專利名稱：汽車外飾件仿電鍍加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車外飾件表面處理方法，尤其涉及一種汽車外飾件仿電鍍加工 方法，使汽車外飾件表面具有金屬光澤并且具有很好的耐腐蝕性能。
背景技術(shù)：
目前汽車制造行業(yè)尤其是家用汽車制造行業(yè)，在汽車設(shè)計和制造過程中，為追求 較低制造成本和汽車的運行成本，普遍追求汽車的輕量化、為減輕汽車重量，汽車外外部飾 件較多的使用塑料部件，同時為滿足客戶的感官需求，通常在塑料部件上加以金屬色澤，因 此目前廣泛采用在ABS或PC\ABS塑料上進行鍍銅+多層鎳+鉻的電鍍工藝技術(shù)，在此基礎(chǔ) 上，一般還要求做到如下幾點首先，為滿足外飾件的高耐腐蝕性能，通常要求金屬材料有足夠的厚度，一般都要 求單層厚度大于20微米；其次，為確保電鍍層與塑料有較好的結(jié)合力，都采用高濃度鉻酸和硫酸的粗化工 藝，侵蝕塑料表面，增加電鍍層與塑料的接觸面積。最后，為改變電鍍層的光澤，滿足客戶的視覺要求，電鍍過程中添加有機添加劑， 提高產(chǎn)生高光澤或亞光的效果?，F(xiàn)有塑料電鍍工藝存在如下不足第一，生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染大，電鍍使用的材料中，六價鉻對人體是有致癌性 的有毒物質(zhì)，鎳是對皮膚有過敏性的有毒物質(zhì)，同時電鍍生產(chǎn)中排放大量的含鉻、含鎳廢 水、既增加了由于廢水處理造成的生產(chǎn)成本，同時微量排放也影響了環(huán)境，另外，涂裝工程 中有大量溶劑，需要進行廢棄處理。第二，基材的選擇比較受限制，目前塑料電鍍能夠形成產(chǎn)業(yè)化的只有在ABS和 PC\ABS上進行，其它塑料材質(zhì)上尚未能量產(chǎn)。第三，電鍍產(chǎn)品大量使用有色金屬，材料消耗大，成本高。第四，現(xiàn)有塑料電鍍工藝，由于涂料本身材料原因，無法產(chǎn)生高光澤或亞光的金屬 效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種污染少的汽車外 飾件仿電鍍加工方法。本發(fā)明所要解決的又一個技術(shù)問題是提供一種基材的選擇面廣的汽車外飾件仿 電鍍加工方法。本發(fā)明所要解決的又一個技術(shù)問題是提供一種有色金屬消耗量小成本低的汽車 外飾件仿電鍍加工方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種汽車外飾件仿電鍍加工方 法，其特征在于包括如下步驟
①干冰清洗，將基材用干冰在高壓空氣驅(qū)動下進行清洗，空氣壓力為0. 2 0. 6Mpa，流量為1 4立方米/分鐘，處理時間0. 5 3分鐘；②火焰處理，將上述清洗后的基材用火焰處理，去除邊沿毛刺；③底漆噴涂和固化，將去除邊沿毛刺的基材表面進行涂料噴涂，形成底漆層，噴涂 溫度均為30 55°C，底漆層厚度為10 30微米，噴涂后進行預(yù)熱，溫度為60 80°C，時 間為5 20分鐘，采用紫外線對涂料進行固化；④磁控濺射沉積涂層，將底漆固化后的基材在底漆面上進行磁控濺射沉積涂層， 以使表面具有金屬化，在真空度為6X10_3 1.0X10_4Pa，溫度為15 35°C條件下進行鋁 鍍膜和鉻鍍膜，形成氣相沉積層，氣相沉積層厚度為0. 04 0. 1微米；⑤面漆噴涂和固化，在清漆層基礎(chǔ)上進行涂料噴涂，形成面漆層，噴涂溫度均為 30 55°C，面漆層厚度為10 30微米，噴涂后進行預(yù)熱，溫度為60 80°C，時間為5 20分鐘，采用紫外線對涂料進行固化。作為優(yōu)選，步驟②中所述的火焰處理條件為溫度為1100 1800°C，處理時間為 3 15秒。作為優(yōu)選，步驟③和步驟⑤中所述的涂料中還含有占總涂料重量0 10%的稀釋 劑。作為優(yōu)選，步驟③和步驟⑤中所述的底漆固化紫外線能量均為80 200w/cm2，固 化時間均為0. 5 3分鐘。作為優(yōu)選，步驟④中所述的鋁鍍膜條件為電流15 30安；電壓350 500v ；偏 壓600 900v ；時間30 80秒。作為優(yōu)選，步驟④中所述的鉻鍍膜條件為電流20 30安；電壓80 150v ；偏 壓300 500v ；時間30 80秒。作為最佳，步驟③中所述的底漆層厚度為20微米，步驟④中氣相沉積層厚度為 0. 08微米。步驟④中所述的氣相沉積層中鋁占總重量的10 45%。具體所需顏色和光澤可 以通過調(diào)整參數(shù)來實現(xiàn)。步驟③和步驟⑤中所述的涂料為聚氨酯丙烯酸酯酯(polyuret hane acrylate, 簡稱PUA)。優(yōu)選瑞士 BERLAC公司型號為081. 939. 100的聚氨酯丙烯酸酯涂料，當(dāng)然也可以 采用國內(nèi)的類似涂料產(chǎn)品替代，如北京德正集團北義厚化工總廠的聚氨酯丙烯酸酯，江蘇 三木集團有限公司的聚氨酯丙烯酸酯等，這里不在一一舉例。