一种冷却水管接头总成的表面处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种接头总成的表面处理工艺，尤其涉及一种冷却水管接头总成的表 面处理工艺。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的持续、快速发展，人民生活水平的不断提高，自2002年以来我国 汽车消费市场发生了巨大变化。私人汽车消费市场更是"井喷"式增长。面对日益激烈的 市场竞争，汽车零部件供应商也正在与时倶进的不断研发更加安全、高效的汽车零部件。
[0003] 汽车结构主要由发动机、底盘、电器、车身组成；其中，发动机是汽车的的动力装 置，由2大机构5大系组成：曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、燃料供给系、润滑系、点火系、 起动系组成。其中，冷却系中冷却水管要保证耐介质、耐氧化、耐热、能够承受一定的压力， 同时不能和其它零部件相互干涉和摩擦。
[0004] 目前，市场上冷却水管较多都开始采用塑料制备，但是，现今塑料冷却水管耐热性 能、弯曲性能等都不佳。长期受到摩擦容易使塑料冷却水管破损，管内介质易泄漏；且长时 间接触高热的水，容易导致塑料冷却水管老化、膨胀，承压能力会有所降低，长此以往，膨胀 部位存在破裂的可能，导致发动机损毁，无法保证汽车及人身安全。因此，需要进一步设计 冷却水管的材料及对其进行进一步的表面处理。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种能保证耐介质、耐 氧化、耐热、耐压和使用寿命久的冷却水管接头总成的表面处理工艺。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种冷却水管接头总成的表面处理工 艺，该表面处理工艺为：
[0007] 将基材进行预处理；
[0008] 将保护层形成于基材上，所述保护层为锌层，厚度为10-15 ym;和
[0009] 将钝化膜层形成于保护层上；和
[0010] 将封闭膜层形成于钝化膜层上。
[0011] 作为优选，本发明冷却水管接头总成由金属材料制成，进一步优选铁材料制成，与 塑料制成的冷却水管接头总成相比，本发明冷却水管接头总成的耐介质、耐氧化、耐热、耐 压、耐摩擦等方面均较优，且长时间接触高热的水，不会发生水管老化、膨胀破裂导致发动 机损毁等现象发生。
[0012] 本发明对冷却水管接头总成的基材进行了表面处理，在基材上形成了保护层，保 护层为锌层，起到美观、耐腐蚀等作用。而且保护层的厚度为10-15 ym，且保证同一基材上 保护层的厚度公差为± 1 y m。保护层的厚度与耐腐蚀性强弱关系甚大，保护层太薄，使用寿 命短；保护层太厚，难免会出现保护层厚度不均匀，尤其是折弯处、接口处的保护层与其周 围的保护层厚度公差较大，此时，保护层薄的地方被腐蚀击穿后，会加快腐蚀速度，缩短使 用寿命。因此，本发明不仅要控制保护层的厚度，还要控制同一基材上保护层的厚度公差， 从而起到有效的保护作用。此外，随着保护层的加厚，其表面积随之相应加大，沉积的保护 层增加，随基材带出的溶液增多，同时能源的消耗量加大；而且保护层过厚，表面粗糙度提 高，清洗质量降低，表面吸附的溶液难以清洗干净，从而即会引起镀液之间相互污染等一系 列问题，提高了生产成本。因此，结合本发明在保护层表面还形成有钝化膜层和封闭膜层， 结合实际腐蚀速率与使用寿命、成本等方面考虑，将保护层厚度控制在本发明范围内时效 果较佳。
[0013]本发明还在保护层上形成有钝化膜层，不仅可以显著提高镀锌层的防护性能，还 能提高外观装饰性。由于保护层为锌层，锌是一种两性金属，一般环境中腐蚀速度约为 0. 3 y m/年，但是受潮湿等使用环境的影响，其腐蚀速度可达5. 3 y m/年，极大缩短了使用 寿命。而在锌层上形成组织致密、抗腐蚀性强的钝化膜层后，钝化膜层牢固地粘附在锌层表 面，使锌层与使用环境隔绝，减缓了使用环境对锌层的腐蚀。未经钝化处理的冷却水管接头 总成2-3月便会有灰白点（腐蚀产物）产生，而且镀层变黑。而质量相似、厚度相同的经钝 化处理后的冷却水管接头总成2年左右才会有灰白点产生，因此，经钝化处理后抗腐蚀能 力可提高10倍左右。
[0014]此外，本发明还在钝化膜层上形成有均匀、有组织的封闭膜层。封闭膜层具有优异 的光亮性、平整性、防变色性、抗腐蚀性等特点，使本发明冷却水管接头总成的最终抗腐蚀 性提高2倍以上，防变色能力提高近20倍以上。
[0015] 在上述的一种冷却水管接头总成的表面处理工艺中，钝化膜层包括第一钝化膜层 和第二钝化膜层，第二钝化膜层形成于第一钝化膜层上。
[0016] 在上述的一种冷却水管接头总成的表面处理工艺中，第一钝化膜层和第二钝化膜 层的厚度均为〇. 1-0. 5 ym，钝化膜层的总厚度< 0. 6 ym。
[0017] 作为优选，第一钝化膜层在第一钝化液中形成，第一钝化液的成分和浓度为： LANTHANE 315(科文特亚表面处理技术有限公司，以下简称科文特亚）：80-100ml/L;钝化 温度为 35-45°C，pH :2. 0-2. 5,时间为 40-60s。
