CN102218961B - 一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法，涉及一种金属件的表面处理方法。将金属坯件进行干法清洁与活化；将活化后的金属坯件进行金属染黑；将染黑的金属坯件进行拉丝，拉出所需的纹路；将拉丝后的金属坯件进行干法清洁与活化；将拉丝纹路的金属坯件喷涂罩光加色面漆，即完成在金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜。经测试，不仅具有防腐、耐磨、耐候、耐温和多彩性等优点，可与传统水(湿法)电镀金属产品品质相媲美。同时，工序简单、过程中金属耗用量小，废气废水较少，故是一种经济且绿色环保的新型镀膜技术。

Description

一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法
技术领域
本发明涉及一种金属件的表面处理方法，尤其是涉及一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，单一的光亮铬水电镀已不能满足人们多样化的需求，因此在金属表面进行多彩镀膜是一种趋势。目前，金属件表面发黑古铜拉丝工艺是采用水电镀黄铜或红铜或青古铜后化学发黑，再拉丝喷罩光面漆的工艺。但传统发黑古铜拉丝工艺工艺存在以下缺点：(1)工艺复杂(金属件抛光——除油除蜡——电镀黄铜、青铜、红铜——化学发黑——拉丝——喷漆)、周期长(3h)；(2)耗水耗能大，且产出大量废水；(3)耗用金属量大。显然，这一传统工艺对环境污染颇大，工艺复杂，亟需改进。
多年来，众多科研者致力于传统水电镀工艺改进，并取得一定的初步成果：
中国专利200910135647.4提供一种金属材料表面仿金属铜拉线工艺，是利用热转印获得仿铜拉丝的效果，但其只适用于结构简单的产品，其生产成本高，制造工艺复杂，且制备温度达180℃以上，普通塑料无法应用。
仿铜门是由电解板制成，表面喷涂上颜色与铜门相近的油漆，达到与铜门相似，其工艺如下：第一：底漆，起到保护及整平的作用。第二：面漆，现在基本是红铜、紫铜、黄铜几种颜色。第三：镀黑，喷涂黑色油漆。第四：手动拉丝。第五：罩光，一般是亚光和高光。
中国专利201010208700.1提供一种水性仿铜涂料及其在仿铜门的应用，其步骤如下：1)金属表面常规化学预处理，使金属表面洁净和光滑平整；2)喷涂含颜料的水性涂料，膜厚在200～300μm；3)干燥后，喷涂黑色漆；4)干燥后再拉丝；5)喷涂罩光面漆，烘干。然而该工艺存在以下问题：
1)制成的仿铜门要经过3道喷涂和3道烘烤，每道的干燥时间20～30min，工艺周期长；
2)需要喷涂200～300μm厚度的含色涂料，成本高且工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有在金属上实施发黑古铜拉丝的不环保及工艺复杂等难点，提供一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法，该方法只需要一道染黑和一道色漆，通过拉丝，将染黑的金属件拉出纹路，再利用黑色上不显色的原理，喷涂色漆，可获得发黑古铜拉丝件外观的金属件。
本发明包括以下步骤：
1)将金属坯件进行干法清洁与活化；
在步骤1)中，所述金属坯件可以是铁、铝合金、镁合金、锌合金和铜合金等中一种；
所述干法清洁的具体方法如下：先用干布擦拭金属坯件表面，去除油脂及灰尘，然后利用高温火焰处理金属表面的油脂，达到除油除脂的目的，再通过静电除尘，去除吸附在金属坯件表面的灰尘及燃烧产生的颗粒；
所述活化的具体方法如下：通过高温火焰处理的外延接触金属表面，使其瞬间达到1000℃的高温，使金属坯件表面具有大量极性键，易于漆膜形成良好结合力。
所述高温火焰处理可采用瓦斯作为燃烧气体，处理的时间1～300s。
2)将活化后的金属坯件进行金属染黑；
在步骤2)中，所述金属染黑，可以是采用物理气相沉积(PVD)镀黑色膜，或化学染黑，或喷黑色漆等。
3)将染黑的金属坯件进行拉丝，拉出所需的纹路；
在步骤3)中，所述拉丝可采用常规拉丝轮拉丝。
4)将拉丝后的金属坯件进行干法清洁与活化；
在步骤4)中，所述干法清洁的具体方法如下：先用干布擦拭金属坯件表面，去除油脂及灰尘，然后利用高温火焰处理金属表面的油脂，达到除油除脂的目的，再通过静电除尘，去除吸附在金属坯件表面的灰尘及燃烧产生的颗粒；
