專利名稱：一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬表面的處理方法，尤其是涉及一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法。
背景技術(shù)：
在金屬表面進(jìn)行傳統(tǒng)水(濕法)電鍍可獲得高防腐、高耐磨、鏡面高光且裝飾極強(qiáng)之產(chǎn)品，此種金屬金屬化(鍍Cu/Ni/Cr金屬膜)應(yīng)用廣泛，且盛行已久。但水電鍍工藝存在公認(rèn)的以下缺點(diǎn)(1)耗水耗能大，且產(chǎn)出大量廢水。(2)使用有害化學(xué)鍍液與添加劑。(3)排放有毒廢氣。(4)耗用金屬量大。(5)使用對(duì)人體有害的六價(jià)鉻。顯然，這一傳統(tǒng)工藝對(duì)環(huán)境污染及危害頗大，亟需改進(jìn)。多年來(lái)，眾多科研者致力于傳統(tǒng)水電鍍工藝改進(jìn)，并取得一 定的初步成果干法鍍膜工藝已經(jīng)被開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用已可取代部分金屬電鍍產(chǎn)品，采用干法鍍?nèi)〈鷤鹘y(tǒng)的濕法電鍍，采用鉻層取代傳統(tǒng)的Cu — Ni — Cr三金屬涂層。該干法鍍法不含有毒物質(zhì)，沒(méi)有三廢問(wèn)題，無(wú)需三廢處理，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。工人勞動(dòng)條件好，對(duì)工人身體健康影響小。不需要使用銅、鎳、鉻等貴重金屬，只使用少量鉻鋁，成本大大降低。工藝簡(jiǎn)單，工序少，生產(chǎn)成本低。整體生產(chǎn)成本約為電鍍的1/2，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。并在光固化面涂原料中加入納米陶瓷粒子，改進(jìn)了分散和混合工藝，顯著提高了表面耐磨性。中國(guó)專利CN1468976公開(kāi)一種適用金屬及非金屬的表面處理方法,主要是有鑒于現(xiàn)有的表面處理方法對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，且處理后其防腐蝕效果及表面光澤度差，乃研發(fā)一種具導(dǎo)電性可供物品定位的固定架，物品定位于固定支架上，先于物品表面上一底膜，再以真空電鍍形成金屬電鍍層，之后將固定架連同物品直接進(jìn)行噴涂，使電鍍層表面形成抗腐蝕性高、耐磨、具光澤性的壓克力層，藉此可有效改善普通表面處理方法存在的問(wèn)題。然而該干法鍍膜技術(shù)仍存在以下問(wèn)題與缺點(diǎn)I)需要噴涂底漆、面漆及PVD鍍膜，工序復(fù)雜。2 )底漆的良品率不高。3)需要噴涂底漆及面漆，VOC排放量高，不環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的干法鍍膜所存在缺點(diǎn)，提供一種不需要噴涂底漆，只需要一層PVD鍍的金屬膜及面漆，就可以獲得高光亮金屬外觀的在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法。本發(fā)明包括以下步驟I)將金屬坯件進(jìn)行機(jī)械拋光并清洗；2)將清洗后的金屬坯件鍍金屬膜；3)將步驟2)得到的樣品進(jìn)行有機(jī)噴涂，高溫固化后，獲得最終產(chǎn)品。在步驟I)中，所述金屬坯件可選自鐵、鋁、鋅和銅等中的一種；所述機(jī)械拋光，可采用常規(guī)拋光輪拋光；所述清洗的方法，可進(jìn)行碳?xì)淝逑?，除去蠟和油，并用純水清洗，烘干。在步驟2)中，所述金屬膜的厚度可為0.05 I Pm;所述金屬可采用銅、鎳、鉻、鋁、不銹鋼、鋯或鈦等單一金屬或多種金屬合金，所述鍍金屬膜的方法可采用物理氣相沉積(PVD)、電弧鍍、濺射鍍等中的一種。在步驟3)中，所述有機(jī)噴涂的膜厚可為20 100 Pm，所述有機(jī)噴涂的方法可以是電泳及噴粉等，所述高溫固化的溫度可為100 200°C。由于本發(fā)明的膜層結(jié)構(gòu)為PVD鍍金屬膜和有機(jī)涂層，所以稱為雙層鍍膜技術(shù)。