專利名稱：汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬及塑料制品表面真空鍍膜技術領域，特別是一種汽車輪轂 表面真空鍍膜處理丁藝。
技術背景目前，我國已成為汽車生產大國，2007年上半年，我國生產、銷售各類汽 車總數分別為445.7萬輛和437.4萬輛，同比分別增長22. 4%和23. 3% ，國家-年至少需要4.5億噸原油，其中汽車用油將占國家整個用油量的55%"。目前 高中檔輪轂的表面處理多采用電鍍技術。輪轂電鍍不僅存在上述電鍍行業共有 的弊端，如產生大量的污染物、物料利用率低、水資源和金屬資源需求量大且 浪費嚴重而導致的價格昂貴，并且隨著污水處理成本和金屬市場價格的h漲而 更加昂貴外，更主要的是由于汽車輪轂特殊的要求，需要在輪轂表面電鍍鉻， 在輪轂電鍍過程中產生大量可致癌的六價鉻。國際上綠色貿易壁壘、環境保護 要求不斷加強，歐盟關于廢棄電子電氣設備指令WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment)和關于機電產品有毒物質的強制性標準法令RoHS(Restriction of Hazardous Substances)的正式生效，限制或禁止使用含鉛、 汞、鎘、六價鉻、多溴二苯醚(PBDE)、多溴聯苯(PBB)這6種有害物質的電氣電 子產品在歐盟生產、銷售或進入歐盟。美國環境保護署(EPA)已經明確規定將 于2010年全面禁止六價鉻的電鍍生產。我國的《電子信息產品污染控制管理辦 法》已經于今年3月1日止:式生效，控制六價鉻工藝的使用。 發明內容本發明的目的是從產品工藝設計和生產工藝源頭減少污染，以跨越國際上 綠色貿易壁壘，滿足全球市場對汽車輪轂產品的要求，提供一種工序簡單、成 本低的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝。本發明的目的通過下述技術方案實現一種汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，包括預處理、表面噴涂、清洗和鍍 膜工藝，包括下述步驟A.預處理，在超聲清洗機中用清洗液和純凈水的混合液(1:1000)對輪轂表面進行除油及脫模劑清洗；B. 表面噴涂，將經過預處理的汽車輪轂噴底粉；去桔皮；噴介質粉，介質粉的厚度為60 100pm，，固化溫度為220 23(TC，時間為20min;哄千；C. 離子清洗，將經表面噴涂處理且烘干的輪轂在真空環境下經輝光等離子 體清洗，改變噴涂表面微結構；D. 真空鍍膜，將經離子清洗的汽車輪轂在真空室體內進行真空鍍膜處理， 在噴涂表面制備金屬或金屬化合物鍍層；E. 保護層制備，在同一真空室體內，在金屬或金屬化合物鍍層表面連續制 備保護層。所述的表面噴涂工藝方法為靜電噴涂。所述的表面噴涂工藝中噴底粉所使用的涂料成分由聚脂粉50%和環氧樹脂 50%混合而成。所述的輝光等離子體通過高壓電場放電方式產生,在真空室體內的-對轟擊 極板或高壓棒與室體間加500 2500V電壓，電流為0.5~3.5A，產生輝光等離子流。所述輝光等離子清洗的具體過程為預抽真空，當室體真空度為3X10—3Pa 開始向真空室體通過質量流量計精確充入惰性氣體，將室內壓強維持在4 5Pa; 在穩定的輝光放電的條件下清洗50 500s，將表面噴涂層刻蝕成表面凹凸不平的 微結構面，關閉轟擊電源。所述的真空鍍膜方法為多弧離子鍍膜，具體的步驟為預抽真空，當真空度到2X0,a后，充入工作氣體，將氣壓維持在0.1 2Pa， 開啟電弧離子鍍膜電源，電壓為20 50V，電流為30 80A，鍍膜時間為90S 480S， 鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓150~1000V，室體內的溫度為30 20(TC。