本发明涉及汽车配件生产技术领域,尤其涉及一种汽车配件表面强化处理工艺。
背景技术:
汽车配件是构成汽车的零件和配件,比如有发动机配件、制动系配件、转向系配件、行走系配件、电器仪表系配件、汽车灯具、汽车座椅、车身等。这些配件中大部分为金属板材,而金属板材普遍存在着腐蚀问题。腐蚀不仅破坏汽车的外观,还直接影响汽车的使用寿命,同时带来了环境的污染,事故的发生以及材料和能源的浪费。为此,汽车配件的出厂都需经过金属表面处理,汽车常用的表面处理方式有:电化学处理(电镀和阳极氧化);涂装(喷涂、电泳);化学处理(磷化、钝化、发黑);热处理(热浸镀、热喷涂、热烫印、化学热处理等);真空法(蒸发镀、溅射镀、离子镀等)。每种处理方法都各有利弊,应用时应当综合考虑,比如材料成本、生产工序、加工时间、处理效果、环境污染等等。现有工艺处理汽车配件后,表面有裂纹,着色不均匀不持久,耐腐蚀抗磨损性能欠佳。
技术实现要素:
本发明为解决上述问题提供了一种能够恢复并改善汽车配件表面强度的汽车配件表面强化处理工艺。
本发明所采取的技术方案:
一种汽车配件表面强化处理工艺,其步骤包括:
(1)抛光:先用砂纸进行打磨,然后投入化学抛光试剂进行化学抛光,水洗,吹干;
(2)喷淋:在40~50℃温度条件下,用喷淋液向抛光后的汽车配件表面喷淋1~2min,间隔2~3min后重复喷淋,共喷淋1~3次,然后水洗;
(3)等离子表面处理:使用真空等离子体处理设备的喷枪在距离汽车配件表面10~15mm的位置相对汽车配件匀速移动将氧气等离子束喷射至汽车配件表面,对汽车配件表面进行真空等离子体处理,所述喷枪相对汽车配件的移动速度为50~100mm/s;
(4)气体渗氮:100~150℃保温1~2h,通入氨气,300~400℃加热并保温2~4h;
(5)一次镀膜:在100~150℃温度条件下,均匀喷涂纳米氧化铝,形成纳米氧化铝薄膜;
(6)二次镀膜:在50~80℃温度和10~20%湿度条件下,均匀喷涂质量比为1∶(0.1~0.3)的纳米二氧化硅和粉煤灰的混合物,形成纳米二氧化硅薄膜;
(7)喷涂釉料:将釉料雾化喷到二次镀膜后的汽车配件表面,120~150℃烘干,水洗,形成釉层;
(8)三次镀膜:采用物理气相沉积法在釉层表面镀氟素高分子树脂膜,即完成汽车配件的表面处理。
所述的步骤(1)中化学抛光试剂为物质的量之比为1∶(0.5~1)的硝酸和冰醋酸的混合液。
所述的硝酸的浓度为1~2mol/l。
所述的步骤(2)中的喷淋液的溶剂由体积比为(10~15):1的水和乙醇组成,喷淋液溶质为硫酸。
所述的硫酸浓度为3~5mol/l。
所述的步骤(4)中气体渗氮中,通入氨气的同时通入甲醇。
本发明的有益效果:本发明运用气体渗氮技术,活性氮原子吸附在汽车配件表面,并深入汽车配件表层,从而改变表层的化学组成,改善汽车配件表面硬度,进行三次镀膜,一次镀膜喷涂纳米氧化铝能够补充金属含量,保持抗压耐磨性良好;二次镀膜限定了温度和湿度,能很好地保持等离子表面处理的效果,且该条件下喷涂纳米二氧化硅薄膜分布均匀,完全覆盖气体渗氮后的汽车配件表面;同时由于二次镀膜和喷涂釉料的条件使得粉煤灰处于易流动状态,即粉煤灰能够扩散到釉层表面,这就克服氟素高分子树脂膜不易长期粘附的缺陷,保证氟素高分子树脂膜能够与釉层长期粘合。
具体实施方式
一种汽车配件表面强化处理工艺,其步骤包括:
