CN106086790B - 一种锌合金仿古铜真空镀膜方法 - Google Patents

一种锌合金仿古铜真空镀膜方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，包括以下步骤：步骤一、将锌合金压铸成坯件并去毛刺；步骤二、对所述坯件进行抛光或拉丝；步骤三、以真空碳氢清洗方式对所述坯件进行除油、除蜡；步骤四、将清洗后的所述坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并在所述坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层；步骤五、从真空炉内取出所述坯件并对所述石墨表层进行拉丝，形成所需纹路；以及步骤六、对所述坯件进行喷透明漆或喷透明粉。坯件的表面的金属铜层、石墨表层沉积过程均在同一真空炉内进行，出炉后只需对石墨表层拉丝和喷涂透明面漆或透明粉末，不仅成本较低、结合力更优，且无废气、废水排放。

Description

一种锌合金仿古铜真空镀膜方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体是涉及一种锌合金仿古铜真空镀膜方法。
背景技术
锌合金是以锌为基础加入铝、铜、镁、镉等其他元素组成的合金。因锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔。特别适用于制造对公差要求不太严，而形状复杂的零部件，还有受力不太大而形状复杂的结构件和装饰件。
但是，由于锌合金本身的化学稳定性差和易变性等缺点，给表面处理带来了一定难度。目前锌合金的表面处理，一般都是采用水电镀的工艺，提高产品的抗腐蚀性和装饰性。而仿古铜的工艺，也是在锌合金表面电镀一层紫铜或青铜，再通过化学药剂进行发黑处理，然后通过拉丝获得需要的纹路，最后在其表面喷涂一层透明漆或透明粉末。
具体如中国发明专利(CN 102218961 A)公开了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；2)将活化后的金属坯件进行金属染黑；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；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。
上述的金属件上实施发黑古铜拉丝件的环保型镀膜方法虽然工艺技术成熟、稳定，但其镀膜过程中产生的废气、废水排放问题目前还得不到很好的解决。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种无环境污染的锌合金仿古铜真空镀膜方法。
具体技术方案如下：
一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤一、将锌合金压铸成坯件并去毛刺；
步骤二、对坯件进行抛光或拉丝；
步骤三、以真空碳氢清洗方式对坯件进行除油、除蜡；
步骤四、将清洗后的坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并采用物理气相沉积方式在坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层；
步骤五、从真空炉内取出坯件并对石墨表层进行拉丝，形成所需纹路；以及
步骤六、对坯件进行喷透明漆或喷透明粉。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，在步骤四中，先将真空炉抽真空至8.0×10-3Pa，再关闭节流阀，开始通入300sccm的氩气，设定偏压电源电压600V～800V、占空比50％～70％对坯件进行离子辉光活化8min～10min。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，在步骤四中，坯件经离子辉光活化后，先关闭氩气流量计并打开节流阀将真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；其次，关闭节流阀并通入80sccm～90sccm氩气，设定偏压电源电压为150V～200V、占空比50％～70％，设定铬靶电流为25A以向坯件表面轰击沉积5min～8min第一金属铬层；再设定偏压电源电压为100V～150V、占空比50％～70％，设定硅靶电流为25A以向第一金属铬层表面沉积30min～40min硅铬合金层。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，其中，在步骤四中，待硅铬合金层形成后，停止沉积硅靶，并在硅铬合金层表面持续沉积3min～5min第二金属铬层。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，其中，在步骤四中，待铬金属层形成后，停止沉积铬靶，设定铜靶电流30A在铬金属层表面沉积20-40min金属铜层。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，其中，在步骤四中，待铜金属层形成后，停止沉积铜靶，关闭氩气流量计；
其次，打开节流阀将真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；
再关闭节流阀并通入80sccm～90sccm氩气，设定偏压电源电压为50V～60V、占空比50％～60％，设定石墨靶电流22A在铜金属层表面沉积60-80min石墨表层。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，其中，在步骤四中，铜靶为紫铜靶或黄铜靶。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，其中，在步骤三中，坯件在真空碳氢清洗机中进行清洗。