所述活化的具体方法如下：通过高温火焰处理的外延接触金属表面，使其瞬间达到1000℃的高温，使金属坯件表面具有大量极性键，易于漆膜形成良好结合力。
所述高温火焰处理可采用瓦斯作为燃烧气体，处理的时间1～300s。
5)将步骤4)得到的拉丝纹路的金属坯件喷涂罩光加色面漆，即完成在金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜。
在步骤5)中，所述喷涂罩光加色面漆可以是亚光面漆或亮光面漆等，所述加色面漆的颜色可选自红铜色、青铜色、黄铜色等中的一种颜色，所述面漆可以是紫外光固化漆或热固化漆等；所述喷涂罩光面漆的膜厚可为5～60μm。
由于本发明的膜层结构采用一层发黑层，一层有机涂层，通过调配有机涂层的颜色，利用黑色不显色的原理，来调配黑色层下的金属颜色，获得红铜色、青古铜色及黄铜色的效果，此工艺消除传统水电镀黄铜、青古铜及红铜这道工序，达到与现有的传统水(湿法)电镀相近外观效果的产品。
经测试，由本发明制得的金属化金属制品不仅具有防腐、耐磨、耐候、耐温和多彩性等优点，可与传统水(湿法)电镀金属产品品质相媲美。同时，工序简单、过程中金属耗用量小，废气废水较少，故是一种经济且绿色环保的新型镀膜技术。本发明开拓了金属表面发黑古铜拉丝镀膜领域，镀出产品功能优异且外观优良，非常适用于卫浴、电子、家电与汽车等行业。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步的说明。
实施例1一种铁件风口镀发黑红古铜拉丝
1)将铁件冲压的风口进行干法清洁及活化，火焰处理时间180s。
2)将经步骤1处理后的工件放入PVD炉，镀TiC黑色膜。
3)将镀黑色膜的铁件进行自动拉丝，拉出所需的纹路，露出底材银白色金属。
4)将拉丝好的铁件进行干法清洁及活化，火焰处理时间10s。
5)将经步骤4)的铁件，喷一层50μm厚红铜色透明粉末涂料。用预热温度(120℃×5min)，再经流平(150℃×5min)，再经固化(180℃×15min)。
所述干法清洁的具体方法如下：先用干布擦拭金属坯件表面，去除油脂及灰尘，然后利用高温火焰处理金属表面的油脂，达到除油除脂的目的，再通过静电除尘，去除吸附在金属坯件表面的灰尘及燃烧产生的颗粒；
所述活化的具体方法如下：通过高温火焰处理的外延接触金属表面，使其瞬间达到1000℃的高温，使金属坯件表面具有大量极性键，易于漆膜形成良好结合力。
所述高温火焰处理可采用瓦斯作为燃烧气体，处理的时间1～300s。
由此工艺所得制品，达到发黑红古铜拉丝外观的铁件风口，且可通过下列功能测试：
(A)CASS防腐蚀：   16h；
(B)冷热冲击循环   4个循环；
(C)落砂冲击：     12L落砂；
(D)结合力(百割)： 5A；
(E)水浸38℃：      24h；
(F)铅笔硬度(三菱)：2H；
实施例2一种锌合金开关面板镀发黑青古铜拉丝
1)将冲压锌合金的开关面板进行干法清洁及活化，离子火焰处理时间240s。
2)将经步骤1处理后的工件进行化学药剂发黑，获得黑色膜。
3)将镀黑色膜的锌合金件进行自动拉丝，拉出所需的纹路，露出底材银白色金属。
4)将拉丝好的锌合金件进行干法清洁及活化，离子火焰处理时间10s。
5)将经步骤4)的锌合金件，喷一层25μm厚青古铜色透明紫外光固化涂料。用流平(80℃×5min)，再经紫外光固化(1200mj/cm2)。
所述干法清洁和活化的具体方法与实施例1相同。
由此工艺所得制品，达到发黑青古铜拉丝外观的开关面板，且可通过下列功能测试：
(A)CASS防腐蚀：      16h；
(B)冷热冲击循环      4个循环；
(C)落砂冲击：        12L落砂；
(D)结合力(百割)：    5A；
(E)水浸38℃：        24h；
(F)铅笔硬度(三菱)：  2H；
实施例3一种铝合金把手发黑黄古铜拉丝
1)将铝合金把手进行干法清洁及活化，离子火焰处理时间4min。
2)将经步骤1处理后的工件喷黑色漆，获得5um厚的黑色漆膜。
3)将镀黑色漆膜的铝合金件进行自动拉丝，拉出所需的纹路，露出底材银白色金属。
4)将拉丝好的铝合金件进行干法清洁及活化，离子火焰处理时间4s。
5)将经步骤4)的铝合金件，喷涂一层50um厚黄古铜色透明粉末涂料。用预热温度(110℃×5min)，再经流平(120℃×5min)，再经固化(140℃×25min)。
