一种锌合金的干式代电镀表面处理方法与流程

文档序号:15290653发布日期:2018-08-29 00:47阅读:638来源:国知局

本发明属于金属的表面处理技术领域,尤其涉及一种锌合金的干式代电镀表面处理方法。



背景技术:

锌合金材料具有许多优点,例如成本低,加工性优良,机械强度佳等,因此在工艺上用途很广。但是锌合金也存在一些缺陷,例如表面化性太活泼,在空气中容易变化,在水中(酸、碱等环境)更容易起反应。另外,锌合金的压铸条件较为严苛,成形工件内部容易有孔洞,这些不利因素造成锌合金抗腐蚀能力差,使用寿命短等问题,在锌合金的电镀过程中往往就是电镀液残留在工件的孔洞内因而产生腐蚀点,当腐蚀点一旦形成便容易扩大,结果工件脆化,产品的性能满足不了要求。而立避免孔洞生成腐蚀,锌合金的电镀起期便要用剧毒性的氰化物做孔洞封闭。这更造成锌合金的电镀污染与风险大大提高。有些科技单位虽然开发出无氰化物的锌合金电镀工艺,但是品质不稳定,迄今无法大量推广使用。很显然,工业上亟需研发出一种功能性高、耐蚀性优异,外观又与电镀品相同的锌合金环保表面处理技术。



技术实现要素:

针对以上技术问题,本发明公开了一种锌合金的干式代电镀表面处理方法,解决了上述电镀锌合金不环保而且耐蚀性差的问题。

对此,本发明采用的技术方案为:

一种锌合金的干式代电镀表面处理方法,其包括以下步骤:

步骤s1,在锌合金的表面涂上底涂;

步骤s2,将步骤s1的工件在pvd炉内进行溅射镀铝膜;

步骤s3,将步骤2的工件在pvd炉内镀金属m颜色膜;

步骤s4,在经过步骤s3处理的工件的表面涂上面漆。

采用此技术方案,利用金属铝比zn活泼的原理,在锌合金的表面涂上底涂后,具有较好的粘结力,然后溅射镀铝膜,在外界的氧和水分渗透到镀层内部时,al首先进行反应,消耗掉氧,具有很好的抗腐蚀性,更好的保护锌合金基材。其中金属m颜色膜层提供外观的颜色。面涂层起到更好的表面保护的作用。

优选的,步骤s1中,所述底涂为有机底涂;在锌合金的表面涂上底涂前,先涂底水。进一步的,所述底涂的厚度为6-20μm。有机底涂可以采用现有技术常规的有机底涂,如uv漆或pu漆。

优选的,步骤s4中,所述面漆为有机面漆;在经过步骤s3处理的工件的表面涂上面漆前,先涂底水层。进一步的,所述底水层的厚度为0.5-3μm。进一步的,所述面涂的厚度为6-15μm。

优选的,所述溅射镀铝膜与金属m颜色膜的厚度之和为0.05-1μm。

作为本发明的进一步改进,步骤s2中,所述铝膜的厚度为0.01~1μm;优选的,所述铝膜的厚度为0.01~0.5μm。

作为本发明的进一步改进,步骤s2还包括,溅射镀铝膜后,在pvd炉内共镀al-m复合金属层,其中m为cr、al、zn、ti、cu、ni或其组合的合金。

采用此技术方案,通过溅射镀铝膜后,在pvd炉内共镀al-m复合金属层,在溅射镀铝膜层、金属m颜色膜层之间设有al-m复合金属层,起到更好的层间结合力的作用,另外,形成层间的逐渐过渡,至少两层含有al,同时起到更好的抗腐蚀的作用,大大降低了腐蚀的速度。

优选的,所述al-m复合金属层和金属m颜色膜的厚度总和为0.02-2μm;优选的,所述al-m复合金属层和金属m颜色膜的厚度总和为0.05-0.5μm。

作为本发明的进一步改进,步骤s1前,还包括在锌合金的表面涂上预处理粘结液形成预处理粘结层。

作为本发明的进一步改进,所述预处理粘结液采用以下步骤制备:

步骤a1,制备多层还原氧化石墨烯微片接枝氯化苯乙烯的聚合物rgo-clps;