經(jīng)測(cè)試，由本發(fā)明制得的金屬化金屬制品不僅具有防腐、耐磨、耐候、耐溫和多彩性等優(yōu)點(diǎn)，而且表面堅(jiān)硬平滑，可與傳統(tǒng)水(濕法)電鍍金屬產(chǎn)品品質(zhì)相媲美，祛除傳統(tǒng)水(濕法)電鍍中的粗化、活化水洗過(guò)程，不使用任何有害電鍍藥液，尤其是不采用有毒的六價(jià)鉻及氰化物，同時(shí)過(guò)程中金屬耗用量小，廢氣極少，又完全無(wú)廢水排放，而且成本低，故是一 種經(jīng)濟(jì)且綠色環(huán)保的新型鍍膜技術(shù)。本發(fā)明開(kāi)拓了廣范金屬表面金屬化領(lǐng)域，鍍出產(chǎn)品功能優(yōu)異且外觀優(yōu)良，非常適用于衛(wèi)浴、電子、家電與汽車等行業(yè)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I 一種銅件把手鍍鉻衛(wèi)浴配件示例I)將銅把手坯件經(jīng)過(guò)自動(dòng)拋光機(jī)(粗拋一細(xì)拋一精拋)，得到光亮表面。2)放入碳?xì)淝逑礄C(jī)進(jìn)行處理，烘干(80°C，30min)。3)將清洗后的光亮銅把手坯件轉(zhuǎn)掛入PVD爐內(nèi)，鍍一層0. 2 ii m金屬鉻膜(采用電弧離子鍍方法沉積鉻靶電流80A，偏壓70V，通入30SCCM Ar2,真空壓力0. 2Pa，鍍膜時(shí)間2min)。4)將鍍有金屬Cr膜的銅把手，進(jìn)行電泳涂裝，有機(jī)膜厚控制在25um左右，固化溫度140攝氏度20分鐘。由此工藝所得制品，表面高光如鏡，且可通過(guò)下列功能測(cè)試(A) CASS 防腐蝕16h ；(B)冷熱沖擊循環(huán)8個(gè)循環(huán)；(C)落砂沖擊18L落砂；(D)結(jié)合力(百割)5B ；(E)水浸 38°C:24h ；(F)鉛筆硬度(三菱)3H；(G) RCA 耐磨測(cè)試1000 回。 實(shí)施例2 —種鋁合金鎖蓋鍍黃金色配件示例I)將鋁合金鎖蓋坯件經(jīng)過(guò)自動(dòng)拋光機(jī)(粗拋一細(xì)拋一精拋)，得到光亮表面。2)放入碳?xì)淝逑礄C(jī)進(jìn)行處理，烘干(80°C，30min)。3)將清洗后的光亮鋁合金鎖蓋坯件轉(zhuǎn)掛入PVD爐內(nèi)，鍍一層0. 3 ii m金屬氮化鋯膜(采用電弧離子鍍方法沉積鈦靶電流100A，偏壓70V，通入IOOSCCMAr2, 300SCCMN2真空壓力0. 5Pa，鍍膜時(shí)間4min)。4)將鍍有金屬氮化鈦膜的鋁合金鎖蓋，進(jìn)行粉末涂裝，有機(jī)膜厚控制在50um左右，固化溫度170攝氏度20分鐘。由此工藝所得制品，表面高光如鏡，且可通過(guò)下列功能測(cè)試(A) CASS 防腐蝕12h ;(B)冷熱沖擊循環(huán)8個(gè)循環(huán)；(C)落砂沖擊18L落砂；(D)結(jié)合力(百割)5B ·；(E)水浸 38°C:24h ；(F)鉛筆硬度(三菱)3H ；(G) RCA 耐磨測(cè)試3000 回。實(shí)施例3 —種鐵件風(fēng)口鍍鎳色示例I)將鐵件風(fēng)口毛坯經(jīng)過(guò)自動(dòng)拋光機(jī)(粗拋一細(xì)拋一精拋)，得到光亮表面。2)放入碳?xì)淝逑礄C(jī)進(jìn)行處理，烘干(80°C，30min)。3)將清洗后的光亮鐵件風(fēng)口坯件轉(zhuǎn)掛入PVD爐內(nèi)，鍍一層0. 6 ii m金屬氮化鋯膜(采用電弧離子鍍方法沉積鋯靶電流110A，偏壓70V，通入100SCCM Ar2,100SCCM N2真空壓力0. 5Pa，鍍膜時(shí)間4min)。4)將鍍有金屬氮化鋯膜的鋁合金鎖蓋，進(jìn)行電泳涂裝，有機(jī)膜厚控制在30um左右，固化溫度160攝氏度30分鐘。由此工藝所得制品，表面高光如鏡，且可通過(guò)下列功能測(cè)試(A) CASS 防腐蝕8h ；(B)冷熱沖擊循環(huán)8個(gè)循環(huán)；(C)落砂沖擊18L落砂；(D)結(jié)合力(百割)5B ；(E)水浸 38°C:24h ；(F)鉛筆硬度(三菱)3H ；(G) RCA 耐磨測(cè)試1500 回。以上功能測(cè)試包括I、抗腐蝕功能測(cè)試I) CASS 試驗(yàn)(ASTM B368-09 );2) AASS 試驗(yàn)(ASTM G85-09)。2、抗磨耗功能測(cè)試落砂試驗(yàn)(ASTMD968-05)。3、結(jié)合力測(cè)試I)百割測(cè)試(ASTM D3359-02)；2)冷熱循環(huán)試驗(yàn)(ASMEAl 12. 18. 1-2005/CSAB125. 1-05)。4、耐候測(cè)試QUV 測(cè)試(ASTM G154)。5、耐水測(cè)試水浸測(cè)試(ASTMD870-02)。6、耐劃傷性測(cè)試
