一种压铸铝合金纽扣及其制备方法与流程

本发明涉及纽扣技术领域，特别涉及一种压铸铝合金纽扣及其制备方法。

背景技术：

目前，金属纽扣毛坯的成型方式主要有压铸和冲压两种方式，成型得到纽坯后，再通过电镀或喷漆等表面处理工艺，制备具有颜色丰富、耐水洗、耐腐蚀性能的纽扣成品。其中，冲压是用冲床等机器将半成品做成成品，压铸是将金属加热成液态，压入模具内成型，得到与模具相同的产品。成型方式的选择与产品结构有关，两种成型方式主要用于获得不同结构的纽扣产品，其中，冲压方式主要用于成型四合扣、鸡眼扣等产品，且通常采用铜带冲压，其它金属冲压扣难以满足实际使用条件而占据极小的市场份额；压铸方式主要用于成型平面扣等纽扣产品，颇受消费者欢迎，占据了较大的市场。

目前，压铸成型的纽扣主要采用锌合金原料，锌合金作为压铸原材料具有生产效率高、压铸件精度高、表面光洁等优点，而且，锌合金具有熔点低、凝固温度范围小、易于填充成型、缩孔倾向小、不容易粘膜和腐蚀模具、抗压耐磨性好等特性，故锌合金压铸件能够很好的接受各种表面处理，如电镀、喷涂、喷漆等，非常适于金属纽扣的生产。然而，锌合金成本较高，利润空间小，企业纷纷提出降本增效等要求。

为解决上述问题，业内曾提出将锌合金替换为低成本原材料如铝合金，其它领域也有采用铝合金替代锌合金来降低成本的案例。然而，不同于其它领域，纽扣行业对产品表面处理效果要求非常高，而铝合金压铸件具有容易粘膜、对金属坩埚易腐蚀、体积收缩大、容易产生缩孔等问题，难以接受各种表面处理或达到理想的表面处理效果，通常产生镀膜鼓泡甚至开裂，表面不平整，难以上色获得的丰富的色彩、耐腐蚀性差等问题。因此，目前业内还没有基于压铸铝合金材料的金属纽扣。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种压铸铝合金纽扣及其制备方法。本发明提供的制备方法能够采用压铸铝合金为坯材，降低成本，同时，能够使纽扣表面光洁、没有鼓泡或开裂，染色效果好，且具有优异的耐腐蚀性。

本发明提供了一种压铸铝合金纽扣的制备方法，包括以下步骤：

a)将铝合金压铸制坯，得到压铸铝合金毛坯；

b)对所述压铸铝合金毛坯进行阳极氧化处理，得到处理后纽坯；

c)对所述处理后纽坯进行染色和封孔处理，得到压铸铝合金纽扣；

步骤a)中所述铝合金包含以下质量比的组分：

mn0～1.8％；

mg0～4％；

zn0～1％；

al余量；

且mn含量和mg含量不同时为0。

优选的，步骤b)中，所述阳极氧化采用恒压模式，阳极氧化的电压为5～15v，时间为5～60min。

优选的，步骤b)中，所述阳极氧化的电压为5～10v，时间为5～20min。

优选的，步骤b)中，所述阳极氧化以步骤a)所得压铸铝合金毛坯为阳极，以石墨电极为对电极，以150～200g/l的硫酸液为电解液，采用恒压模式；

所述阳极氧化的温度为5～35℃。

优选的，步骤c)中，所述染色的染液为金色染料液或灰色染料液。

优选的，步骤c)中，所述金色染料液中金色染料浓度为0.5～5g/l，所述灰色染料液中灰色染料浓度为0.5～3g/l。

优选的，步骤c)中，所述染液中染料浓度为1～3g/l。

优选的，步骤c)中，所述金色染料液的染色时间为1～20min，所述灰色染料液的染色时间为1～10min。

优选的，步骤c)中，所述封孔处理的温度为80～95℃，时间为20～60min。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的制备方法制得的压铸铝合金纽扣。

本发明提供了一种压铸铝合金纽扣的制备方法，包括以下步骤：a)将铝合金压铸制坯，得到压铸铝合金毛坯；b)对所述压铸铝合金毛坯进行阳极氧化处理，得到处理后纽坯；c)对所述处理后纽坯进行染色和封孔处理，得到压铸铝合金纽扣；步骤a)中所述铝合金包含以下质量比的组分：mn0～1.8％；mg0～4％；zn0～1％；al余量；且mn含量和mg含量不同时为0。本发明提供的制备方法采用特定的铝合金压铸成型，加以阳极氧化处理，再配以染色和封孔工序，能够成功获得表面光洁平整、能够染色且染色效果好，耐腐蚀性好的压铸铝合金纽扣，相比于现有压铸锌合金纽扣，大大降低了成本。