步骤a2,制备纳米铝粒子浸渗rgo-clps,将纳米铝粒子浸渗rgo-clps与树脂混合搅拌,得到预处理粘结液。

采用此技术方案,首先在锌合金的表面进行预处理,使锌合金与底涂层具有更好的粘结力,另外,在锌合金的表面采用含有纳米铝粒子浸渗rgo-clps的预处理粘结层,石墨烯具有很好的导电性能,将镀层中活泼的电子传导入铝中,将锌合金与外界阻隔,具有更好的抗腐蚀性能。

作为本发明的进一步改进,步骤a1包括以下子步骤:

子步骤a101,制备氧化石墨烯接枝二氯苯乙烯单体go-clsm;

子步骤a102,将氧化石墨烯接枝二氯苯乙烯单体go-clsm还原,得到多层还原氧化石墨烯接枝二氯苯乙烯单体rgo-clsm;

子步骤a103,将多层还原氧化石墨烯接枝二氯苯乙烯单体rgo-clsm进行聚合反应,得到多层还原氧化石墨烯微片接枝的聚合物rgo-clps。

优选的,子步骤a101包括:将氧化石墨烯微片与二氯苯乙烯加入到溶剂中,搅拌混合;然后加入氯化银,进行回流反应12-24h,温度为50-80℃;反应结束后实施抽滤,清洗,真空干燥,得到多层氧化石墨烯微片接枝的go-clsm单体,其中sm代表styrenemonomer,苯乙烯单体的意思,go代表grapheneoxide。

优选的,其中氧化石墨烯微片与二氯苯乙烯的摩尔比为1:8~10。

优选的,溶剂为dmac溶液。

优选的,所述氯化银溶液的用量为氧化石墨烯质摩尔量的0.2~0.5%。

优选的,真空干燥的温度为70-90℃,时间为30-60min。

优选的,子步骤a102包括,将所制得的go-clsm加入到水合肼溶液中,并在100~140℃油浴温度条件下回流18~24h,反应结束后进行抽滤,清洗,真空干燥,即得到多层还原氧化石墨烯微片接枝的单体,即rgo-clsm。进一步的,真空干燥的温度为70-90℃,时间为20-30min。

优选的,子步骤a103包括,将所制备出的rgo-clsm单体和二乙烯基苯及二甲基丙烯酸乙二醇酯混合后进行聚合反应,得到多层还原氧化石墨烯微片接枝的聚合物rgo-clps。

进一步的,子步骤a103包括,将所制备出的rgo-clsm单体和二乙烯基苯及二甲基丙烯酸乙二醇酯按照摩尔比为2:0.8-1.2:0.5-0.8加入到纯水溶液中,先在40~60℃条件下预聚合反应10-30min,然后升温至70~90℃反应3-6h,得到的产物再用水洗涤干净,再在真空烘箱内60-80℃下干燥30-60min,得到多层还原氧化石墨烯微片接枝的聚合物rgo-clps。

作为本发明的进一步改进,步骤a2包括以下子步骤:

子步骤a201,将多层还原氧化石墨烯微片接枝的聚合物rgo-clps与纳米铝浆进行浸渗复合,得到纳米铝粒子浸渗的rgo-clps;

子步骤a202,将纳米铝粒子浸渗的rgo-clps与树脂、助剂、溶剂混合,得到预处理粘结液。

优选的,所述子步骤a201包括,取rgo-clps和纳米铝浆、二甲基酰胺和十二烷基苯磺酸钠在60-80℃下混合均匀,即得到纳米铝粒子浸渗的rgo-clps,简称以rgo/al-clps为代号。

优选的,rgo-clps、纳米铝浆、二甲基酰胺、十二烷基苯磺酸钠的重量比为1:0.3~0.8:2~4:0.05~0.2。

优选的,rgo-clps、纳米铝浆、二甲基酰胺、十二烷基苯磺酸钠的重量比为1:0.5:3:0.1。

优选的,所述纳米铝浆中铝粒子的粒径为5-100nm;优选的,所述纳米铝浆中铝粒子的粒径为5-20nm。

作为本发明的进一步改进,所述预处理粘结液包括的组分及其重量百分比为:纳米铝粒子浸渗rgo-clps5~10%,树脂10~20%,粘结促进剂0.5-3%,分散剂0.3-2%,流平剂0.2-0.5%,其余为溶剂。