(1)抛光:先用砂纸进行打磨,然后投入化学抛光试剂进行化学抛光,水洗,吹干;
(2)喷淋:在40~50℃温度条件下,用喷淋液向抛光后的汽车配件表面喷淋1~2min,间隔2~3min后重复喷淋,共喷淋1~3次,然后水洗;
(3)等离子表面处理:使用真空等离子体处理设备的喷枪在距离汽车配件表面10~15mm的位置相对汽车配件匀速移动将氧气等离子束喷射至汽车配件表面,对汽车配件表面进行真空等离子体处理,所述喷枪相对汽车配件的移动速度为50~100mm/s;
(4)气体渗氮:100~150℃保温1~2h,通入氨气,300~400℃加热并保温2~4h;
(5)一次镀膜:在100~150℃温度条件下,均匀喷涂纳米氧化铝,形成纳米氧化铝薄膜;
(6)二次镀膜:在50~80℃温度和10~20%湿度条件下,均匀喷涂质量比为1∶(0.1~0.3)的纳米二氧化硅和粉煤灰的混合物,形成纳米二氧化硅薄膜;
(7)喷涂釉料:将釉料雾化喷到二次镀膜后的汽车配件表面,120~150℃烘干,水洗,形成釉层;
(8)三次镀膜:采用物理气相沉积法在釉层表面镀氟素高分子树脂膜,即完成汽车配件的表面处理。
所述的步骤(1)中化学抛光试剂为物质的量之比为1∶(0.5~1)的硝酸和冰醋酸的混合液。
所述的硝酸的浓度为1~2mol/l。
所述的步骤(2)中的喷淋液的溶剂由体积比为(10~15):1的水和乙醇组成,喷淋液溶质为硫酸。
所述的硫酸浓度为3~5mol/l。
所述的步骤(4)中气体渗氮中,通入氨气的同时通入甲醇。
下面将结合具体实施例对本发明进行具体阐述:
实施例1
一种汽车配件表面处理工艺,包括以下步骤:
(1)抛光:将待处理的汽车配件先用粒度为200目的砂纸进行打磨,然后投入化学抛光试剂进行化学抛光,水洗,吹干;化学抛光试剂为物质的量之比为1∶0.5的硝酸和冰醋酸的混合液,硝酸的浓度为1mol/l;
(2)喷淋:在40℃温度条件下,用喷淋液向抛光后的汽车配件表面喷淋2min,间隔2min后重复喷淋,共喷淋3次,然后水洗;喷淋液的溶剂由体积比为15:1的水和乙醇组成,喷淋液溶质为硫酸,硫酸浓度为3mol/l;喷淋压强为0.2mpa;
(3)等离子表面处理:使用真空等离子体处理设备的喷枪在距离汽车配件表面10mm的位置相对汽车配件匀速移动将氧气等离子束喷射至汽车配件表面,对汽车配件表面进行真空等离子体处理,所述喷枪相对汽车配件的移动速度为100mm/s;
(4)气体渗氮:100℃保温2h,通入氨气,同时通入甲醇,300℃加热并保温4h;
(5)一次镀膜:在100℃温度条件下,均匀喷涂0.1nm纳米氧化铝,形成纳米氧化铝薄膜;
(6)二次镀膜:在50℃温度和20%湿度条件下,均匀喷涂质量比为1∶0.1的纳米二氧化硅和粉煤灰的混合物,形成纳米二氧化硅薄膜,纳米二氧化硅的粒径为0.1nm;
(7)喷涂釉料:将釉料雾化喷到二次镀膜后的汽车配件表面,120℃烘干,水洗,形成釉层;
(8)三次镀膜:采用物理气相沉积法在釉层表面镀厚度为1.5μm氟素高分子树脂膜,厚度为即完成汽车配件的表面处理。
实施例2
一种汽车配件表面处理工艺,包括以下步骤:
(1)抛光:将待处理的汽车配件先用粒度为500目的砂纸进行打磨,然后投入化学抛光试剂进行化学抛光,水洗,吹干;化学抛光试剂为物质的量之比为1∶0.8的硝酸和冰醋酸的混合液,硝酸的浓度为1.5mol/l;
