CN1634668A - 一种加工金属零部件的喷粉工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种加工金属零部件的喷粉工艺方法，包括：对金属零部件采用抛丸方式除去钢铁表面的氧化皮、焊疤；采用碱性脱脂剂，在50－60℃的条件下，对金属零部件处理1－3分钟，除去矿物油，然后常温水洗；采用表调剂进行表面调整，采用铁锰锌系磷化液，在45－50℃的条件下，对金属零部件处理2－3分钟，在金属零部件表面生成一层疏松的以增强附着力的物质，再常温水洗，干燥除去水份；将仿电镀粉末涂料喷涂至零件表面，而后在温度为180－200℃时，电压在40－45千伏的条件下固化10－20分钟。本发明环境污染小、毒性小、成本低、工序简单，加工周期短，不需要酸洗除锈、就能达到或接近电镀工艺的要求和效果，是一种绿色环保工艺方法。

Description

一种加工金属零部件的喷粉工艺方法

技术领域

本发明涉及金属零部件的表面处理工艺技术，特别是涉及一种仿电镀喷粉工艺；具体地说，涉及一种可直接将金属零部件采用特殊的仿电镀粉末材料而不通过酸洗除锈，就能达到或接近电镀工艺的要求和效果的表面处理工艺方法。

背景技术

目前，一些机器或设备上使用的零部件为了延长其使用寿命和增强使用效果，大部分要进行表面处理，或电镀，或涂敷，就电镀而言，电镀件表面光滑，耐腐蚀，是表面处理的一种常用方法。在电镀前，一般要对待加工件进行处理，如：摩托车上的电镀件一般都要经过除油和除锈，一般是在碱液中除油，在酸液中除锈，或者是在一种用腐蚀剂和乳化剂制成的混合溶液中同时进行除油和除锈，除油、除锈后，为了除去残留的的油污和酸，还要进行弱腐蚀处理，然后进行水洗，水洗后要经过三次镀镍、一次镀铬，或一次镀铜、二次镀镍、一次镀铬，才能达到电镀的效果。传统的电镀工艺虽然比较成熟，但有许多弊端：工序复杂、成本高，加工时间长，对于在流水线上进行加工的零部件来说，由于其某个零部件的长时间加工，延长了整个加工周期；另外，进行酸洗时，容易产生过度腐蚀；且酸洗液的腐蚀性大，金属镍铬毒性大，会给操作人员造成伤害，加工过后的溶液容易对环境造成污染，如果对其进行加工后再排放，加工的成本很高。因此，追求环保、绿色的加工工艺是目前工业上的大势所趋。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种加工金属零部件的喷粉工艺方法，本发明所述方法工序简单、加工时间短，且环境污染小、毒性小、成本低，是一种特别适合于加工摩托车或其他产品钢铁零部件的喷粉新工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

对金属零部件采用抛丸方式除去钢铁表面的氧化皮、焊疤、矿物油；

采用碱性脱脂剂，在50-60℃的条件下，对金属零部件喷淋或浸渍1-3分钟，然后常温水洗，其中，所述的碱性脱脂剂包括：NaOH或NaHCO₃等碱性物质、表面活性剂、添加剂，其比例关系为：在每100份中，碱性物质为70-80份，表面活性剂为15-30份，添加剂为4-6份，其配槽浓度为0.5-8％，所述的配槽浓度为固体脱脂剂加水稀释后的工作浓度；

采用表面调整剂，对金属零部件喷淋或浸渍，进行表面调整，通过这一步的处理，以消除碱液除油或协助除锈等过程中对表面状态造成的不均匀性，使金属表面形成大量的极细的结晶中心，使后面形成的磷化膜均匀、致密，同时可提高磷化膜自身的抗腐蚀性能，