作为本发明的进一步改进,所述树脂为聚酰胺、聚丙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯和氯丁橡胶中的一种或多种组合。

作为本发明的进一步改进,所述粘结促进剂为硅烷偶联剂、氯化pp或磷酸酯功能单体的一种或多种组合。

作为本发明的进一步改进,所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸镁。

作为本发明的进一步改进,所述流平剂为丙烯酸类流平剂。

作为本发明的进一步改进,所述预处理粘结层的厚度为2-5μm。

优选的,所述面涂的厚度为6-15μm。

本发明提供了一种仿电镀外观的锌合金高功能表面处理工艺,它揭示了一种以多层还原氧化石墨烯微片接枝聚合物,经纳米铝浆浸渗复合后,与树脂、溶剂等组成一种胶粘液将此种胶粘液喷涂在锌合金胚件上,干燥后形成一种阻隔与粘结性能俱佳的预处理层。接着在其上喷涂一种有机底涂,干燥后转挂到pvd设备中实施复合金属镀膜,最后喷上一层有机面涂,即得到功能性优异的仿电镀锌合金产品,抗腐蚀性十分突出。

进一步的,本发明的工艺步骤如下:

(1)制备多层还原氧化石墨烯微片接枝氯化苯乙烯的聚合物rgo-clps。

(2)制备纳米铝浆浸渗rgo-clps与制备预处理粘结液:

将上述所制备的rgo-clps与纳米铝浆助剂、二甲基酰胺和十二烷基苯磺酸钠等混合加热搅拌均匀,条件为60-80℃,10-30min,即得到纳米铝浸渗复合的rgo-clps溶液,将此溶液与树脂、溶剂、流平剂等复配便可直接喷涂在锌合金胶件上,干燥后形成一种封闭水气与胶粘促进的预处理层。

(3)在步骤(2)所得的锌合金工件上喷涂一种涂料,可以为pu或uv漆干燥后形成一层高光的有机底涂。

(4)将步骤(3)处理后的工件转挂到pvd炉内实施一种al/al-m/m的真空连续复合镀膜。

(5)镀合金膜后的工件从pvd炉内取出,先喷上一层底水(金属附着力促进剂),厚度约为1-2μm,然后喷上一层pu或uv涂料(厚度约6-20μm),干燥后形成一层保护性有机面涂。

以上工艺构成一种锌合金的干式环保型表面处理技术,可以取代锌合金水电镀工艺。

优选的,m可以为cr、al、zn、ti、cu、ni、zr或其组合合金。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

采用本发明的技术方案,可以得到功能性优异的仿电镀锌合金产品,具有十分突出的抗腐蚀性,还具有出色的抗冷热循环性能。本发明提提供了一种锌合金的干式环保型表面处理技术,可以取代锌合金水电镀工艺,更加环保。

附图说明

图1为本发明实施例1的有改性rgo-clps-al粘结层干式喷镀锌合金表面处理工艺流程图。

图2为本发明实施例2的无改性rgo-clps-al粘结层干式喷镀锌合金表面处理工艺流程图。

图3为本发明实施例1的锌合金代电镀表面处理产品的断面结构图。

图4为对照例1的传统的氰化物电镀锌合金胚件的工艺流程图。

图5为对照例2的改良型无氰化物电镀锌合金胚件的工艺流程图。

图6是对照例3的一般干式喷镀锌合金表面处理工艺流程图。

图7是本发明实施例3的改良型的干式喷镀锌合金表面处理工艺流程图。

具体实施方式

下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

优选的,所述锌合金的干式代电镀表面处理方法,其包括以下步骤:

步骤1制备多层还原氧化石墨烯微片接枝氯化苯乙烯的聚合物rgo-clps;

步骤1-1,先制备氧化石墨烯接枝二氯苯乙烯单体go-clsm;

