挂至PVD炉内，抽真空至真空度为8×10-3Pa；然后开离子源，通惰性气体保护气体，再进行离子辉光活化；离子辉光活化条件为：离子源电流0.3A，偏压450V占空比 |
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