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汽車外飾件表面仿電鍍加工方法

作者: 來源: 發布于:2019-11-06 15:32:15
專利名稱:汽車外飾件表面仿電鍍加工方法

技術領域:
本發明涉及一種汽車外飾件表面處理方法,尤其涉及一種汽車外飾件表面仿電鍍加工方法,使汽車外飾件表面具有金屬光澤并且具有很好的耐腐蝕性能。

背景技術:
目前汽車制造行業尤其是家用汽車制造行業,在汽車設計和制造過程中,為追求較低制造成本和汽車的運行成本,普遍追求汽車的輕量化、為減輕汽車重量,汽車外外部飾件較多的使用塑料部件,同時為滿足客戶的感官需求,通常在塑料部件上加以金屬色澤,因此目前廣泛采用在ABS或PC\ABS塑料上進行鍍銅+多層鎳+鉻的電鍍工藝技術,在此基礎上,一般還要求做到如下幾點首先,為滿足外飾件的高耐腐蝕性能,通常要求金屬材料有足夠的厚度,一般都要求單層厚度大于20微米;其次,為確保電鍍層與塑料有較好的結合力,都采用高濃度鉻酸和硫酸的粗化工藝,侵蝕塑料表面,增加電鍍層與塑料的接觸面積。最后,為改變電鍍層的光澤,滿足客戶的視覺要求,電鍍過程中添加有機添加劑,提高產生高光澤或亞光的效果。現有塑料電鍍工藝存在如下不足第一,生產過程中對環境的污染大,電鍍使用的材料中,六價鉻對人體是有致癌性的有毒物質,鎳是對皮膚有過敏性的有毒物質,同時電鍍生產中排放大量的含鉻、含鎳廢水、既增加了由于廢水處理造成的生產成本,同時微量排放也影響了環境,另外,涂裝工程中有大量溶劑,需要進行廢棄處理。第二,基材的選擇比較受限制,目前塑料電鍍能夠形成產業化的只有在ABS和PC\ABS上進行,其它塑料材質上尚未能量產。第三,電鍍產品大量使用有色金屬,材料消耗大,成本高。第四,現有塑料電鍍工藝,由于涂料本身材料原因,無法產生高光澤或亞光的金屬效果。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種污染少的汽車外飾件表面仿電鍍加工方法。本發明所要解決的又一個技術問題是提供一種基材的選擇面廣的汽車外飾件表面仿電鍍加工方法。本發明所要解決的又一個技術問題是提供一種有色金屬消耗量小成本低的汽車外飾件表面仿電鍍加工方法。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種汽車外飾件表面仿電鍍加工方法,其特征在于包括如下步驟
①干冰清洗,將基材用干冰在高壓空氣驅動下進行清洗,空氣壓力為0.20.6Mpa,流量為14立方米/分鐘,處理時間0.53分鐘;②火焰處理,將上述清洗后的基材用火焰處理,去除邊沿毛刺;③底漆噴涂和固化,將去除邊沿毛刺的基材表面進行涂料噴涂,形成底漆層,噴涂溫度均為3055°C,底漆層厚度為1030微米,噴涂后進行預熱,溫度為6080°C,時間為520分鐘,采用紫外線對涂料進行固化;④磁控濺射沉積涂層,將底漆固化后的基材在底漆面上進行磁控濺射沉積涂層,以使表面具有金屬化,在真空度為6X10_31.0X10_4Pa,溫度為1535°C條件下進行鍍膜,形成氣相沉積層,氣相沉積層厚度為0.20.5微米。作為優選,步驟②中所述的火焰處理條件為溫度為11001800°C,處理時間為315秒。作為優選,步驟③中所述的涂料中還含有占總涂料重量010%的稀釋劑。作為優選,步驟③中所述的底漆固化紫外線能量均為80200w/cm2,固化時間均為0.53分鐘。步驟③中所述的涂料為聚氨酯丙烯酸酯酯(polyurethaneaerylate,簡稱PUA)。優選瑞士BERLAC公司型號為081.939.100的聚氨酯丙烯酸酯涂料,當然也可以采用國內的類似涂料產品替代,如北京德正集團北義厚化工總廠的聚氨酯丙烯酸酯,江蘇三木集團有限公司的聚氨酯丙烯酸酯等,這里不在一一舉例。步驟④中所述的鍍膜條件優選為電流4080安;電壓80160v;偏壓6001200v;時間210分鐘。步驟④中所述的鍍膜最佳條件為電流60安;電壓120v;偏壓IOOOv;時間3分鐘。步驟④中所述的鍍膜用材可以是鉻、鎳或含硅化合物。含硅化合物如碳化硅等。