将氧化石墨烯微片与二氯苯乙烯按照1:8~10的摩尔比加入到dmac溶液中,搅拌混合10-30min,然后加入占氧化石墨烯摩尔量0.2~0.5%的氯化银溶液,进行回流反应12-24h,温度为50-80℃,反应结束后实施抽滤,并再用分析纯乙酸乙酯进行清洗,然后再真空烘箱内80℃干燥30-60min,得到多层氧化石墨烯微片接枝的go-clsm单体,其中sm代表styrenemonomer,苯乙烯单体的意思,go代表grapheneoxide氧化石墨烯。

步骤1-2,将go-clsm还原成rgo-clsm(多层还原氧化石墨烯接枝二氯苯乙烯单体);

将步骤1-1所制得的go-clsm加入到水合肼溶液中,并在油浴120℃条件下回流18~24h,反应结束后进行抽滤,再用分析纯纯水进行清洗,然后再真空烘箱内用80℃干燥20-30min,即得到多层还原氧化石墨烯微片接枝的单体,即rgo-clsm。

步骤1-3,制备聚合物rgo-clps;

将步骤1-2所制备出的rgo-clsm单体和二乙烯基苯及二甲基丙烯酸乙二醇酯按照摩尔比为2:1:0.5-0.8加入到纯水溶液中,先在50℃条件下预聚合反应10-30min,然后升温至80℃反应3-6h,得到的产物再用水洗涤干净,再在真空烘箱内60-80℃下干燥30-60min,得到多层还原氧化石墨烯微片接枝的聚合物rgo-clps。

步骤2,制备纳米铝浆浸渗rgo-clps与制备预处理粘结液;

步骤2-1,将rgo-clps用纳米铝浆浸渗复合:取rgo-clps和纳米铝浆(铝粒子的粒径5-100nm)、二甲基酰胺和十二烷基苯磺酸钠按照重量比1:0.5:3:0.1分散均匀,条件为60-80℃,10-30min,即得到纳米铝粒子浸渗的rgo-clps,简称以rgo/al-clps为代号。

步骤2-2,配置预处理粘结层溶液;

步骤2-1所得到的纳米铝粒子浸渗rgo-clps液投到树脂与溶剂中搅拌30-60min,即得到预处理粘结液,其组成及所占的重量百分比为:

(1)纳米铝粒子浸渗rgo–clps占5-10%;

(2)树脂(聚酰胺、聚丙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯和氯丁橡胶中的一种或多种组合)占10-20%

(3)粘结促进剂(硅烷偶联剂、氯化pp或磷酸酯功能单体的一种或多种组合)占0.5-3%

(4)分散剂(硬脂酸钙或硬脂酸镁)占0.5-2%

(5)流平剂(丙烯酸类)占0.2-0.5%

(6)其余为溶剂占64.5~83.8%

此种预处理粘结液可以喷涂在锌合金胚件上,干燥(50-60℃,2-5min)后形成一种可阻隔水汽并促进接着有机涂料(特别是uv型涂层)的预处理层。此预处理粘结层的代号为rgo-clps-al。

步骤3,喷涂有机底涂;

在上述步骤s2所得到的锌合金工件上喷涂一层pu或uv漆,干燥后形成一层高光镜面的有机底涂,涂层厚度为6-15μm。

步骤4,将喷完有机底涂的锌合金工件转挂到pvd炉内实施一种特殊的al/al-m/m的真空连续复合镀膜。

步骤4-1,pvd炉抽真空至7×10-3pa,通入氧气流量100-300sccm,使用等离子源电压300-500v,在工件表面做等离子辉光清洗3-5min。然后开启溅射镀铝膜。铝靶的功率电流为8-15a,偏压380-400v,氩气流量为100-150sccm。镀铝时间为每次镀3min即停止3-5min(冷却),此为一个周期。总共做溅射铝4-6次,4个周期工溅射12min。总镀膜时间若低于12min,或溅射铝膜厚度低于0.1μ,则产品的抗腐蚀性能不佳,即不易通过抗腐蚀cass8h的测试。

步骤4-2,溅射镀铝膜完成以后,开启al-m复合镀膜。此处m代表铝、镍、钛、铜、锆等金属的一种或其中任两种金属的合金,以铬代表m时,此种复合镀膜的操作方法为:

(1)使用电流镀铬与溅射镀铝同时启动;

(2)电弧铬靶的电流为60-80a,溅射铝靶的电流为8-15a;