步驟①中所述的基材可以是 ABS、PC、PA、PP、PBT、TPE、鋅鋁合金或ABS與PC的混合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于利用磁控濺射沉積涂層代替?zhèn)鹘y(tǒng)電鍍，結(jié)合 其他有效步驟來基材的金屬化表面，不產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)，無需廢水處理，對環(huán)境影響 極?。煌ㄟ^真空條件下進行金屬的沉積，電能需求量小，無需蒸汽，能耗小；通過微量金屬 達到等同于金屬的色澤，進一步還能產(chǎn)生高光澤或亞光的金屬效果，有色金屬使用只有傳 統(tǒng)電鍍的1/1000 1/100，金屬材料使用量極少；基材的選擇面較廣，可以應(yīng)用到TPE和鋅 鋁合金上。并且，溶劑和稀釋劑用量少或甚至可以不用，基本上用粉體，對環(huán)境的影響極少。 所得產(chǎn)品在耐候性、耐腐蝕性、結(jié)合力等均能滿足汽車外飾件的標(biāo)準(zhǔn)要求。采用不易腐蝕的 金屬，因此鍍層具有良好的耐腐蝕性能，同時解決了鍍層應(yīng)力問題，在高低溫沖擊、循環(huán)試驗中都不會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。鍍層基材出現(xiàn)破損時不會劃傷身體，可以在安全氣囊上得以應(yīng)用。


圖1為實施例中經(jīng)過仿電鍍加工后所得產(chǎn)品的分層剖視圖。圖2為實施例在汽車方向盤中使用狀態(tài)圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。本實施例中的汽車外飾件仿電鍍加工方法，依次包括如下步驟①干冰清洗，用顆粒干冰在高壓空氣驅(qū)動下沖擊基材表面，進行清洗，，當(dāng)?shù)蜏氐?干冰接觸產(chǎn)品表面，由于熱交換存在，基材表面的污垢產(chǎn)生熱脹冷縮的物理變化，破壞與產(chǎn) 品的結(jié)合，同時利用升華后的干冰體積膨脹，產(chǎn)生爆破力，從而能迅速清除表面污垢，空氣 壓力為0. 2 0. 6Mpa (最佳為0. 4Mpa)，流量為1 4立方米/分鐘(最佳為2立方米/分 鐘)，處理時間0. 5 3分鐘(最佳為1分鐘)；②火焰處理，將上述清洗后的基材在高溫的火焰下高速通過，在確保不影響主體 的情況下，利用高溫去除邊沿毛刺，部分產(chǎn)品在加工過程中會產(chǎn)生細小的針狀毛刺，不加以 去除，會影響產(chǎn)品質(zhì)量，火焰處理條件為溫度為1100 1800°C (最佳為1500°C )，處理時間 為3 15秒(最佳為10秒)；③底漆噴涂和固化，將去除邊沿毛刺的基材表面進行涂料噴涂，形成底漆層，噴涂 溫度均為30 55°C (最佳為45°C )，底漆層厚度為10 30微米(最佳為20微米)，噴涂 后進行紅外預(yù)熱，溫度為60 80°C，時間為5 20分鐘，采用紫外線對涂料進行固化；④磁控濺射沉積涂層，將底漆固化后的基材在底漆面上進行磁控濺射沉積涂層， 以使表面具有金屬化，在真空度為6 X 10_3 1. 0 X ICT4Pa (最佳為8 X I(T3Pa)，溫度為15 350C (最佳為35°C)條件下進行鋁鍍膜和鉻鍍膜，形成氣相沉積層，氣相沉積層厚度為 0.04 0.1微米(最佳為0.8微米)，鋁鍍膜條件為電流15 30安(最佳為25安)；電 壓350 500v(最佳為450v)；偏壓600 900v(最佳為800v)；時間30 80秒(最佳 為50秒)，鉻鍍膜條件為電流20 30安(最佳為25安)；電壓80 150v(最佳為45v)； 偏壓300 500v (最佳為800v)；時間30 80秒(最佳為50秒)，鋁鍍膜和鉻鍍膜可以 分開進行，也可以同時進行，氣相沉積層中鋁占總重量的10 45%，可以根據(jù)所需求的顏 色進行金屬配比的調(diào)整；⑤面漆噴涂和固化，在清漆層基礎(chǔ)上進行涂料噴涂，形成面漆層，噴涂溫度均為 30 55°C，面漆層厚度為10 30微米(最佳為20微米)，噴涂后進行預(yù)熱，溫度為60 80°C，時間為5 20分鐘，采用紫外線對涂料進行固化。面漆層處理條件可以參考底漆層 處理條件最后所得基材的鍍膜如圖1所示，自外向內(nèi)依次為面漆層1、氣相沉積層2、底漆層 3及基材4。步驟③和步驟⑤中的涂料為聚氨酯丙烯酸酯酯(polyuret hane acrylate，簡稱 PUA)。涂料中還含有占總涂料重量0 10%的稀釋劑。稀釋劑可以不加，以高固體含量形式存在，可以有效減少稀釋劑揮發(fā)對環(huán)境的影響，減少固化能耗，并且，在常溫下流動性差，噴 涂后在一定的溫度下，使涂料具有良好的流平性，改善表面狀況，稀釋劑可以采用香蕉水、 苯乙烯等有機溶劑。