汽車(chē)用鋁或鋁合金部件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種汽車(chē)用鋁或鋁合金部件,包括鋁基體和附在鋁基體外的陽(yáng)極氧化膜層,其特征在于:在所述的陽(yáng)極氧化膜層外具有一電沉積有機(jī)封孔膜層。進(jìn)一步,所述的有機(jī)封孔膜層為丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂混合而成的膜層。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本實(shí)用新型具有良好的耐堿性和耐腐蝕性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】汽車(chē)用鋁或鋁合金部件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)用鋁或鋁合金部件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,在許多汽車(chē)的內(nèi)外區(qū)域都裝有由鋁板或鋁型材制造的高光、亞光或者沙丁光澤的裝飾件和結(jié)構(gòu)件,這些部件不僅有著很高的裝飾性而且還有很好的防護(hù)性。其高裝飾性的表面是通過(guò)機(jī)械拋光、噴砂、拉絲、電解拋光、蝕刻等氧化前不同的前處理工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的;而要使該高裝飾性的表面具有良好的防護(hù)性,則必須在陽(yáng)極氧化后對(duì)其表面的陽(yáng)極氧化膜進(jìn)行封孔處理。
[0003]傳統(tǒng)的汽車(chē)用鋁或鋁合金陽(yáng)極氧化部件的封孔處理方式是:兩步法。即一通過(guò)冷封孔和熱封孔兩種工藝的配合,使陽(yáng)極氧化膜具有好的耐蝕性。但是按照這種方法生產(chǎn)的鋁或鋁合金部件,僅能在pHl.5-11.5或12.5這樣寬的區(qū)域內(nèi)耐蝕。
[0004]在歐洲和美國(guó),自動(dòng)化的洗車(chē)設(shè)備正在被越來(lái)越廣泛的使用。在這種設(shè)備中應(yīng)用了 pH13.5的堿性清洗劑,以致在清洗前的浸潰期間,如果裝有鋁或鋁合金陽(yáng)極氧化部件的汽車(chē)遭受這種清洗劑作用,將很快變成牛奶色和失去外觀的美感。而且這種變化會(huì)持續(xù)進(jìn)行,直至完全損壞陽(yáng)極層的表面。因此,全球各大汽車(chē)公司紛紛在各自的鋁或鋁合金部件的陽(yáng)極氧化標(biāo)準(zhǔn)中增加或調(diào)整了關(guān)于耐堿性方面的內(nèi)容。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提供一種耐堿性和耐腐蝕性能力強(qiáng)的汽車(chē)用鋁或鋁合金部件。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種汽車(chē)用鋁或鋁合金部件,包括鋁或鋁合金基體和附在鋁或鋁合金基體外的陽(yáng)極氧化膜層,其特征在于:在所述的陽(yáng)極氧化膜層外具有一電沉積有機(jī)封孔膜層。
[0007]進(jìn)一步,所述的電沉積有機(jī)封孔膜層為丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂混合而成的膜層。
[0008]當(dāng)部件需求為高光表面時(shí),所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為0.5 μ m?15 μ m。當(dāng)厚度高于15 μ m膜層將會(huì)產(chǎn)生橘皮和膜渾濁等缺陷。
[0009]作為優(yōu)選,所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為2 μ m?5 μ m。
[0010]當(dāng)部件需求為亞光表面時(shí),所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為3 μ m?25 μ m。當(dāng)厚度小于3 μ m或者大于25 μ m膜層將難以獲得亞光表面或者容易產(chǎn)生橘皮。
[0011]作為優(yōu)選,所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為10 μ m?15 μ m。進(jìn)一步,所述的陽(yáng)極氧化膜層插設(shè)有一電解著色層或者在電解有機(jī)封孔層上進(jìn)行其他的涂裝,所述的電解著色層填滿整個(gè)色層空間。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]1、封孔過(guò)程采用電沉積方式作為生產(chǎn)控制手段,有效的保證了封孔膜層的均勻性,并可對(duì)部件進(jìn)行全面的封孔處理。工業(yè)化生產(chǎn)條件成熟,可以與傳統(tǒng)的陽(yáng)極氧化線進(jìn)行連線生產(chǎn),使操作更加簡(jiǎn)便。