作為最佳,步驟③中所述的底漆層厚度為20微米,步驟④中氣相沉積層厚度為0.3微米。步驟①中所述的基材可以是ABS、PC、PA、PP、PBT、TPE、鋅鋁合金或ABS與PC的混合物。與現有技術相比,本發明的優點在于利用磁控濺射沉積涂層代替傳統電鍍,結合其他有效步驟來基材的金屬化表面,不產生任何有毒有害物質,無需廢水處理,對環境影響極小;通過真空條件下進行金屬的沉積,電能需求量小,無需蒸汽,能耗小;通過微量金屬達到等同于金屬的色澤,進一步還能產生高光澤或亞光的金屬效果,有色金屬使用只有傳統電鍍的1/10001/100,金屬材料使用量極少;基材的選擇面較廣,可以應用到TPE和鋅鋁合金上。并且,溶劑和稀釋劑用量少或甚至可以不用,基本上用粉體,對環境的影響極少。所得產品在耐候性、耐腐蝕性、結合力等均能滿足汽車外飾件的標準要求。采用不易腐蝕的金屬,因此鍍層具有良好的耐腐蝕性能,同時解決了鍍層應力問題,在高低溫沖擊、循環試驗中都不會產生開裂現象。鍍層基材出現破損時不會劃傷身體,可以在安全氣囊上得以應用。
圖1為實施例中經過仿電鍍加工后所得產品的分層剖視圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。本實施例中的汽車外飾件表面仿電鍍加工方法,依次包括如下步驟①干冰清洗,用顆粒干冰在高壓空氣驅動下沖擊基材表面,進行清洗,,當低溫的干冰接觸產品表面,由于熱交換存在,基材表面的污垢產生熱脹冷縮的物理變化,破壞與產品的結合,同時利用升華后的干冰體積膨脹,產生爆破力,從而能迅速清除表面污垢,空氣壓力為0.20.6Mpa(最佳為0.4Mpa),流量為14立方米/分鐘(最佳為2立方米/分鐘),處理時間0.53分鐘(最佳為1分鐘);②火焰處理,將上述清洗后的基材在高溫的火焰下高速通過,在確保不影響主體的情況下,利用高溫去除邊沿毛刺,部分產品在加工過程中會產生細小的針狀毛刺,不加以去除,會影響產品質量,火焰處理條件為溫度為11001800°C(最佳為1500°C),處理時間為315秒(最佳為10秒);③底漆噴涂和固化,將去除邊沿毛刺的基材表面進行涂料噴涂,形成底漆層,噴涂溫度均為3055°C(最佳為45°C),底漆層厚度為1030微米(最佳為20微米),噴涂后進行紅外預熱,溫度為6080°C,時間為520分鐘,采用紫外線對涂料進行固化;④磁控濺射沉積涂層,將底漆固化后的基材在底漆面上進行磁控濺射沉積涂層,以使表面具有金屬化,在真空度為6X10_31.0XKT4Pa(最佳為8XI(T3Pa),溫度為1535V(最佳為35°C)條件下進行鍍膜,形成氣相沉積層,氣相沉積層厚度為0.20.5微米(最佳為0.3微米),鋁鍍用材為鉻、鎳或含硅化合物,鍍膜條件為電流4080安(最佳為60安);電壓80160v(最佳為120v);偏壓6001200v(最佳為IOOOv);時間210分鐘(最佳為3分鐘);最后所得基材的鍍膜如圖1所示,自外向內依次為氣相沉積層1、底漆層2及基材3。步驟③和步驟⑤中涂料為聚氨酯丙烯酸酯。優選瑞士BERLAC公司型號為081.939.100的聚氨酯丙烯酸酯涂料。涂料中還含有占總涂料重量010%的稀釋劑。稀釋劑可以不加,以高固體含量形式存在,可以有效減少稀釋劑揮發對環境的影響,減少固化能耗,并且,在常溫下流動性差,噴涂后在一定的溫度下,使涂料具有良好的流平性,改善表面狀況,稀釋劑可以采用香蕉水、苯乙烯等有機溶劑。底漆采用紫外固化,紫外線能量均為80200w/cm2(最佳為120w/cm2),固化時間均為0.53分鐘(最佳為1.5分鐘)。傳統紅外熱固化油漆,完全固化往往要M小時,因此紫外固化較之紅外熱固化產品生產周期短,速度快。步驟①中基材為ABS、PC、PA、PP、PBT、TPE、鋅鋁合金或ABS與PC的混合物。基材選擇余地大大超過傳統電鍍。其中,磁控濺射沉積涂層是PVD(PhysicalVaporDeposition物理氣相沉積)方法的一種,磁控濺射沉積涂層所用到的設備有等離子清潔設備、多級真空泵、制冷設備、靶材、反應氣體控制設備和控制系統。本實施例所得產品性能測試見下表

