一种防电偶腐蚀铝合金螺栓的涂层工艺的制作方法

本发明属于紧固件制造，尤其是指一种适用于电动自行车装配时使用的铝合金螺栓的涂层工艺。

背景技术：

1、新能源汽车为减少零件数，减轻重量，模块化装配来降低成本，镁合金铸造壳体被逐步应用。镁合金材料(电势能-2.372v)与铝合金(电势能-1.66)存在较大的电位差，在有电解液存在的情况下，容易形成电偶腐蚀。镁合金会被腐蚀进而导致材料损失等一些系列问题。镁合金壳体上所装配的螺栓就面临需要具备抗电偶腐蚀的能力。

2、传统的碳钢(电势能-1.16v)螺栓容易与镁合金产生腐蚀，即便采取了电镀、锌铝涂层等表面保护方法，涂层的结构还是含有锌、铝等材料成分，在接触电解液的时候，仍然可以导通电流产生电偶腐蚀，效果仍然不明显。

3、采取铝合金螺栓，虽然电势能接近，但是现有的铝合金阳极化表面处理，镀层存在孔洞会无法隔绝电解液会导致电偶腐蚀；再则，电镀的工艺同碳钢螺栓，是在表面附着导电的金属也会产生电偶腐蚀；且锌铝涂层中含有铝薄片，仍然会产生电偶腐蚀；特别是在比较高要求的应用场景，镁合金的腐蚀情况不可避免。

4、因为铝合金产品的热处理时效温度在200℃以下，时效时间4小时～24小时不等，时效的温度和时间影响螺栓材料的强度；同时，该表面处理工艺同时也经历了两次烘烤，温度在200℃上下，时间在1.5小时～2小时的范围，烘烤温度对材料会进行进一步的时效。

5、如果三次的烘烤时间和温度没有妥善的分配和控制，将导致螺栓的强度会被影响；

6、以7075铝合金螺栓为例：

7、强度峰值的时效工艺是：120℃保温24小时；强度可以接近550mpa；

8、在7075铝合金螺栓上进行该表面处理涂附，防腐蚀能力可以在有喷漆表面的az91d上实现超过96小时无电偶腐蚀的情况；但强度会下降致420mpa；

9、如果为了确保强度降低电泳和表涂的烘烤温度到150℃，电偶腐蚀会出现低于24小时的情况就会发生的问题；

10、因此，将三段的加热进行合理的分配，才能够得到满足强度要求又满足防腐蚀要求的效果。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种防电偶腐蚀铝合金螺栓的涂层工艺，实现铝合金螺栓与接触的镁合金壳体完全绝缘的状态，不仅使螺栓更具轻量化特质，显著提升铝合金螺栓的强度；还具备良好的防电偶腐蚀性能。

2、为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种防电偶腐蚀铝合金螺栓的涂层工艺，包括铝合金螺栓本体，电泳保护涂层，表涂保护涂层；所述铝合金螺栓涂层工艺是先采用电泳加工工艺，再采用表涂加工工艺的加工步骤；其中，

4、电泳加工工艺包括以下加工步骤；

5、电泳步骤一，将铝合金螺栓本体进行脱脂处理，所述脱脂处理采用的脱脂剂含有碱性物质，所述碱性物质的总碱浓度为2.1mg/l～11.1mg/l；其中，所述碱性物质的游离碱浓度为0.9mg/l～4.2mg/l；所述脱脂处理温度控制在40.5～46℃，脱脂处理时间3～4min后进行水洗，水洗时间≥30秒，水洗液ph值维持在7～10；

6、电泳步骤二，将上一步骤脱脂和水洗后的铝合金螺栓本体进行磷化处理；所述磷化处理采用的磷化溶液含有铁离子，铁离子浓度小于1mg/l；所述磷化溶液的总酸度控制在25～45％，磷化温度控制在66～77℃；磷化处理5～6分钟后进行水洗，水洗时间≥30秒，水洗液ph值维持在4～8；

7、电泳步骤三，将上一步骤磷化和水洗后的铝合金螺栓本体，再进行纯水洗，纯水洗时间≥30秒，水洗液ph值维持在5～8，且应控制水洗液电导率＜80；

8、电泳步骤四，将上一步骤纯水洗后的铝合金螺栓本体在电泳槽进行电泳处理；所述电泳处理采用的电泳溶液含有黑色阳离子型双酚a环环氧基电涂料，所述黑色阳离子型双酚a环环氧基电涂料的浓度为15mg/l～23mg/l；所述电泳溶液中颜基比0.14～0.2；所述电泳溶液ph值维持在5.5～6.5；且控制电泳溶液的电导率900～1500，电泳槽内温度控制在27～29℃；电压稳定在300±35v；电泳时间约35～60秒；