[0014]2、無(wú)工業(yè)三廢產(chǎn)生,是一種綠色環(huán)保工藝。所用的藥劑及后面的水洗水都可以利用回收裝置實(shí)現(xiàn)100%回收。
[0015]3、封孔后氧化膜具有更高的裝飾性??梢孕纬筛吖?、亞光、著色等不同的防護(hù)裝飾性效果。
[0016]4、經(jīng)該封孔工藝處理的汽車(chē)用鋁或鋁合金部件其耐堿性獲得巨大提升。不僅可以滿足寶馬汽車(chē)公司、奧迪汽車(chē)公司和通用汽車(chē)公司對(duì)于汽車(chē)鋁或鋁合金部件陽(yáng)極氧化標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于耐堿性的要求;而且在其他重要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如:耐熱性、中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)和醋酸銅加速腐蝕試驗(yàn)(CASS)上的性能也獲得了很大提升。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例3剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]本實(shí)用新型作用的實(shí)質(zhì)是在鋁或鋁合金部件表面首先形成一層多孔的陽(yáng)極氧化膜。根據(jù)不同裝飾性的表面需要,可以選擇在多孔陽(yáng)極氧化膜孔內(nèi)是否沉積金屬鹽,以便使部件獲得有色的裝飾性外觀;然后再在多孔的陽(yáng)極氧化膜上電沉積出一層性能優(yōu)越的高裝飾性有機(jī)膜層對(duì)其進(jìn)行封閉處理的方法。
[0020]陽(yáng)極氧化部件表面膜層的性能優(yōu)良、高裝飾性源于膜層的成分和結(jié)構(gòu)。由于用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體共聚合成的丙烯酸樹(shù)脂對(duì)光的主吸收峰處于太陽(yáng)光譜范圍之夕卜,所以制得的膜層具有優(yōu)異的耐光性及抗戶外老化性能;而用氨基樹(shù)脂作交聯(lián)劑的漆膜具有優(yōu)良的光澤、保色性、硬度、耐藥品性、耐水及耐侯性;將兩種樹(shù)脂按照一定的比例進(jìn)行混合,在特定的添加劑作用下于高溫環(huán)境中進(jìn)行交聯(lián)固化就獲得了我們所需要的高質(zhì)量膜層。
[0021]封孔方法在陽(yáng)極氧化及之前的工藝與傳統(tǒng)方法并無(wú)實(shí)質(zhì)差異,因此這里從陽(yáng)極氧化后邊的水洗開(kāi)始進(jìn)行說(shuō)明。具體工藝處理流程如下:
[0022]①純水洗:本工序的主要目的是對(duì)陽(yáng)極氧化后的鋁或鋁合金部件進(jìn)行清洗,將其帶有的大部分硫酸溶液進(jìn)行稀釋。該純水的溫度為室溫,沖洗時(shí)間為4min?5min,該純水的PH值為3.0?7.0。沖洗時(shí)間不足將導(dǎo)致氧化膜孔內(nèi)的硫酸稀釋不充分,沖洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易導(dǎo)致氧化膜發(fā)生過(guò)腐蝕。PH值過(guò)低會(huì)降低硫酸的清洗效果(由于該清洗工序?qū)嵸|(zhì)是酸的帶入過(guò)程,所以PH值不會(huì)升高)。
[0023]②熱純水洗:本工序的主要作用是徹底清洗部件表面的陽(yáng)極氧化膜孔,避免前工序中的雜質(zhì)離子尤其是硫酸根離子污染后面工序的槽液,同時(shí)對(duì)陽(yáng)極氧化膜的微孔有一定的填充封閉作用。熱水的溫度控制在70?75°C,清洗時(shí)間是4min?5min,熱水的pH值應(yīng)嚴(yán)格管控在5.0?7.0之間,pH值偏低容易造成烘烤后變黃(pH值不會(huì)升高,原因同①)。熱水溫度過(guò)低對(duì)氧化膜孔的清洗效果不好,熱水溫度過(guò)高容易導(dǎo)致氧化膜孔過(guò)封閉,在后面的烘烤中造成氧化膜破裂。
[0024]③純水洗:該純水的溫度為室溫,沖洗時(shí)間為4min?5min,該純水的pH值為5.0?7.0。本工序的目的是繼續(xù)對(duì)部件進(jìn)行清洗。預(yù)防雜質(zhì)進(jìn)入下一道工序槽液中,同時(shí)使部件降溫,避免部件以高溫狀態(tài)進(jìn)入下一道工序而加速其槽液的老化。沖洗時(shí)間不足可能導(dǎo)致部件降溫不充分,沖洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則影響生產(chǎn)效率;pH值過(guò)低會(huì)降低清洗效果,容易將雜質(zhì)帶入下一工序。