试验结果表明，本发明制得的压铸铝合金纽扣表面光洁平整、染色效果好，且能够通过酸性盐雾48小时腐蚀试验，表现出优异的耐腐蚀性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为实施例1～3所得压铸铝合金纽扣的示意图；

图2为实施例4所得压铸铝合金纽扣的示意图；

图3为实施例5所得压铸铝合金纽扣的示意图；

图4为实施例6～7所得压铸铝合金纽扣的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种压铸铝合金纽扣的制备方法，包括以下步骤：

a)将铝合金压铸制坯，得到压铸铝合金毛坯；

b)对所述压铸铝合金毛坯进行阳极氧化处理，得到处理后纽坯；

c)对所述处理后纽坯进行染色和封孔处理，得到压铸铝合金纽扣；

步骤a)中所述铝合金包含以下质量比的组分：

mn0～1.8％；

mg0～4％；

zn0～1％；

al余量；

且mn含量和mg含量不同时为0。

本发明提供的制备方法中，采用特定的铝合金压铸成型，加以阳极氧化处理，再配以染色和封孔工序，能够成功获得表面光洁平整、能够染色且染色效果好，耐腐蚀性好的压铸铝合金纽扣，相比于现有压铸锌合金纽扣，大大降低了成本。

按照本发明，先将铝合金压铸制坯，得到压铸铝合金毛坯。

所述铝合金包含以下质量比的组分：mn0～1.8％；mg0～4％；zn0～1％；al余量；且mn含量和mg含量不同时为0。现有技术中，既能压铸成型，又能表面处理成彩色铝合金纽扣很难，属于业内一直未能解决的难题，而本发明采用上述特定组成的铝合金容易压铸成型，且能够与后续的阳极氧化等处理配合，获得理想的表面处理效果，使得阳极氧化均匀，并能够染色、获得丰富色彩；若采用其它组成的铝合金如压铸铝合金adc12等，则难以与后续工序协同配合，经阳极氧化后表面不均匀，膜层效果差，难以上色或获得理想染色效果。本发明中，所述铝合金优选包括牌号为dc102、dm6、ha6和ad-65中的一种或几种。

所述压铸的操作及条件没有特殊限制，按照本领域压铸成型纽扣的常规操作执行即可。压铸过程中，液相线温度优选为640～660℃。经压铸成型制坯后，得到压铸铝合金毛坯。

按照本发明，在得到压铸铝合金毛坯后，对所述压铸铝合金毛坯进行阳极氧化处理，得到处理后纽坯。

本发明中，在进行阳极氧化处理前，优选先对所述压铸铝合金进行前处理。

所述前处理优选包括机械抛光和化学抛光处理。所述机械抛光的方式没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的抛光方式进行即可，在本发明的一些实施例中，将压铸铝合金毛坯置于研磨机中机械抛光2h。在上述机械抛光后，优选还进行清洗处理。所述清洗处理优选利用除油液进行清洗。清洗后，进行化学抛光。在本发明一些实施例中，以含有光亮剂的磷酸硫酸混合液为电解液进行化学抛光处理。本发明对所述光亮剂的种类没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的常用光亮剂即可。所述光亮剂占电解液的质量比优选为7％～15％。所述电解液中，硫酸与磷酸的体积比优选为1∶1。配制电解液时，所采用硫酸的质量浓度优选为95％～98％，磷酸的质量浓度优选为≥85％。所述化学抛光处理的时间优选为45～90s。经所述化学抛光处理后，优选还进行水洗和干燥，进而得到预阳极氧化样品。

在完成上述前处理后，进行阳极氧化处理，经阳极氧化处理在铝合金毛坯表面形成氧化膜。所述阳极氧化处理优选以压铸铝合金毛坯为阳极，以石墨电极为对电极，且优选采用恒压模式进行阳极氧化。所述阳极氧化采用的电解液优选为稀硫酸溶液，更优选为浓度为150～200g/l的硫酸液，进一步优选为180g/l的硫酸液。

所述阳极氧化处理的电压优选为5～15v，更优选为5～10v。所述阳极氧化处理的时间优选为5～60min，更优选为5～20min。本发明中，阳极氧化处理的电压和时间至关重要，在上述处理电压和时间范围下，才能获得理想的表面处理效果，若电压过低、时间过短，则易造成氧化膜薄，后续染不上色等问题，若电压过高、时间过长，则易导致铝合金毛坯表面产生暗纹，无法获得光洁平整表面及理想的色彩。