[0018] 作为优选，第二钝化膜层在第二钝化液中形成，第二钝化液的成分和浓度为： FINIDIP 145 (科文特亚）：80-100ml/L ;钝化温度为：20-30 °C，pH :2. 2-2. 8,时间为 25_30s 〇
[0019]由于本发明钝化膜层对冷却水管接头总成最终的耐腐蚀性能影响重大，因此，本 发明并没有采用单一的钝化膜层的形式，而是将钝化膜层分为第一钝化膜层和第二钝化膜 层，且第一钝化膜层和第二钝化膜层的成分不同。当形成于第一钝化膜层表面上的第二钝 化膜层受破坏后，锌层还有第一钝化膜层保护，而不会直接腐蚀锌层，避免了现有技术中单 一钝化膜层受破坏后锌层面临腐蚀的危险，直接提高了使用寿命。但是，并不能一味增加钝 化膜层的数量，因为，钝化膜层数量增加，钝化膜层的厚度也会随之增加，虽然现有技术中 并没有标准的钝化膜厚度以及推荐使用的钝化膜厚度，但是，钝化膜层过厚，结合力就会降 低，钝化膜层容易脱落，因此，本发明不仅要控制单层钝化膜层的厚度，还要控制钝化膜层 的总厚度，以保证钝化膜层的附着力和实用性。
[0020] 在上述的一种冷却水管接头总成的表面处理工艺中，封闭膜层包括第一封闭膜层 和第二封闭膜层，第一封闭膜层形成于第二钝化膜上，第二封闭膜层形成于第一封闭膜层 上。
[0021] 在上述的一种冷却水管接头总成的表面处理工艺中，第一封闭膜层和第二封闭膜 层的厚度均为〇.卜〇. 3 y m，封闭膜层的总厚度彡0. 5 y m。
[0022] 作为优选，第一封闭膜层在第一封闭剂中形成，第一封闭剂的成分及浓度为： FINIGARD 460(科文特亚）：10-15%，温度为 40-50°C，pH 为 8. 8-10,时间为 25-35s。
[0023] 作为优选，第二封闭膜层在第二封闭剂中形成，第二封闭剂的成分及浓度为： FINIGARD 460(科文特亚）：8-12%，温度为 40-50°C，pH 为 8.8-10，时间为 25-358。
[0024] 同理，本发明也没有采用单一的封闭膜层的形式，同样将封闭膜层分为第一封闭 膜层和第二封闭膜层。当形成于第一封闭膜层表面上的第二封闭膜层受破坏后，还有第一 封闭膜层保护，提高了使用寿命。同理，封闭膜层过厚，结合力也会降低，封闭膜层容易脱 落，因此，本发明不仅要控制单层封闭膜层的厚度，还要控制封闭膜层的总厚度，以保证封 闭膜层在使用过程中不会轻易脱落而影响使用效果。
[0025] 在上述的一种冷却水管接头总成的表面处理工艺中，锌层采用镀锌液热镀而成， 镀锌液主要由以下成分（单位体积镀液中添加量）配制而成：Zn :5-9g/L，Na0H :100-150g/ L，走位剂：6-10ml/L，光亮剂：0. 5-2ml/L，净化剂：8-15ml/L，配位剂：5-15g/L。
[0026] 本发明锌层采用镀锌液热镀而成，且本发明镀锌液经过合理配伍而成，具有优秀 的深镀能力和高沉积率，获得的镀锌层具有很好的延展性、附着力和光亮度，提高制品的美 观和耐腐蚀能力。而且，与现有技术中的碱性镀锌相比，本发明镀锌液在热镀时不会产生刺 鼻的味道，生产环境得到极大的改善。
[0027] 本发明镀锌液性能较好，对杂质敏感性较强。如果镀锌液中含重金属杂质过多，产 生腐蚀原电池的机会越多，镀层耐腐蚀性越差。因此，本发明在配液时直接由金属Zn来提 供锌离子，而不采用现有技术中的由ZnO来提供锌离子的技术方案。不仅可以减少重金属 杂质的产生，还避免了在新配液中获得的镀层呈暗黑色的现象，提高了锌层的质量和耐腐 蚀性。此外，由于锌离子是镀液中的主要成分，其含量较高时，允许使用的电流密度可提高， 沉积速度加快，但是高电流密度区域容易发生镀层烧焦现象，镀层较为粗糙，分散能力和覆 盖能力较差；含量较低时，允许使用的电流密度较低，沉积速度较慢，难以获得需要的镀锌 层厚度，但分散能力和覆盖能力较好，所以需要合理控制锌的含量。
[0028] 镀锌液中杂质过多、镀锌液不洁净都会降低镀锌层的质量。本发明为了解决这一 缺陷，在提高净化剂的添加量的同时还添加了配位剂。净化剂可以去除镀液中的杂质，消除 镀层发雾，同时也扩大了低电压的光亮度，并且避免高电压烧焦，防止在高电流作业条件下 镀层脆性和脱落。而配位剂可以与金属离子形成配离子而稳定存在，避免金属离子与NaOH 形成氢氧化物沉淀，对镀液和镀层产生不良影响。
[0029] 本发明镀锌液中NaOH是锌离子的络合剂，还可以促进阳极溶解和提高镀液的导 电能力，因此，NaOH的含量对镀液和镀层的影响非常大。NaOH含量过高，虽然镀液稳定，分 散能力和深镀能力较好，但镀液的阴极电流效率较低，而含量过低，镀液分散能力和深镀能 力虽然较差，但镀液的阴极电流效率较高，所以，NaOH的含量同样需要严格控制。
[0030] 本发明在镀锌液中还添加有走位剂和光亮剂。光亮剂可以显著提高镀锌层光亮度 和低位电压沉积速度，可以降低高电压沉积速度，从而提高镀液的分散能力和深镀能力。但 是，光亮剂的含量如果过多，会造成镀锌层中夹杂光亮剂过多而导致耐蚀