權利要求
1.一種汽車外飾件表面仿電鍍加工方法,其特征在于包括如下步驟①干冰清洗,將基材用干冰在高壓空氣驅動下進行清洗,空氣壓力為0.20.6Mpa,流量為14立方米/分鐘,處理時間0.53分鐘;②火焰處理,將上述清洗后的基材用火焰處理,去除邊沿毛刺;③底漆噴涂和固化,將去除邊沿毛刺的基材表面進行涂料噴涂,形成底漆層,噴涂溫度均為3055°C,底漆層厚度為1030微米,噴涂后進行預熱,溫度為6080°C,時間為520分鐘,采用紫外線對涂料進行固化;④磁控濺射沉積涂層,將底漆固化后的基材在底漆面上進行磁控濺射沉積涂層,以使表面具有金屬化,在真空度為6X10_31.OX10_4Pa,溫度為1535°C條件下進行鍍膜,形成氣相沉積層,氣相沉積層厚度為0.20.5微米。
2.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟②中所述的火焰處理條件為溫度為11001800°C,處理時間為315秒。
3.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟③中所述的涂料中還含有占總涂料重量010%的稀釋劑。
4.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟③中所述的底漆固化紫外線能量均為80200w/cm2,固化時間均為0.53分鐘。
5.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟③中所述的涂料為聚氨酯丙烯酸
6.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟④中所述的鍍膜條件為電流4080安;電壓80160v;偏壓6001200v;時間210分鐘。
7.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟④中所述的鍍膜條件為電流60安;電壓120v;偏壓IOOOv;時間3分鐘。
8.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟④中所述的鍍膜用材為鉻、鎳或含硅化合物。
9.根據權利要求1所述的加工方法,其特征在于步驟③中所述的底漆層厚度為20微米,步驟④中氣相沉積層厚度為0.3微米。
10.根據權利要求19中任一權利要求所述的加工方法,其特征在于步驟①中所述的基材為ABS、PC、PA、PP、PBT、TPE、鋅鋁合金或ABS與PC的混合物。

全文摘要
一種汽車外飾件表面仿電鍍加工方法,其特征在于包括如下步驟①干冰清洗;②火焰處理,去除邊沿毛刺;③底漆噴涂和固化;④磁控濺射沉積涂層。與現有技術相比,本發明的優點在于利用磁控濺射沉積涂層方式代替傳統電鍍,結合其他有效步驟來基材的金屬化表面,使得整個工藝流程污染少,能耗低,成本低。所得產品在耐候性、耐腐蝕性、結合力等均能滿足汽車外飾件的標準要求。


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