9、电泳步骤五，将上一步骤电泳处理后的铝合金螺栓本体进行水洗，水洗时间≥30秒，水洗液ph值维持在4～8；

10、电泳步骤六，将上一步骤水洗后的铝合金螺栓本体进行烘烤，烘烤温度控制在170～190℃，烘烤30～40分钟后，即在铝合金螺栓本体上形成电泳保护层，以形成电泳后的铝合金螺栓件；

11、表涂加工工艺包括以下加工步骤；

12、表涂步骤一，将电泳后的铝合金螺栓件进行热脱脂处理，所述热脱脂处理采用的脱脂剂含有碱性物质，所述碱性物质中的总碱浓度为2.1mg/l～11.1mg/l；其中，所述碱性物质中的游离碱浓度为0.9mg/l～4.2mg/l；所述热脱脂处理温度控制在40.5～46℃，热脱脂处理时间3～4min后进行水洗，水洗时间≥30秒，水洗液ph值维持在7～10；

13、表涂步骤二，将上一步骤热脱脂和水洗后的铝合金螺栓件进行面涂处理；所述面涂处理采用的面涂溶液含有黑色阳离子型双酚a环环氧基电涂料，所述黑色阳离子型双酚a环环氧基电涂料浓度为15mg/l～30mg/l；所述面涂溶液的粘度25-40pa·s，温度控制在25～35℃；铝合金螺栓件在所述面涂溶液中浸泡时间至少30秒后甩干；

14、表涂步骤三，甩干采用的离心机的离心转速控制在500rpm，离心时间控制在30s，甩干后进行烘烤，烧烤温度控制在135～145℃；烘烤30～40分钟，以在电泳保护层上涂覆一层表涂保护涂层，形成所述防电偶腐蚀铝合金螺栓。

15、上述提供的技术方案具有如下有益效果：

16、一是，本发明防电偶腐蚀铝合金螺栓的涂层工艺是采用电泳加工工艺，再采用表涂加工工艺，在铝合金螺栓本体上面附着两层完全覆盖的保护层，保护层的主要材料为具备绝缘性能的树脂。电泳工艺是通过电泳的方式将树脂附着在铝合金螺栓本体表面后，再通过烘烤的方法固化形成第一层树脂保护层，形成电泳保护层。表涂工艺是通过涂装的方式在电泳保护涂层上再涂覆一层树脂，再通过烘烤的方法固化形成第二层树脂保护层，形成表涂保护涂层，实现与接触的镁合金壳体完全绝缘的状态；在保证螺栓更具轻量化特质的同时，还具备良好的防电偶腐蚀性能。

17、二是，因为铝合金螺栓在电泳和表涂加工工艺的烘烤温度和时间会影响铝合金螺栓的强度性能，本发明铝合金螺栓涂层工艺经过特殊设计的电泳和表涂的烘烤温度和时间，可以避免铝合金螺栓在烘烤的时候产生的过渡时效硬化导致的强度下降，以显著提升本发明防电偶腐蚀铝合金螺栓的强度。

技术特征：

1.一种防电偶腐蚀铝合金螺栓的涂层工艺，其特征是，包括铝合金螺栓本体(110)，电泳保护涂层(120)，表涂保护涂层(130)；所述铝合金螺栓涂层工艺是先采用电泳加工工艺，再采用表涂加工工艺的加工步骤；其中，

技术总结
本发明公开一种防电偶腐蚀铝合金螺栓的涂层工艺，涂层用来减缓或者避免铝合金与镁金属件之间的电偶腐蚀；所述涂层工艺是先采用电泳加工，再采用表涂加工的加工步骤。其中，电泳加工工艺是将铝合金螺栓本体进行脱脂处理后进行水洗，水洗后进行磷化处理；磷化处理后进行水洗，再进行纯水洗后进行电泳处理，电泳处理后进行水洗进行烘烤，形成电泳后的螺栓件。表涂加工工艺是将电泳后的螺栓件进行热脱脂处理后进行水洗，水洗后进行表涂处理，表涂处理后甩干并烘烤，以在电泳保护层上再涂覆一层表涂保护涂层，实现与接触的镁合金件完全绝缘状态，不仅使螺栓更具轻量化特质，显著提升铝合金螺栓本体的强度；还具备良好的防电偶腐蚀性能。

技术研发人员：杨起源,钟志成
受保护的技术使用者：厦门同恒金属有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22