所述的真空鍍膜方法為磁控濺射鍍膜，具體步驟為預抽真空，當真空度到2Xl(^Pa后，充入工作氣體，如氬氣或氮氣，將氣 壓維持在0.8 15Pa，開啟磁控濺射鍍膜電源，電壓為200 800V，電流為20 80A， 鍍膜時間為90S 480S，鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓150~1000V，室 體內的溫度為30 200°C。所述真空鍍膜步驟中靶與基片的距離為50~500mm，沉積厚度為0.5 5|am。 所述的金屬或金屬化合物鍍層和保護膜在同一室體內連續制備完成。 所述的保護層為透明保護層。本發明輪轂表面的金屬層通過真空鍍膜的方法沉積，避免了傳統電鍍過程 中大量水資源的消耗、大量含重金屬廢水的產生以及由此產生的額外的附加成 本；其次，該工藝中在表層制備金屬鉻層時，是以硬度較高且價格較銅、鎳等 金屬較為廉價的油漆為底層，除節約大量的貴金屬外，由于油漆的流平作用， 可以大大降低傳統工藝中需要大量人工打磨的的成本，在降低成本的同時簡化 r匚藝，提高了效率，減輕了工人的勞動強度；再次，由于保護層與金屬層的 制備在同一真空實體中進行，避免了額外的工序，節約了勞動時間，由于制備 的保護膜性能穩定，且質地較硬，屬于陶瓷膜，因此化學性能穩定，不會由于 在高溫環境和紫外線照射下變性，因此保證了輪轂的色澤；由于采用離子清洗 的工藝，保證了膜層良好的結合力，大大提高了汽車輪轂的品質。
具體實施方式
F面結合附圖
對本發明進行進一歩詳細說明。 實施例l1. 預處理，在超聲清洗機中用清洗液和純凈水1:1000的混合液對輪轂表面 進行除油及脫模劑清洗。2. 表面噴涂，將經過預處理的汽車輪轂噴底粉，噴底粉由聚脂粉50%和環 氧樹脂50%混合；去桔皮；噴介質粉，介質粉的厚度為60m，固化溫度為22(TC， 時間20min; 哄干；3. 離子清洗，將經表面噴涂處理且烘干的輪轂在真空環境下經輝光等離子 體清洗，改變噴涂表面微結構，輝光等離子體通過高壓電場放電方式產生，，具 體過程為預抽真空，當室體真空度為3Xl(r3Pa，開始向真空室體通過質量流 量計精確充入惰性氣體氮氣，將室內壓強維持在4Pa;開啟轟擊電源，在真空室 體內的 -對轟擊極板或高壓棒與室體間加500V電壓，電流為0.5A，產生輝光等 離子流；在穩定的輝光放電的條件下清洗50S，將表面噴涂層刻蝕成表面凹凸不 平的微結構面，關閉轟擊電源。4. 真空鍍膜，將經離子清洗的汽車輪轂在真空室體內進行真空鍍膜處理，在噴涂表面制備金屬鍍層；鍍膜方法為多弧離子鍍膜，具體的步驟為預抽真空，當真空度到2Xl(TPa后，充入工作氣體氬氣，將氣壓維持在 0.廣2Pa，開啟電弧離子鍍膜電源，電壓為20V，電流為30A，鍍膜時間為90S， 鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓150V，室體內的溫度為3(TC。5.保護層制備，在同 -真空室體內，在金屬鍍層表面連續制備保護層。實施例21. 預處理，在超聲清洗機中用清洗液和純凈水1:1000的混合液對輪轂表面 進行除油及脫模劑清洗。2. 表面噴涂，將經過預處理的汽車輪轂噴底粉，噴底粉由聚脂粉50%和環 氧樹脂50%混合；去桔皮；噴介質粉，介質粉的厚度為60^im，固化溫度為22(TC， 時間20min; 哄干；3. 離子清洗，將經表面噴涂處理且烘干的輪轂在真空環境下經輝光等離子 體清洗，改變噴涂表面微結構，輝光等離子體通過高壓電場放電方式產生；具 體過程為預抽真空，當室體真空度為3X10—3Pa，開始向真空室體通過質量流 量計精確充入惰性氣體氮氣，將室內壓強維持在5Pa;開啟轟擊電源，在真空室 體內的一對轟擊極板或高壓棒與室體間加2500V電壓，電流為3.5A，產生輝光 等離子流；在穩定的輝光放電的條件下清洗500S，將表面噴涂層刻蝕成表面凹 凸不平的微結構面，關閉轟擊電源。4. 真空鍍膜，將經離子清洗的汽車輪轂在真空室體內進行真空鍍膜處理， 在噴涂表面制備金屬化合物鍍層；鍍膜方法為多弧離子鍍膜，具體的步驟為預抽真空，當真空度到2X10—2Pa后，充入工作氣體氮氣，將氣壓維持在 0.