(3)通入氩气的流量为100-00sccm;

(4)实镀时间为每次镀膜4min后即将电流归零冷却5min。

此为一个共镀周期,总共需镀膜2-3个周期。

步骤s403,实施共镀后,立即进行电弧镀有色金属膜做为外观颜色。以外观为光亮铬色为例:启动电弧铬靶,电源调为60-90a,通入的氩气流量为100-200sccm。镀膜工序为每镀3min即停下冷却5min,此为一个周期,总共镀有色金属膜需3-4个周期。底层5-20μm。

步骤5:喷涂有机面漆;

将步骤4所得的工件喷上一层厚约5-20μm的有机涂料当保护面涂,所用的涂料包括pu、漆或uv漆的一种。

实施例1

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后依本发明技术方案的工艺流程,如图1所示,实施干法代电镀表面处理,本实施例所用的金属颜色外观的金属为铬,即m为cr。包括以下步骤:

步骤1,按照上述步骤1-1、1-2和1-3制备多层还原氧化石墨烯微片接枝氯化苯乙烯的聚合物rgo-clps。其中rgo-clsm单体和二乙烯基苯及二甲基丙烯酸乙二醇酯的反应摩尔比为2:1:0.6;

步骤2,按照上述步骤2-1,2-2配置浸渗纳米铝的预处理粘结液,并喷涂在锌合金胚件上,其配方的组分及其重量百分比为:

1)纳米铝粒子浸渗rgo–clps5%;

2)聚氨酯树脂10%

3)环氧树脂5%

4)烷基丙烯酸酯磷酸酯单体2%

5)硅烷偶联剂1%

6)分散剂硬脂酸锌0.3%

7)丙烯酸类流平剂0.2%

8)其余为溶剂正丁醇与二甲苯76.5%

步骤3,按照上述步骤3在锌合金工件上再喷一层uv底涂,厚度约15μm。

步骤4,按照上述步骤4将工件转移到pvd炉内按照步骤4-1,4-2和4-3工序镀al/al-cr/cr膜,其中溅射铝的膜厚约为0.2μm,共镀al-cr合金膜的膜厚约为0.05μm,电弧镀cr膜的厚度约为0.05μm。

步骤5,将步骤4得到的工件上先喷一层市售底水(金属附着力促进液),其膜厚约为1.5μm,然后再喷上一层厚度约12μm的uv面漆。

本实施例得到的锌合金代电镀表面处理产品的断面结构图如图3所示。

实施例2

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后依本发明技术方案的工艺流程,如图1所示,实施干法代电镀表面处理,本实施例所用的金属颜色外观的金属为锆,即m为zr。包括以下步骤:

步骤1,按照上述步骤1-1、1-2和1-3制备多层还原氧化石墨烯微片接枝氯化苯乙烯的聚合物rgo-clps。其中rgo-clsm单体和二乙烯基苯及二甲基丙烯酸乙二醇酯的反应摩尔比为2:1:0.6;

步骤2,按照上述步骤2-1,2-2配置浸渗纳米铝的预处理粘结液,并喷涂在锌合金胚件上,其配方的组分及其重量百分比为:

1)纳米铝粒子浸渗rgo–clps5%;

2)聚氨酯树脂8%

3)环氧树脂7%

4)烷基丙烯酸酯磷酸酯单体2%

5)硅烷偶联剂1%

6)分散剂0.5%

7)流平剂0.3%

8)其余为溶剂正丁醇与二甲苯76.2%

步骤3,按照上述步骤3在锌合金工件上(已涂有预处理粘结层)再喷一层uv底涂,厚度约12μm。

步骤4,按照上述步骤4将工件转移到pvd炉内按照步骤4-1,4-2和4-3工序,镀al/al-zr/zr连续膜,其中溅射铝的膜厚约为0.25μm,共镀al-zr合金膜的膜厚约为0.05μm;在电弧镀zr膜时,通入流量为150sccm的氮气和流量为100sccm的氩气,zr靶电流120a,镀膜时间共12min,膜厚约为0.03μm。