I)鉛筆硬度測(cè)試(ASTM D3363-05)；2)耐劃傷性測(cè)試(ASTM D5178-9)。7、耐化學(xué)性測(cè)試耐化學(xué)性測(cè)試(ASTMD1308-02)。
權(quán)利要求
1.一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于包括以下步驟 1)將金屬坯件進(jìn)行機(jī)械拋光并清洗； 2)將清洗后的金屬坯件鍍金屬膜； 3)將步驟2)得到的樣品進(jìn)行有機(jī)噴涂，高溫固化后，獲得最終產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟I)中，所述金屬坯件選自鐵、鋁、鋅和銅中的一種。
3.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟I)中，所述機(jī)械拋光，是采用常規(guī)拋光輪拋光。
4.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟I)中，所述清洗的方法，是進(jìn)行碳?xì)淝逑?，除去蠟和油，并用純水清洗，烘干?br> 5.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟2)中，所述金屬膜的厚度為0. 05 Iii m。
6.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟2)中，所述金屬采用銅、鎳、鉻、鋁、不銹鋼、鋯或鈦單一金屬或多種金屬合金。
7.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟2)中，所述鍍金屬膜的方法是采用物理氣相沉積、電弧鍍、濺射鍍中的一種。
8.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟3)中，所述有機(jī)噴涂的膜厚為20 100 iim。
9.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟3)中，所述有機(jī)噴涂的方法是電泳及噴粉。
10.如權(quán)利要求I所述的一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，其特征在于在步驟3)中，所述高溫固化的溫度為100 200°C。
全文摘要
一種在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法，涉及一種金屬表面的處理方法。提供一種不需要噴涂底漆，只需要一層PVD鍍的金屬膜及面漆，就可以獲得高光亮金屬外觀的在金屬表面進(jìn)行全干法復(fù)合鍍膜的方法。將金屬坯件進(jìn)行機(jī)械拋光并清洗；將清洗后的金屬坯件鍍金屬膜；將得到的樣品進(jìn)行有機(jī)噴涂，高溫固化后得產(chǎn)品。經(jīng)測(cè)試，制得的金屬化金屬制品具有防腐、耐磨、耐候、耐溫和多彩性等優(yōu)點(diǎn)，表面堅(jiān)硬平滑，可與傳統(tǒng)水電鍍金屬產(chǎn)品品質(zhì)相媲美，祛除傳統(tǒng)水電鍍中的粗化、活化水洗過(guò)程，不使用任何有害電鍍藥液，尤其是不采用有毒的六價(jià)鉻及氰化物，同時(shí)過(guò)程中金屬耗用量小，廢氣極少，又完全無(wú)廢水排放，成本低，適用于衛(wèi)浴、電子、家電與汽車等行業(yè)。
文檔編號(hào)C23C14/16GK102758176SQ201210269679
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者吳子豹, 李明仁, 王應(yīng)泉, 王飛 申請(qǐng)人:寧波威霖住宅設(shè)施有限公司