[0025]④電沉積封孔工藝:本工序?qū)ψ罱K部件的外觀和性能具有決定性作用,在直流電場(chǎng)作用下帶電荷的樹(shù)脂粒子到達(dá)相反電極,通過(guò)放電(或得到電子)析出不溶于水的漆膜沉積在被涂物表面,反應(yīng)時(shí)首先是在電力線密度特別高的部位進(jìn)行(如被涂物的邊緣棱角和尖端處),一旦沉積發(fā)生,被涂物就具有一定程度的絕緣性,電沉積逐漸向電力線密度低的部位移動(dòng),直到最后得到完全均勻的涂層為止,必須將槽液的各個(gè)參數(shù)都控制在范圍內(nèi),同時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)文件的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和點(diǎn)檢。具體要求如下:
[0026]I)槽液固體份控制在8%?10%,其中高光部件優(yōu)選8%?9%,亞光部件優(yōu)選9%?10%。固體份太低時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜層變薄,易產(chǎn)生針孔;而固體份過(guò)高時(shí)易產(chǎn)生橘皮、粗糙等缺陷。成膜時(shí),揮發(fā)掉的是涂料中的溶劑、稀釋劑以及部分助劑,剩余的部分則都是涂料中不揮發(fā)的成分,即固體份,如樹(shù)脂、顏料、填料等;因此固體份也稱(chēng)為不揮發(fā)物含量,涂料的固體份越高,其涂裝時(shí)一次成膜的厚度就會(huì)越厚。
[0027]2)槽液pH值控制在8.0?8.6,其中高光部件優(yōu)選8.0?8.5,亞光部件優(yōu)選
8.3?8.6。pH值過(guò)低會(huì)導(dǎo)致槽液渾濁,使封孔膜層粗糙甚至無(wú)法成膜。pH值過(guò)高會(huì)使膜層發(fā)生再溶解而變薄,易產(chǎn)生針孔等缺陷。
[0028]3)槽液溫度控制在20°C?23°C。由于電沉積封孔過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱量使槽液溫度有上升的趨勢(shì),因此需要對(duì)溫度加以控制。否則,溫度上升將會(huì)加劇槽液內(nèi)的反應(yīng)速度使沉積膜層變得粗糙,容易產(chǎn)生橘皮。
[0029]4)槽液電導(dǎo)率控制在550?950 μ s/cm,其中高光部件優(yōu)選550?770μ s/cm,亞光部件優(yōu)選650?950 μ s/cm。由于前工序雜志的不斷帶入使槽液電導(dǎo)率有上升的趨勢(shì),因此需要對(duì)其加以控制。否則,電導(dǎo)率上升將會(huì)導(dǎo)致粗糙、橘皮等缺陷,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致槽液報(bào)廢。
[0030]5)電沉積的電壓控制在100?160V,其中高光部件優(yōu)選100?140V,亞光部件優(yōu)選140?160V。當(dāng)沉積電壓過(guò)高時(shí)易產(chǎn)生粗糙、橘皮或針孔等缺陷,甚至?xí)舸┭趸せ蛘叻饪啄?。?dāng)沉積電壓過(guò)低時(shí)會(huì)造成沉積速度變慢,膜層變薄,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致無(wú)法成膜。
[0031]6)電沉積時(shí)間控制在60s?240s,其中高光部件優(yōu)選60s?200s,亞光部件優(yōu)選120s?240s。為了獲得均勻細(xì)致、性能卓越的沉積層,在通電的初期不能將電壓一次給到規(guī)定值,而是在預(yù)設(shè)的30s?40s內(nèi)以軟起動(dòng)的方式由OV緩慢升至所需的電壓值,進(jìn)行恒壓電沉積封孔。電沉積時(shí)間過(guò)短沉積膜層將會(huì)很薄甚至無(wú)法成膜。電沉積時(shí)間過(guò)長(zhǎng)沉積的速度將會(huì)逐漸減慢,伴隨溶解的進(jìn)行膜層有粗糙的傾向。