上述的一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，还包括：步骤七、对喷透明漆或喷透明粉后的坯件进行固化、烘干。
上述技术方案的积极效果是：
上述的锌合金仿古铜真空镀膜方法中，先将坯件经过拉丝或抛光，能有效提高毛坯的光泽度；其次，将坯件进行真空碳氢清洗，去除坯件表面的抛光蜡和油污；再次、将清洗后的坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并采用物理气相沉积方式在坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层，从而改善锌合金铸件的性能及外观；然后、按所需纹路对石墨表层进行拉丝，使产品外观更加丰富；最后，再喷涂一层透明粉末或透明漆，提高产品的防腐性、光亮度等性能。
此外，坯件的表面的第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层沉积过程均在同一真空炉内进行，出炉后只需对石墨表层拉丝和喷涂透明面漆或透明粉末，不仅成本较低、结合力更优，且无废气、废水的排放。与现有技术相比，具有工序简单、可靠，成本低，无环境污染等优势。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。
本实施例提供的锌合金仿古铜真空镀膜方法包括以下步骤：
步骤一、将锌合金压铸成坯件并去毛刺；
步骤二、对坯件进行抛光或拉丝；
步骤三、以真空碳氢清洗方式对坯件进行除油、除蜡；
步骤四、将清洗后的坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并采用物理气相沉积方式在坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层；
步骤五、从真空炉内取出坯件并对石墨表层进行拉丝，形成所需纹路；以及
步骤六、对坯件进行喷透明漆或喷透明粉。
作为优选的实施方式，在步骤三中，坯件在真空碳氢清洗机中进行清洗。
作为优选的实施方式，本实施例提供的锌合金仿古铜真空镀膜方法还包括步骤七、对喷透明漆或喷透明粉后的坯件进行固化、烘干。
作为优选的实施方式，在步骤四中，先将真空炉抽真空至8.0×10-3Pa，再关闭节流阀，开始通入300sccm的氩气，设定偏压电源电压600V～800V、占空比50％～70％对坯件进行离子辉光活化8min～10min。
作为优选的实施方式，在步骤四中，坯件经离子辉光活化后，先关闭氩气流量计并打开节流阀将真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；其次，关闭节流阀并通入80sccm～90sccm氩气，设定偏压电源电压为150V～200V、占空比50％～70％，设定铬靶电流为25A以向坯件表面轰击沉积5min～8min第一金属铬层；再设定偏压电源电压为100V～150V、占空比50％～70％，设定硅靶电流为25A以向第一金属铬层表面沉积30min～40min硅铬合金层。
作为优选的实施方式，在步骤四中，待硅铬合金层形成后，停止沉积硅靶，并在硅铬合金层表面持续沉积3min～5min第二金属铬层。其中，第一金属铬层和第二金属铬层均为中间过渡层、硅铬合金层为高防腐、高硬度打底层。
作为优选的实施方式，在步骤四中，待铬金属层形成后，停止沉积铬靶，设定铜靶电流30A在铬金属层表面沉积20-40min金属铜层。并且，本实施例中的铜靶优选为紫铜靶或黄铜靶。
作为优选的实施方式，在步骤四中，待铜金属层形成后，停止沉积铜靶，关闭氩气流量计；其次，打开节流阀将真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；再关闭节流阀并通入80sccm～90sccm氩气，设定偏压电源电压为50V～60V、占空比50％～60％，设定石墨靶电流为22A以向铜金属层表面沉积60min～80min石墨表层。
本实施例提供的锌合金仿古铜真空镀膜方法中，先将坯件经过拉丝或抛光，能有效提高毛坯的光泽度；其次，将坯件进行真空碳氢清洗，去除坯件表面的抛光蜡和油污；再次、将清洗后的坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并采用物理气相沉积方式在坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层，从而改善锌合金铸件的性能及外观；然后、按所需纹路对石墨表层进行拉丝，使产品外观更加丰富；最后，再喷涂一层透明粉末或透明漆，提高产品的防腐性、光亮度等性能。
此外，坯件的表面的第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层沉积过程均在同一真空炉内进行，出炉后只需对石墨表层拉丝和喷涂透明面漆或透明粉末，不仅成本较低、结合力更优，且无废气、废水的排放。与现有技术相比，具有工序简单、可靠，成本低，无环境污染等优势。
具体的，本实施例以卫浴领域的锌合金导轨滑轮组件作为优选的实施例进行详细介绍，具体如下：
制造锌合金导轨滑轮组件的锌合金仿古铜真空镀膜方法包括以下步骤：
步骤一、将锌合金压铸成坯件并去毛刺；
步骤二、对坯件进行抛光；
步骤三、在真空碳氢清洗机中对坯件进行除油、除蜡；
步骤四、将清洗后的坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并采用物理气相沉积方式在坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层；