(2)喷淋:在45℃温度条件下,用喷淋液向抛光后的汽车配件表面喷淋1.5min,间隔3min后重复喷淋,共喷淋2次,然后水洗;喷淋液的溶剂由体积比为15:1的水和乙醇组成,喷淋液溶质为硫酸,硫酸浓度为4mol/l;喷淋压强为0.3mpa;
(3)等离子表面处理:使用真空等离子体处理设备的喷枪在距离汽车配件表面10mm的位置相对汽车配件匀速移动将氧气等离子束喷射至汽车配件表面,对汽车配件表面进行真空等离子体处理,所述喷枪相对汽车配件的移动速度为80mm/s;
(4)气体渗氮:150℃保温1h,通入氨气,同时通入甲醇,400℃加热并保温2h;
(5)一次镀膜:在120℃温度条件下,均匀喷涂50nm纳米氧化铝,形成纳米氧化铝薄膜;
(6)二次镀膜:在70℃温度和15%湿度条件下,均匀喷涂质量比为1∶0.2的纳米二氧化硅和粉煤灰的混合物,形成纳米二氧化硅薄膜,纳米二氧化硅的粒径为0.1nm;
(7)喷涂釉料:将釉料雾化喷到二次镀膜后的汽车配件表面,130℃烘干,水洗,形成釉层;
(8)三次镀膜:采用物理气相沉积法在釉层表面镀厚度为3μm氟素高分子树脂膜,厚度为即完成汽车配件的表面处理。
实施例3
一种汽车配件表面处理工艺,包括以下步骤:
(1)抛光:将待处理的汽车配件先用粒度为800目的砂纸进行打磨,然后投入化学抛光试剂进行化学抛光,水洗,吹干;化学抛光试剂为物质的量之比为1∶1的硝酸和冰醋酸的混合液,硝酸的浓度为2mol/l;
(2)喷淋:在50℃温度条件下,用喷淋液向抛光后的汽车配件表面喷淋2min,间隔3min后重复喷淋,共喷淋3次,然后水洗;喷淋液的溶剂由体积比为15:1的水和乙醇组成,喷淋液溶质为硫酸,硫酸浓度为5mol/l;喷淋压强为0.4mpa;
(3)等离子表面处理:使用真空等离子体处理设备的喷枪在距离汽车配件表面15mm的位置相对汽车配件匀速移动将氧气等离子束喷射至汽车配件表面,对汽车配件表面进行真空等离子体处理,所述喷枪相对汽车配件的移动速度为100mm/s;
(4)气体渗氮:120℃保温1.5h,通入氨气,同时通入甲醇,350℃加热并保温3h;
(5)一次镀膜:在150℃温度条件下,均匀喷涂100nm纳米氧化铝,形成纳米氧化铝薄膜;
(6)二次镀膜:在80℃温度和20%湿度条件下,均匀喷涂质量比为1∶0.3的纳米二氧化硅和粉煤灰的混合物,形成纳米二氧化硅薄膜,纳米二氧化硅的粒径为50nm;
(7)喷涂釉料:将釉料雾化喷到二次镀膜后的汽车配件表面,150℃烘干,水洗,形成釉层;
(8)三次镀膜:采用物理气相沉积法在釉层表面镀厚度为2μm氟素高分子树脂膜,厚度为即完成汽车配件的表面处理。
产品测试
经本发明汽车配件表面强化工艺得到的汽车配件,经测试,抗拉强度为7~15gpa,弹性模量为130~150gpa,摩擦系数为0.2~0.4。对比例为没有经过气体渗氮的汽车配件,抗拉强度为7~15gpa,弹性模量为135~150gpa,摩擦系数为0.3~0.5。
粘结性测试:对本发明的二次镀膜进行剥离实验,同时将一次镀膜没有添加粉煤灰的作为对比例,其他条件均相同。经测试,本发明二次镀膜的剥离强度为15~20n/mm,对比例的二次镀膜的剥离强度为5~8n/mm。说明,二次镀膜添加粉煤灰,显著提高三次镀膜的粘合力。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。