其中，所述的表面调整剂为1％-3％的有机钛化合物水溶液或在0.08％-0.5％的胶体磷酸钛水溶液。

所述的胶体磷酸钛水溶液包括胶体磷酸钛、添加剂及水，其中，胶体磷酸钛与添加剂的比例关系为：每100份中，胶体磷酸钛为75-85份，添加剂为15-25份；其配槽浓度在0.08％-0.5％之间；最佳浓度为0.09-0.2％；PH值控制在8.5-10之间，其中，配槽浓度为固体表面调整剂加水稀释后的工作浓度。

采用铁锰锌系磷化液，在45-50℃的条件下，对金属零部件喷淋或浸渍2-3分钟，在金属零部件表面生成一层疏松的以增强附着力的物质，即磷化膜，再常温水洗，干燥除去水份，

其中，所述的磷化液包括主剂、促进剂和中合剂，主剂为磷酸氧化锌或镍盐或其他盐类；促进剂为亚硝酸盐和添加剂；中合剂为碱性物质如NaOH等；其三者的比例关系为：在每100份中，主剂为62-77份，促进剂为22-36份，中合剂为1-3份，磷化液的配槽浓度为1-5％，最佳浓度为2.5-3.5％，所述的配槽浓度为以上三种物质加水稀释后的工作浓度；

将仿电镀粉末涂料涂敷至零件表面，而后在温度为105-200℃时，电压在40千伏-45千伏的条件下固化10-20分钟。

上述的涂敷方式为静电喷涂或手动空气喷涂或无气喷涂或刷涂。

所述的仿电镀粉末为在耐候热固性纯聚脂中加入镜面银铝颜料的粉末。经过上述的处理，有利于银铝颜料的均匀排列，在金属零部件表面形成一层光滑丰满的类似电镀效果的涂层。

仿电镀粉末具体包括：聚脂树脂、环氧树脂、助剂、铝颜料，其比例关系为：聚脂树脂为60-75份，环氧树脂为12-16份，助剂为7-9份，铝颜料为9-15份。

而后再用透明粉末进行罩光处理，具体的处理方式为：采用透明粉末涂敷于仿电镀涂层上，然后在180-200℃的条件下固化成光滑的涂膜。这样可以达到更好的耐手汗效果。

比较本发明所述方法与现在技术可知，本发明所述方法不需在酸性溶液中进行除锈，减少了在除锈后再进行碱性溶液中和的步骤，不但减少了工艺步骤，而且也减少了除锈后的酸性溶液及中和后的碱性溶液对环境的污染；在本发明中，用喷涂粉末涂料的方法代替镀镍、铬或铜，用这一个工艺步骤代替了现有技术中的多个步骤，工序简单，不但减少了工艺步骤，而且大大减少了加工时间，不用镍、铬等金属元素，对环境污染小、毒性小、成本低，特别适合摩托车或其它机械上原有钢铁电镀件，如后扶手、后货架、保险杠等电镀工艺的绿色环保工艺；本发明可直接将金属零部件采用特殊的仿电镀粉末材料，而不需要酸洗除锈、就能达到或接近电镀工艺的要求和效果。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，采用抛丸方式除油除锈而后化学脱脂，然后表调磷化，最后将仿电镀粉末涂料喷涂至零件表面，固化，完成对工金属零部件的喷粉，使其达到或接近电镀工艺的要求和效果。

具体地说，参见图1，包括如下步骤：

首先，对金属零部件进行除油除锈，其除油除锈的方法采用抛丸方式：采用直径为0.1-1.0mm的钢丸，优选直径为0.5-0.7mm，抛丸1-5分钟，以除去金属零部件表面的氧化皮、焊疤，这样可以避免传统进行酸洗时残留的酸液对金属零部件机体的腐蚀，而且又强化了零件的表面强度。