步骤5,将步骤4得到的工件上先喷一层市售底水(金属附着力促进液),其膜厚约为2μm,然后再喷上一层厚度约14μm的uv面漆。

以上得到的锌合金把手,外观为浅金色。

实施例3

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后依本发明技术方案的工艺流程,如图2所示,实施干法代电镀表面处理,本实施例不采用预处理粘结液,而改用市售底水代之,因此不存在步骤1;另外,本实施例所用的金属颜色外观的金属为铬,即m为cr。包括以下步骤:

步骤1,因为不采用rgo-clps,与实施例1相比,不存在该步骤。

步骤2,锌合金胚件上喷一层市面上所购买的常用底水(金属附着力促进液),膜厚约2μm。

步骤3,在步骤2所得的锌合金工件上喷上一层uv漆,漆膜厚约15μm。

步骤4,将步骤3已喷油uv底涂的锌合金工件送入pvd炉内按照上述实施例4-1,4-2和4-3的工序,镀上al/al-cr/cr连续膜,其中溅射铝层膜厚约0.25μm,共镀al-cr合金膜的厚度约为0.05μm,外观电弧镀cr膜的厚度约为0.05μm。

步骤5,将步骤4所得的锌合金工件移出pvd设备。先喷上一层厚约2μm的市售底水,然后再喷上一层厚度约为14μm的uv面漆。

本实施例所得到的锌合金干法代电镀表面处理产品,虽然功能性不如实施例1和实施例2,但是结合力(5b)、抗冷热循环通过率达到90%,cass4h的耐蚀侧视通过率为80%,故仍可以被市场所接受。

对照例1

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后按照工业上常规的有氰化物电镀锌合工艺实施电沉积祖业,工艺流程图如图4所示。包括以下步骤:

步骤ⅰ,将锌合金压铸胚件40个,先用超声波水洗除油及除蜡,然后进行阴极电解除油,其中阳极为不锈钢板或不锈钢网(304或316材料),而阴极为锌合金胚件,电流密度控制在3a/dm2,电解时间约15s。完成后,有些高标准要求的情况下会再做30s的阳极电解除油(电流密度约0.5a/dm2),使结合力提高。

步骤ⅱ,进行氢氟酸活化,使用质量百分比含量为40%的hf,浓度为12-15ml/l,硼酸为3-5g/l,室温下的活化时间约为30s。

步骤ⅲ,然后使用氰化锌10g/l及氰化亚铜25g/l做氰化物预镀底铜,电流密度约1a/dm2,槽液ph值控制在10左右,于室温下预电镀80s左右即完成。

步骤ⅳ,使用稀硫酸活化,活化时间约为3min。

步骤ⅴ,进行常规的电路硫酸铜;

步骤ⅵ,进行常规的电镀镍(含半光镍和全光镍),镍层厚度约为15μm。

步骤ⅶ,先做铬酸活化(铬酸含量为3g/l左右),再做电镀六价铬或三价铬,铬膜厚度约为0.2μm。

此工艺所得到的锌合金表面外观为光亮的铬色。如果要得到其他颜色,例如金黄色、古铜色、不锈钢色等,则必须将电镀铬后的锌合金工件转挂到pvd炉内进行真空镀膜。

本工艺既采用剧毒性的氰化物,制程中又使用污染危害性大的六价铬,因此制程不环保。

对照例2

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后依如图5所示的改良型无氰化物电镀锌工艺实施电沉积作业。包括以下步骤:

步骤ⅰ,将锌合金压铸胚件40个,先用超声波水洗除油及除蜡,然后进行阴极电解除油。使用电压3v,阳极为不锈钢板,阴极为锌合金胚件,电流密度控制在3a/dm2

步骤ⅱ,在稀盐酸槽中进行活化,液温为室温即可,使用6g/l的hcl,活化时间为45s左右。

步骤ⅲ,接着进行两段式的无氰化物预镀底铜,槽温控制在55℃左右,槽液ph值控制在8.3~9.6。槽液组份为硫酸铜40g/l,促进剂与稳定剂约各为280ml/l,电镀时间共计10min。

步骤ⅳ,使用1%~2%质量百分比含量的硫酸活化,活化时间为3min。

步骤ⅴ,进行常规的电路硫酸铜;