所述阳极氧化的温度优选为5～35℃，更优选为20～30℃。经上述阳极氧化处理，得到处理后纽坯。

按照本发明，在得到处理后纽坯后，对所述处理后纽坯进行染色和封孔处理，得到压铸铝合金纽。

本发明中，在进行染色前，优选先将阳极氧化后的纽坯进行水洗处理，水洗后再进行后续染色等处理。

本发明中，所述染色具体为将纽坯置于染液中浸泡处理。所述染色的染液优选为金色染料液或灰色染料液。采用上述两种染液有利于使纽坯成功染色并获得较好的染色效果。

所述金色染料液优选由金色染料溶于水中形成。本发明对所述金色染料的种类没有特殊限制，为本领域常用金色染料即可。所述金色染料液中金色染料浓度优选为0.5～5g/l，更优选为1～3g/l。所述金色染料液的染色时间优选为1～20min，更优选为1～10min。在上述染液浓度和染色时间配合下有利于获得较好的染色效果，若染液浓度过低、染色时间过短，则易导致上色不均匀，若染液浓度过高、染色时间过长，则易导致上色过深，影响纽扣表面呈色效果。

所述灰色染料染液优选由灰色染料溶于水中形成。本发明对所述灰色染料的种类没有特殊限制，为本领域常用灰色染料即可。所述灰色染料液中灰色染料浓度优选为0.5～3g/l，更优选为1～3g/l。所述灰色染料液的染色时间优选为1～10min，更优选为1～5min。在上述染液浓度和染色时间配合下有利于获得较好的染色效果，若染液浓度过低、染色时间过短，则易导致上色不均匀，若染液浓度过高、染色时间过长，则易导致上色过深，影响纽扣表面呈色效果。本发明中，采用灰色染料液时，前步阳极氧化的电压优选为5～12v，更优选为5～8v。阳极氧化的时间优选为5～30min，更优选为5～20min。

本发明对所述染色的温度没有特殊限制，室温下进行即可，在一些实施例中，在10～40℃的室温下进行染色。

完成上述染色处理后，进行封孔处理。在进行封孔处理前，优选先进行水洗处理。所述封孔处理是将试样浸于封孔液或封孔剂中封孔。本发明对封孔处理采用的封孔液或封孔剂优选为无ni封孔剂，所述无ni封孔剂的种类没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的常用封孔剂即可。所述封孔处理的温度优选为80～95℃，更优选为85℃。所述封孔处理的时间优选为20～60min，更优选为30min。

本发明采用特定的铝合金压铸成型，再加以阳极氧化处理，控制合适的氧化电压和时间，另配以染色和封孔处理，控制合适的染色浓度和时间，成功获得表面光洁平整、染色效果好，耐腐蚀性好的压铸铝合金纽扣，相比于现有压铸锌合金纽扣，大大降低了成本。

本发明还提供了以上上述技术方案所述的制备方法制得的压铸铝合金纽扣。所得纽扣表面光洁平整、染色效果好，耐腐蚀性好，相比于现有压铸锌合金纽扣，大大降低了成本，有利于于市场推广应用。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例中，所用试剂或原料为市售商品，其中，金色染料型号为橙色染料orange310，灰色染料型号为灰色染料grey806，封孔液型号为ht900，上述染料和封孔液均由华深景泰公司提供。

将铝合金(mn含量为1.73％，mg含量为0.78％，zn含量为0.4％，al余量；该试样牌号为ha6，由苏州慧驰厂家提供。)压铸成型后，放入研磨机中机械抛光2h，再在除油液(型号为ht100)中清洗5min；然后再在含有光亮剂(型号为ht431)的体积比为1∶1的磷酸硫酸电解液中化学抛光60s，再用水洗净并用热风吹干，得到压铸铝合金纽坯试样。

实施例1

以上述压铸铝合金纽坯试样为阳极，石墨电极为对电极，采用恒压模式进行阳极氧化，电压设置为6v，温度使用水浴加热控制在20℃，在180g/l的稀硫酸电解液中阳极氧化10min后，取出试样清洗干净，在含金色染料浓度3g/l的染液中染色3min，水洗后在85℃封孔液中封孔30min，清洗后吹干，制得浅金色压铸铝合金纽扣。

实施例2

以上述压铸铝合金纽坯试样为阳极，石墨电极为对电极，采用恒压模式进行阳极氧化，电压设置为5.5v，温度使用水浴加热控制在20℃，在180g/l的稀硫酸电解液中阳极氧化15min后，取出试样清洗干净，在含金色染料浓度3g/l的染液中染色3min，水洗后在85℃封孔液中封孔30min，清洗后吹干，制得浅金色压铸铝合金纽扣。