底漆和面漆均采用紫外固化，紫外線能量均為80 200W/cm2(最佳為120w/cm2)， 固化時間均為0.5 3分鐘(最佳為1.5分鐘)。傳統(tǒng)紅外熱固化油漆，完全固化往往要 24小時，因此紫外固化較之紅外熱固化產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，速度快。步驟①中的基材為ABS、PC、PA、PP、PBT、TPE、鋅鋁合金或ABS與PC的混合物?；?材選擇余地大大超過傳統(tǒng)電鍍。其中，磁控濺射沉積涂層是PVD (Physical Vapor Deposition物理氣相沉積)方 法的一種，磁控濺射沉積涂層所用到的設(shè)備有等離子清潔設(shè)備、多級真空泵、制冷設(shè)備、靶 材、反應(yīng)氣體控制設(shè)備和控制系統(tǒng)。本實施例所得產(chǎn)品性能測試見下表
權(quán)利要求
1.一種汽車外飾件仿電鍍加工方法，其特征在于包括如下步驟①干冰清洗，將基材用干冰在高壓空氣驅(qū)動下進行清洗，空氣壓力為0.2 0. 6Mpa，流 量為1 4立方米/分鐘，處理時間0. 5 3分鐘；②火焰處理，將上述清洗后的基材用火焰處理，去除邊沿毛刺；③底漆噴涂和固化，將去除邊沿毛刺的基材表面進行涂料噴涂，形成底漆層，噴涂溫度 均為30 55°C，底漆層厚度為10 30微米，噴涂后進行預(yù)熱，溫度為60 80°C，時間為 5 20分鐘，采用紫外線對涂料進行固化；④磁控濺射沉積涂層，將底漆固化后的基材在底漆面上進行磁控濺射沉積涂層，以使 表面具有金屬化，在真空度為6X 10_3 1. OX 10_4Pa，溫度為15 35°C條件下進行鋁鍍膜 和鉻鍍膜，形成氣相沉積層，氣相沉積層厚度為0. 04 0. 1微米；⑤面漆噴涂和固化，在清漆層基礎(chǔ)上進行涂料噴涂，形成面漆層，噴涂溫度均為30 55°C，面漆層厚度為10 30微米，噴涂后進行預(yù)熱，溫度為60 80°C，時間為5 20分 鐘，采用紫外線對涂料進行固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟②中所述的火焰處理條件為溫度 為1100 1800°C，處理時間為3 15秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟③和步驟⑤中所述的涂料中還含 有占總涂料重量0 10%的稀釋劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟③和步驟⑤中所述的底漆固化紫 外線能量均為80 200w/cm2，固化時間均為0. 5 3分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟④中所述的鋁鍍膜條件為電流 15 30安；電壓350 500v ；偏壓600 900v ；時間30 80秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟④中所述的鉻鍍膜條件為電流 20 30安；電壓80 150v ；偏壓300 500v ；時間30 80秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟③中所述的底漆層厚度為20微 米，步驟④中氣相沉積層厚度為0. 08微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟④中所述的氣相沉積層中鋁占總 重量的10 45%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于步驟③和步驟⑤中所述的涂料為聚氨酯丙烯酸酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一權(quán)利要求所述的加工方法，其特征在于步驟①中所述的 基材為ABS、PC、PA、PP、PBT、TPE、鋅鋁合金或ABS與PC的混合物。
全文摘要
一種汽車外飾件仿電鍍加工方法，其特征在于包括如下步驟①干冰清洗；②火焰處理，去除邊沿毛刺；③底漆噴涂和固化；④磁控濺射沉積涂層；⑤面漆噴涂和固化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于利用磁控濺射沉積涂層方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)電鍍，結(jié)合其他有效步驟來基材的金屬化表面，使得整個工藝流程污染少，能耗低，成本低。所得產(chǎn)品在耐候性、耐腐蝕性、結(jié)合力等均能滿足汽車外飾件的標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號C23C14/58GK102140624SQ20111000322
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者錢黎明 申請人:嘉興敏惠汽車零部件有限公司