所述干法清洁和活化的具体方法与实施例1相同。
由此工艺所得制品，达到发黑黄古铜拉丝外观的铝合金把手，且可通过下列功能测试：
(A)CASS防腐蚀：      16h；
(B)冷热冲击循环      4个循环；
(C)落砂冲击：        12L落砂；
(D)结合力(百割)：    5A；
(E)水浸38℃：      24h；
(F)铅笔硬度(三菱)：1H；
实施例4一种铜合金龙头发黑青古铜拉丝
1)将铜合金龙头进行干法清洁及活化，离子火焰处理时间2min。
2)将经步骤1处理后的工件进行化学染黑，获得染黑的金属坯件。
3)将镀黑色膜的铜合金件进行拉丝，拉出所需的纹路，露出底材铜色金属。
4)将拉丝好的铜合金件进行干法清洁及活化，离子火焰处理时间30s。
5)将经步骤4)的铜合金件，电泳一层20um厚青古铜色透明电泳涂料。用预热温度(120℃×5min)，再经流平(150℃×5min)，再经固化(170℃×15min)。
所述干法清洁和活化的具体方法与实施例1相同。
由此工艺所得制品，达到发黑青古铜拉丝外观的铜合金龙头，且可通过下列功能测试：
(A)CASS防腐蚀：    16h；
(B)冷热冲击循环    4个循环；
(C)落砂冲击：      12L落砂；
(D)结合力(百割)：  5A；
(E)水浸38℃：      24h；
(F)铅笔硬度(三菱)：1H；
以上功能测试包括：
1、抗腐蚀功能测试：
1)CASS试验(ASTM B368-09)；
2)AASS试验(ASTM G85-09)。
2、抗磨耗功能测试：
落砂试验(ASTM D968-05)。
3、结合力测试：
1)百割测试(ASTM D3359-02)；
2)冷热循环试验(ASME A112.18.1-2005/CSAB125.1-05)。
4、耐水测试
水浸测试(ASTM D870-02)。
5、耐划伤性测试
1)铅笔硬度测试(ASTM D3363-05)。

Claims (2)

1.一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将金属坯件进行干法清洁与活化；所述金属坯件选自铁、铝合金、镁合金、锌合金和铜合金中一种；所述干法清洁的具体方法如下：先用干布擦拭金属坯件表面，去除油脂及灰尘，然后利用高温火焰处理金属表面的油脂，达到除油除脂的目的，再通过静电除尘，去除吸附在金属坯件表面的灰尘及燃烧产生的颗粒；所述活化的具体方法如下：通过高温火焰处理的外延接触金属表面，使其瞬间达到1000℃的高温；所述高温火焰处理采用瓦斯作为燃烧气体，处理的时间1~300s；
2）将活化后的金属坯件进行金属染黑；所述金属染黑，是采用物理气相沉积镀黑色膜，或化学染黑，或喷黑色漆；
3）将染黑的金属坯件进行拉丝，拉出所需的纹路；
4）将拉丝后的金属坯件进行干法清洁与活化；所述干法清洁的具体方法如下：先用干布擦拭金属坯件表面，去除油脂及灰尘，然后利用高温火焰处理金属表面的油脂，达到除油除脂的目的，再通过静电除尘，去除吸附在金属坯件表面的灰尘及燃烧产生的颗粒；所述活化的具体方法如下：通过高温火焰处理的外延接触金属表面，使其瞬间达到1000℃的高温；所述高温火焰处理采用瓦斯作为燃烧气体，处理的时间1~300s；
5）将步骤4）得到的拉丝纹路的金属坯件喷涂罩光加色面漆，即完成在金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜；所述罩光加色面漆是紫外光固化漆或热固化漆；所述喷涂罩光加色面漆的膜厚为5～60μm。
2.如权利要求1所述的一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法，其特征在于在步骤3）中，所述拉丝采用常规拉丝轮拉丝。
3．如权利要求1所述的一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法，其特征在于在步骤5）中，所述喷涂罩光加色面漆是亚光面漆或亮光面漆。
4．如权利要求1所述的一种金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法，其特征在于在步骤5）中，所述罩光加色面漆的颜色选自红铜色、青铜色、黄铜色中的一种颜色。
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