[0032]⑤純水洗:該純水的pH值為8.0?9.0,溫度為室溫,時(shí)間3?5min,固體份含1.5%,電導(dǎo)率=200 μ s/cm ;目的是清洗掉部件表面所帶的多余槽液,防止其在部件表面固化形成斑塊。在連續(xù)生產(chǎn)情況下PH值、固體份和電導(dǎo)率都有累積增加的趨勢(shì),必須對(duì)其上限進(jìn)行控制,才能保證本工序達(dá)到所需的清洗效果;同樣清洗時(shí)間也是保障清洗效果的重要參數(shù),時(shí)間過(guò)短清洗不凈,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響效率。[0033]⑥純水洗:該純水的pH值為8.0~9.0,溫度為室溫,時(shí)間5~8min,固體份含1.0%,電導(dǎo)率=200 μ s/cm ;目的是進(jìn)一步清洗掉部件表面所帶的多余槽液,防止其在部件表面可能固化形成斑塊。在連續(xù)生產(chǎn)情況下PH值、固體份和電導(dǎo)率都有累積增加的趨勢(shì),必須對(duì)其上限進(jìn)行控制才能保證本工序達(dá)到所需的清洗效果;同樣清洗時(shí)間也是保障清洗效果的重要參數(shù),時(shí)間過(guò)短清洗不凈,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響效率。
[0034]⑦滴干:滴干是對(duì)產(chǎn)品的外觀(尤其是高光產(chǎn)品)影響重大的關(guān)鍵步驟。滴干過(guò)程的時(shí)間為15~25min,溫度為20°C~40°C,無(wú)塵室等級(jí)10000以上;目的是將部件表面含有藥劑的液體利用重力充分滴落,防止在部件表面形成斑塊。當(dāng)?shù)胃蓵r(shí)間不足時(shí)將可能因?yàn)槎瞬康胃刹怀浞侄纬砂邏K,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則浪費(fèi)時(shí)間;當(dāng)?shù)胃蓽囟绕蜁r(shí)滴干不充分易形成斑塊(一般生產(chǎn)溫度不會(huì)超過(guò)40°C。
[0035]⑧烘烤:烘烤是對(duì)最終部件性能和外觀影響都很大的關(guān)鍵工序。烘烤溫度一般控制在165-195°C,溫度過(guò)高易使膜層變脆并產(chǎn)生應(yīng)力,過(guò)低則固化反應(yīng)不充分影響膜層的性能;時(shí)間為20-30min,過(guò)長(zhǎng)易使膜層變脆過(guò)短則固化反應(yīng)不充分影響膜層的性能;烤箱內(nèi)無(wú)塵等級(jí)在10000級(jí)以上,否則將會(huì)造成聞光廣品的小麻點(diǎn)。
[0036]比較例子I
[0037]試驗(yàn)樣品規(guī)格:40*100*2_ AA6063 (擠出型材)
[0038]樣品前處理工藝:先依次為除油、電解拋光、去膜、除灰、陽(yáng)極氧化(陽(yáng)極氧化時(shí)的電壓為16V,時(shí)間為25min),然后進(jìn)行冷封工藝和熱封工藝,封孔藥劑使用德國(guó)賽德克(Surtec)公司生產(chǎn)的A609-A/-B冷封劑和Surtec347熱封劑:
[0039]冷封工藝
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種汽車(chē)用鋁或鋁合金部件,包括鋁基體和附在鋁基體外的陽(yáng)極氧化膜層,其特征在于:在所述的陽(yáng)極氧化膜層外具有一電沉積有機(jī)封孔膜層,所述的電沉積有機(jī)封孔膜層為丙烯酸樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂混合而成的膜層,當(dāng)部件需求為高光表面時(shí)所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為0.5 μ m?15 μ m ;或者當(dāng)部件需求為亞光表面時(shí),所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為3 μ m?25 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)用鋁或鋁合金部件,其特征在于:所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為2 μ m?5 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)用鋁或鋁合金部件,其特征在于:所述的電沉積有機(jī)封孔膜層的厚度為10 μ m?15 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的汽車(chē)用鋁或鋁合金部件,其特征在于:所述的陽(yáng)極氧化膜層插設(shè)有一電解著色層,所述的電解著色層填滿整個(gè)色層空間。
【文檔編號(hào)】C25D11/20GK203593805SQ201320499269
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】于震宇, 楊克, 邢陳, 李佳 申請(qǐng)人:嘉興興禾汽車(chē)零部件有限公司