廣2Pa，開啟電弧離子鍍膜電源，電壓為50V，電流為80A，鍍膜時間為480S， 鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓IOOOV，室體內的溫度為20(TC。5. 保護層制備，在同^真空室體內，在金屬鍍層表面連續制備保護層。實施例31、預處理，在超聲清洗機中用清洗液和純凈水1:1000的混合液對輪轂表面 進行除油及脫模劑清洗。2. 表面噴涂，將經過預處理的汽車輪轂噴底粉，噴底粉由聚脂粉50%和環 氧樹脂50%混合；去桔皮；噴介質粉，介質粉的厚度為60m，固化溫度為22(TC， 時間20inin; 哄干；3. 離子清洗，將經表面噴涂處理且烘干的輪轂在真空環境下經輝光等離子 體清洗，改變噴涂表面微結構，輝光等離子體通過高壓電場放電方式產生；具 體過程為預抽真空，當室體真空度為3X10—3Pa，開始向真空室體通過質量流 量計精確充入惰性氣體氮氣，將室內壓強維持在4Pa;開啟轟擊電源，在真空室 體內的一對轟擊極板或高壓棒與室體間加500V電壓，電流為0.5A，產生輝光等 離子流；在穩定的輝光放電的條件下清洗50S，將表面噴涂層刻蝕成表面凹凸不 平的微結構面，關閉轟擊電源。4. 真空鍍膜，將經離子清洗的汽車輪轂在真空室體內進行真空鍍膜處理， 在噴涂表面制備金屬鍍層；鍍膜方法為磁控濺射鍍膜，具體步驟為預抽真空，當真空度到2X10—2Pa后，充入工作氣體氬氣，將氣壓維持在 0.8Pa，開啟磁控濺射鍍膜電源，電壓為200V，電流為20A，鍍膜時間為90S， 鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓150V，室體內的溫度為3(TC。5. 保護層制備，在同一真空室體內，在金屬鍍層表面連續制備保護層。實施例41. 預處理，在超聲清洗機中用清洗液和純凈水1:1000的混合液對輪轂表面 進行除油及脫模劑清洗。2. 表面噴涂，將經過預處理的汽車輪轂噴底粉，噴底粉由聚脂粉50%和環 氧樹脂50%混合；去桔皮；噴介質粉，介質粉的厚度為60m，固化溫度為22(TC， 時間20min; 哄干；3. 離子清洗，將經表面噴涂處理且烘干的輪轂在真空環境下經輝光等離子 體清洗，改變噴涂表面微結構，輝光等離子體通過高壓電場放電方式產生；具 體過程為預抽真空，當室體真空度為3Xl(T3Pa，開始向真空室體通過質量流 量計精確充入惰性氣體氮氣，將室內壓強維持在4Pa;開啟轟擊電源，在真空室 體內的一對轟擊極板或高壓棒與室體間加2500V電壓，電流為3.5A，產生輝光 等離子流；在穩定的輝光放電的條件下清洗500S，將表面噴涂層刻蝕成表面凹凸不平的微結構面，關閉轟擊電源。4.真空鍍膜，將經離子清洗的汽車輪轂在真空室體內進行真空鍍膜處理， 在噴涂表面制備金屬鍍層；鍍膜方法為磁控濺射鍍膜，具體步驟為預抽真空，當真空度到2X 1(^Pa后，充入工作氣體氬氣，將氣壓維持在15Pa， 開啟磁控濺射鍍膜電源，電壓為800V，電流為80A，鍍膜時間為480S，鍍膜過 程中，在工件和室體間加負偏壓IOOOV，室體內的溫度為20(TC。5.保護層制備，在同 -真空室體內，在金屬鍍層表面連續制備保護層。
權利要求
1、一種汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，包括預處理、表面噴涂、清洗和鍍膜工藝，其特征在于包括下述步驟A.預處理，在超聲清洗機中用清洗液和純凈水的混合液(1∶1000)對輪轂表面進行除油及脫模劑清洗；B.表面噴涂，將經過預處理的汽車輪轂噴底粉；去桔皮；噴介質粉，介質粉的厚度為60～100μm，，固化溫度為220～230℃，時間為20min；哄干；C.離子清洗，將經表面噴涂處理且烘干的輪轂在真空環境下經輝光等離子體清洗，改變噴涂表面微結構；D.真空鍍膜，將經離子清洗的汽車輪轂在真空室體內進行真空鍍膜處理，在噴涂表面制備金屬或金屬化合物鍍層；E.保護層制備，在同一真空室體內，在金屬或金屬化合物鍍層表面連續制備保護層。