步骤五、从真空炉内取出坯件并对石墨表层进行拉丝，形成所需纹路；
步骤六、对坯件进行喷透明漆或喷透明粉；以及
步骤七、对喷透明漆或喷透明粉后的坯件进行固化、烘干。
具体的，在步骤四中，先将真空炉抽真空至8.0×10-3Pa，再关闭节流阀，开始通入300sccm的氩气，设定偏压电源电压600V、占空比60％对坯件进行离子辉光活化10min。
具体的，在步骤四中，坯件经离子辉光活化后，先关闭氩气流量计并打开节流阀将真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；其次，关闭节流阀并通入80sccm氩气，设定偏压电源电压为150V、占空比60％，设定铬靶电流为25A以向坯件表面沉积5min第一金属铬层；再设定偏压电源电压为120V、占空比60％，设定硅靶电流为25A以向第一金属铬层表面沉积30min硅铬合金层。
具体的，在步骤四中，待硅铬合金层形成后，停止沉积硅靶，并持续在硅铬合金层表面沉积3min第二金属铬层。
具体的，在步骤四中，待铬金属层形成后，停止沉积铬靶，再设定铜靶电流为30A以向铬金属层表面沉积20min金属铜层。
具体的，在步骤四中，待铜金属层形成后，停止沉积铜靶，关闭氩气流量计；其次，打开节流阀将真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；再关闭节流阀并通入90sccm氩气，设定偏压电源电压为50V、占空比60％，设定石墨靶电流为22A以向铜金属层表面沉积80min石墨表层。
由上述锌合金仿古铜真空镀膜方法所生产的锌合金导轨滑轮组件可通过以下功能测试：
(A)CASS：16H
(B)冷热冲击循环：4个循环
(C)落砂冲击：12L
(D)结合力(百割)：5A
(E)水浸38℃：24H
(F)铅笔硬度(三菱)：2H
以上功能测试包括：
1、抗腐蚀功能测试：CASS试验(ASTM B368-09)。
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(ASMEA112.18.1-2005/CSA B125.1-05)。
4、耐水测试：水浸测试(ASTM D870-02)。
5、耐划伤性测试：铅笔硬度测试(ASTM D3363-05)。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将锌合金压铸成坯件并去毛刺；
步骤二、对所述坯件进行抛光或拉丝；
步骤三、以真空碳氢清洗方式对所述坯件进行除油、除蜡；
步骤四、将清洗后的所述坯件转入真空炉内进行离子辉光活化，并采用物理气相沉积方式在所述坯件的表面依次沉积第一金属铬层、硅铬合金层、第二金属铬层、金属铜层、石墨表层；
步骤五、从真空炉内取出所述坯件并对所述石墨表层进行拉丝，形成所需纹路；以及
步骤六、对所述坯件进行喷透明漆或喷透明粉。
2.根据权利要求1所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤四中，先将所述真空炉抽真空至8.0×10-3Pa，再关闭节流阀，开始通入300sccm的氩气，设定偏压电源电压600V～800V、占空比50％～70％对所述坯件进行离子辉光活化8min～10min。
3.根据权利要求2所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述坯件经离子辉光活化后，先关闭氩气流量计并打开所述节流阀将所述真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；
其次，关闭所述节流阀并通入80sccm～90sccm氩气，设定所述偏压电源电压为150V～200V、占空比50％～70％，设定铬靶电流为25A以向所述坯件表面轰击沉积5min～8min形成第一金属铬层；
再设定所述偏压电源电压为100V～150V、占空比50％～70％，设定硅靶电流为25A以向所述第一金属铬层表面沉积30min～40min形成硅铬合金层。
4.根据权利要求3所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤四中，待所述硅铬合金层形成后，停止沉积所述硅靶，并在所述硅铬合金层表面持续沉积3min～5min形成第二金属铬层。
5.根据权利要求4所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤四中，待所述第二铬金属层形成后，停止沉积所述铬靶，设定铜靶电流30A在所述铬金属层表面沉积20-40min形成金属铜层。
6.根据权利要求2所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤四中，待所述铜金属层形成后，停止沉积所述铜靶，关闭所述氩气流量计；
其次，打开所述节流阀将所述真空炉回抽真空至5.0×10-3Pa；
再关闭所述节流阀并通入80sccm～90sccm氩气，设定所述偏压电源电压为50V～60V、占空比50％～60％，设定石墨靶电流22A在所述铜金属层表面沉积60-80min形成石墨表层。
7.根据权利要求5所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤四中，所述铜靶为紫铜靶或黄铜靶。
8.根据权利要求1所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述坯件在真空碳氢清洗机中进行清洗。
9.根据权利要求1所述的锌合金仿古铜真空镀膜方法，其特征在于，还包括：
步骤七、对喷漆或喷粉后的所述坯件进行固化、烘干。
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