接着，进行化学脱脂，采用碱性脱脂剂溶液除去金属零部件矿物油，在温度为50-60℃时，对金属零部件处理1-3分钟，其处理方式可以为喷淋或浸渍，除去金属零部件表面的油污，然后常温水洗。其中，所述的碱性脱脂剂溶液的溶质包括：NaOH或NaHCO₃等碱性物质、表面活性剂、添加剂，其比例关系为：在每100份中，碱性物质为70-80份，表面活性剂为15-30份，添加剂为4-6份，其配槽浓度为0.5-8％，最佳浓度为1-5％，脱脂点为1.2-1.6pt。其中，配槽浓度—固体脱脂剂加水稀释后的工作浓度。

然后，进行表面调整，采用表面调整剂，所用的表面调整剂为一种浓度为2％的有机钛化合物水溶液，室温处理0.5-1分钟以消除碱液除油或协助除锈等过程中对表面状态造成的不均匀性，在金属零部件表面形成大量的网状钛结晶核；

表面调整剂也可以是0.08％-0.5％的胶体磷酸钛水溶液。具体的，包括胶体磷酸钛及添加剂，其比例关系为：每100份中，胶体磷酸钛为75-85份，添加剂为15-25份；其配槽浓度在0.08％-0.5％之间；最佳浓度为0.09-0.2％；PH值控制在8.5-10之间。其中，配槽浓度为固体表面调整剂加水稀释后的工作浓度。

再进行磷化，采用铁锰锌系磷化液，在温度为45-50℃时，对金属零部件处理2-3分钟，其处理方式可以为喷淋或浸渍方式，在工件表面生成一层疏松的以增强附着力的物质，即磷化膜；所述的磷化液由3部分组成：主剂为磷酸氧化锌或镍盐或其他盐类；促进剂为亚硝酸盐和添加剂；中合剂为碱性物质如NaOH等；其三者的比例关系为：在每100份中，主剂为62-77份，促进剂为22-36份，中合剂为1-3份，磷化液的配槽浓度为1-5％，最佳浓度为2.5-3.5％，控制参数：游离酸点0.6-1.0pt，总酸点16-26pt，促进点2.0-4.0pt。其中，配槽浓度为以上三种物质加水稀释后的工作浓度。

之后，再常温水洗，在温度为100-200℃，优选120-140℃，干燥5-20分钟，优选10分钟，进行干燥除去水份。

而后，采用静电喷枪将一种特别的仿电镀粉末涂料喷涂至金属零件表面，在温度为105-200℃，优选180℃，电压在40千伏-45千伏的条件下固化10-20分钟，优选15分钟。在此最佳固化条件下，有利于铝颜料均匀排列，在金属零部件表面形成一层光滑丰满的类似电镀效果的涂层。

最后，为了达到更好的耐手汗效果，再用透明粉末进行罩光处理，处理方式为：采用透明粉末涂敷于仿电镀涂层上，然后在180-200℃的条件下固化成光滑的涂膜。

其中，特别的仿电镀粉末涂料由在耐候热固性纯聚脂中加入镜面银铝颜料构成，具体的，仿电镀粉末的成份包括：聚脂树脂、环氧树脂、助剂、铝颜料，其比例关系为：在每100份中，聚脂树脂为60-75份，环氧树脂为12-16份，助剂为7-9份，铝颜料为9-15份。这种特殊的镜面银铝颜料呈片状结构，表面经过金属效果表面覆膜处理，在指定的助剂作用下能够均匀定向排列，因而形成的涂膜成镜面效果。

将金属零件进行如上所述的喷粉工艺和电镀后，所得数据如下表所示：

表1为电镀零件与仿电镀零件的实物效果对比表。

表1

从上表可以看出，对零部件进行处理，采用本发明所述方法基本上没有污染，成本低，耐腐蚀性高达600hr，而采用电镀的工艺方法污染大、成本高，耐腐蚀性不如采用本发明进行的处理。另外，在光泽、硬度、抗冲击等性能上采用本发明所述方法和采用电镀的方法基本上相差不多，完全可以达到指标。由此可见，本发明所述方法对环境污染小、毒性小、成本低，能达到或接近电镀工艺的要求和效果，而且大大减少了加工时间，特别适合摩托车或其它机械上原有钢铁电镀件，如后扶手、后货架、保险杠等电镀工艺的绿色环保工艺。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，包括：