实施例3

以上述压铸铝合金纽坯试样为阳极，石墨电极为对电极，采用恒压模式进行阳极氧化，电压设置为5.5v，温度使用水浴加热控制在20℃，在180g/l的稀硫酸电解液中阳极氧化15min后，取出试样清洗干净，在含金色染料浓度3g/l的染液中染色10min，水洗后在85℃封孔液中封孔30min，清洗后吹干，制得浅金色压铸铝合金纽扣。

参见图1，图1为实施例1～3所得压铸铝合金纽扣的示意图，其中，样品a为实施例1所得压铸铝合金纽扣产品，样品b为实施例2所得压铸铝合金纽扣产品，样品c为实施例3所得压铸铝合金纽扣产品。由图1可以看出，实施例1～3所得铸铝合金纽扣产品膜层质量好，表面平整光洁、无鼓泡或破裂；且染色效果好，呈现鲜亮的浅金色、无暗纹或染色不均。

按照astmb117测试实施例1～3所得压铸铝合金纽扣产品的耐腐蚀性，结果显示，产品均能通过酸性盐雾48小时腐蚀试验，表现出优异的耐腐蚀性能。

实施例4

按照实施例3的制备过程进行，不同的是，阳极氧化电压分别设置为5v、8v、10v、15v，得到4件压铸铝合金纽扣产品。参见图2，图2为实施例4所得压铸铝合金纽扣的示意图，图2中，从左至右，分别为在电压5v、8v、10v、15v下所得纽扣。由图2可以看出，在5～15v电压下，均能成功上色；其中，在15v的较高电压下，纽扣表面形成暗纹，表面膜层质量差且影响呈色效果，而在优选电压范围5～10v下，纽扣表面光洁平整、颜色鲜亮，进一步提升了产品表观质量。

实施例5

按照实施例2的制备过程进行，不同的是，染液浓度设置为0.1g/l，染色时间设置为0.5min，所得压铸铝合金纽扣记为5-1。

按照实施例2的制备过程进行，不同的是，染液浓度设置为8g/l，染色时间设置为30min，所得压铸铝合金纽扣记为5-2。

参见图3，图3为实施例5所得压铸铝合金纽扣的示意图，图中，从左至右分别为样品5-1和样品5-2。可以看出，染液浓度过低、染色时间过短时，难以上色，且上色不均；染液浓度过高、染色时间过长时，染色过深、无法获得浅金色效果。

实施例6

以上述压铸铝合金纽坯试样为阳极，石墨电极为对电极，采用恒压模式进行阳极氧化，电压设置为5.5v，温度使用水浴加热控制在20℃，在180g/l的稀硫酸电解液中阳极氧化15min后，取出试样清洗干净，在含灰色染料浓度3g/l的染液中染色2min，水洗后在85℃封孔液中封孔30min，清洗后吹干，制得灰色压铸铝合金纽扣。

实施例7

以上述压铸铝合金纽坯试样为阳极，石墨电极为对电极，采用恒压模式进行阳极氧化，电压设置为5.5v，温度使用水浴加热控制在20℃，在180g/l的稀硫酸电解液中阳极氧化15min后，取出试样清洗干净，在含灰色染料浓度3g/l的染液中染色5min，水洗后在85℃封孔液中封孔30min，清洗后吹干，制得灰色压铸铝合金纽扣。

参见图4，图4为实施例6～7所得压铸铝合金纽扣的示意图，其中，样品a为实施例6所得压铸铝合金纽扣产品，样品b为实施例7所得压铸铝合金纽扣产品。由图4可以看出，实施例6～7所得铸铝合金纽扣产品膜层质量好，表面平整光洁、无鼓泡或破裂；且染色效果好，呈现灰色、无暗纹或染色不均；其中，实施例7在较高染液浓度下获得的纽扣颜色略深，但同样具有较高的染色质量。

按照astmb117测试实施例6～7所得压铸铝合金纽扣产品的耐腐蚀性，结果显示，产品均能通过酸性盐雾48小时腐蚀试验，表现出优异的耐腐蚀性能。

实施例8

按照实施例7的制备过程进行，不同的是，将阳极氧化电压分别设置为5v、8v、12v，得到3件灰色压铸铝合金纽扣产品。结果显示，3件产品均能成功上色，其中，在12v的较高电压下，纽扣表面形成暗纹，表面膜层质量差且影响呈色效果，而在优选范围5～8v下，纽扣表面光洁平整、颜色鲜亮，进一步提升了产品表观质量。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。