步骤ⅵ,进行常规的电镀镍(含半光镍和全光镍),镍层厚度约为15μm。

步骤ⅶ,先做铬酸活化(铬酸含量为3g/l左右),再做电镀六价铬或三价铬,铬膜厚度约为0.2μm。

此工艺虽然不用有毒的氰化物,但仍使用高污染性的六价铬电镀作业。更不利的因素是品质不稳定,产品耐蚀性不佳,cass4h侧视通过率约为50%,即使提高个各电镀层的厚度(+10%~30%),改善效果仍不明显,工业上不易推广。

对照例3

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后依如图6所示的工艺实施干法喷镀的表面处理流程。包括以下步骤:

步骤1,将锌合金压铸胚件上喷上一层市售的底水(金属附着力促进剂),厚约1-2μm。

步骤2,在步骤1制备出的锌合金工件上喷上一层uv底漆,漆的膜厚约15μm。

步骤3,将前述已喷好uv底漆的锌合金工件送入pvd炉内,进行单一的金属镀膜,所采用的金属靶材可用铬、铝、镍、锆、钛、铜等其中的一种,或其中任何两种的合金;所用的镀法可以是电弧镀,也可以是溅射镀。本例所用的靶材为铝,采用的镀膜方法是电弧镀膜。

步骤4,将步骤3所制备的锌合金工件从pvd炉内取出,先喷上一层厚约2μm的底水,然后再喷上一层厚度约15μm的uv面漆。

本对照例所制备出的锌合金干法表面处理产品,虽然过程环保,但抗腐蚀性能不佳,cass4h的测试通过率仅有30%,不具备商业量产化条件。

本例中,若将靶材金属改用铜、钛、铝或镍,抗腐蚀cass4h通过率都不超过50%。

实施例4

取锌合金压铸胚件40个,清洗干燥后依如图7所示的工艺实施干法喷镀的表面处理流程。包括以下步骤:

步骤1,将锌合金压铸胚件上喷上一层市售的底水(金属附着力促进剂),厚约1-2μm。

步骤2,在步骤1制备出的锌合金工件上喷上一层uv底漆,漆的膜厚约14-15μm。

步骤3,将前述已喷好uv底漆的锌合金工件送入pvd炉内,进行以下步骤:

(1)采用铝靶,在工件表面以溅射方式镀铝膜,靶的功率电流为12a,氩气流量为100sccm,此层溅射铝膜的厚度约为0.25μm。

(2)接着用电弧靶镀铬膜;靶的电流为70a,通入氩气的流量为100sccm,总镀铬时间共计12min。

步骤4,将步骤3所制备的锌合金工件从pvd炉内取出,先喷上一层厚度约2μm的底水,然后再喷上一层厚约15μm的uv面漆。

本实施例所制备出的锌合金干法表面处理产品,过程环保,抗腐蚀性能与对照例2,亦即图5的无氰化物电镀工艺相当,但抗冷热循环性能比图5的胜出很多,因此对于品质要求不严格的市场可被接受。

将上述实施例1~4和对照例1~3的性能进行测试后,对比如表1所示。

表1实施例1、2与对照例1、2、3的功能性比较表

其中,落砂(16升)冲击测试通过和冷热循环测试(条件为:-30±3℃/h→20±5℃/h→65±3℃/h冷热冲击20次)通过为表面没有出现气泡离层,表面不起泡,表面起泡代表不通过。cass耐蚀测试通过为表面没有脱落,起泡或产生腐蚀点。

从表1的功能性测试结果可以得出结论:

1)实施例1和实施例2为本发明工艺的方案,其抗冷热循环性能都很出色,尤其是耐蚀性特别优异,即cass4h,8h的测试通过率都能达到100%通过,可以用来取代水电镀工艺。

2)实施例3亦为本发明的方案,它的抗冷热循环与耐蚀性能均属于次优。当耐蚀性的要求不是特别严格的情况下,它是可以用来做商业化生产,也可以用来取代水电镀。

3)对照例1和对照例子2属于电镀工艺,其耐蚀性能表现不佳,抗冷热冲击性也很差,除非改善其压铸或挤出工艺并提高电镀层厚度,才能提高耐蚀能力。

4)对照例3与对照例2的耐蚀性能不稳定也不好,不足以用来取代水电镀工艺。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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