对金属零部件采用抛丸方式除去金属表面的氧化皮、焊疤；

采用碱性脱脂剂，在50-60℃的条件下，对金属零部件处理1-3分钟，除去金属表面的矿物油，然后常温水洗，其中，所述的碱性脱脂剂包括：碱性物质、表面活性剂、添加剂，其比例关系为：在每100份中，碱性物质为70-80份，表面活性剂为15-30份，添加剂为4-6份，其配槽浓度为0.5-8％，所述的配槽浓度为固体脱脂剂加水稀释后的工作浓度；

采用磷化液，在45-50℃的条件下，对金属零部件处理2-3分钟，在金属零部件表面生成一层疏松的以增强附着力的物质，即磷化膜，再常温水洗，干燥除去水份，其中，所述的磷化液为铁锰锌系磷化液，包括主剂、促进剂和中合剂，主剂为磷酸氧化锌或镍盐；促进剂为亚硝酸盐和添加剂的混合物；中合剂为碱性物质；其三者的比例关系为：在每100份中，主剂为62-77份，促进剂为22-36份，中合剂为1-2份，磷化液的配槽浓度为1-5％，最佳浓度为2.5-3.5％，所述的配槽浓度为以上三种物质加水稀释后的工作浓度；

将仿电镀粉末涂料喷涂至零件表面，而后在温度为105-200℃时，电压在40千伏-45千伏的条件下固化10-20分钟，其中，所述的仿电镀粉末为在耐候热固性纯聚脂中加入镜面银铝颜料的粉末。

2、根据权利要求1所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，在采用铁锰锌系磷化液进行磷化之前，对金属零部件进行表面调整，采用表面调整剂喷淋或浸渍，以消除碱液除油或协助除锈等过程中对金属表面造成的不均匀性，使金属表面形成大量的极细的结晶中心，其中，所述的表面调整剂为1％-3％的有机钛化合物水溶液或0.08％-0.5％的胶体磷酸钛水溶液。

3、根据权利要求2所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，所述的胶体磷酸钛水溶液包括胶体磷酸钛、添加剂及水，其中，胶体磷酸钛和添加剂的比例关系为：每100份中，胶体磷酸钛为75-85份，添加剂为15-25份；其配槽浓度在0.08％-0.5％之间；最佳浓度为0.09-0.2％；PH值控制在8.5-10之间，其中，配槽浓度为固体表面调整剂加水稀释后的工作浓度。

4、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，抛丸方式除油除锈所用的钢丸直径为0.1-1.0mm，抛丸时间为1-5分钟。

5、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，采用碱性脱脂剂对金属零部件进行处理的方式为喷淋或浸渍。

6、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，采用铁锰锌系磷化液对金属零部件处理的方式为喷淋或浸渍。

7、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，金属零部件经过磷化、水洗后在温度为100-200℃的条件下干燥5-20分钟。

8、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，将仿电镀粉末涂料喷涂至零件表面的方式为静电喷涂。

9、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，所述的仿电镀粉末具体包括：聚脂树脂、环氧树脂、助剂、铝颜料，其比例关系为：在每100份中，聚脂树脂为60-75份，环氧树脂为12-16份，助剂为7-9份，铝颜料为9-15份。

10、根据权利要求1或2或3所述的加工金属零部件的喷粉工艺方法，其特征在于，将仿电镀粉末涂料喷涂至金属零件表面，固化后，进行罩光处理，具体处理方式为：再采用透明粉末涂敷于仿电镀涂层上，然后在180-200℃的条件下固化成光滑的涂膜，所述的透明粉末为耐候热固性纯聚脂。

Images