2. 根據權利要求1所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于所 述的表面噴涂工藝方法為靜電噴涂。
3. 根據權利要求1或2所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在 于所述的表面噴涂工藝中噴底粉所使用的涂料成分由聚脂粉50%和環氧樹脂 50%混合而成。
4. 根據權利要求1所述汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于所述 的輝光等離子體通過高壓電場放電方式產生，在真空室體內的一對轟擊極板或高 壓棒與室體間加500 2500V電壓，電流為0.5 3.5A，產生輝光等離子流。
5. 根據權利要求1所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于所 述輝光等離子清洗的具體過程為預抽真空，當室體真空度為3Xl(T3Pa，開始 向真空室體通過質量流量計精確充入惰性氣體，將室內壓強維持在4 5Pa;在穩 定的輝光放電的條件下清洗50~500s，將表面噴涂層刻蝕成表面凹凸不平的微結 構面，關閉轟擊電源。
6. 根據權利要求1所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于所 述的真空鍍膜方法為多弧離子鍍膜，具體的步驟為預抽真空，當真空度到2X0，a后，充入工作氣體，將氣壓維持在0.1 2Pa，開啟電弧離子鍍膜電源，電壓為20~50V，電流為30 80A，鍍膜時間為90S 480S， 鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓150 1000V，室體內的溫度為30 300°C。
7 .根據權利要求1所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于 所述的真空鍍膜方法為磁控濺射鍍膜，具體步驟為預抽真空，當真空度到2X10々Pa后，充入工作氣體，如氬氣或氮氣，將氣 壓維持在0.8 15Pa，開啟磁控濺射鍍膜電源，電壓為200 800V，電流為20~80A， 鍍膜時間為90S 480S，鍍膜過程中，在工件和室體間加負偏壓150~1000V，室 體內的溫度為30 200°C。
8.根據權利要求1或6或7所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其 特征在于所述真空鍍膜步驟中靶與基片的距離為50 500mm，沉積厚度為 0.5 5jxm。
9 .根據權利要求1所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于 所述的金屬或金屬化合物鍍層和保護膜在同一室體內連續制備完成。
10.根據權利要求1所述的汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，其特征在于 所述的保護層為透明保護層。
全文摘要
汽車輪轂表面真空鍍膜處理工藝，包括預處理、表面噴涂、離子清洗、真空鍍膜及保護層制備步驟完成，本發明輪轂表面的金屬層通過真空鍍膜的方法沉積，避免了大量水資源的消耗、大量含重金屬廢水的產生以及由此產生的額外的成本；其次，除節約大量的貴金屬外，由于油漆的流平作用，降低傳統工藝的成本，同時簡化了工藝，提高了效率，減輕了工人的勞動強度；再次，由于保護層與金屬層的制備在同一真空實體中進行，避免了額外的工序，節約了勞動時間，制備的保護膜化學性能穩定，不會由于在高溫環境和紫外線照射下變性，保證了輪轂的色澤；采用離子清洗，保證了膜層良好的結合力，大大提高了汽車輪轂的品質。
文檔編號C23G1/00GK101240423SQ200710307219
公開日2008年8月13日 申請日期2007年12月30日 優先權日2007年12月30日
發明者令曉明, 姚小明, 孔令剛, 福 武, 王成龍, 苗樹翻, 范多旺, 范多進, 鄧志杰 申請人:蘭州大成自動化工程有限公司;蘭州交通大學