一种轮毂耐老化镀膜及形成该保护膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种轮毂耐老化镀膜，依次包括：铝合金基体、硅烷转化膜、高光有机树脂涂层、周期变量合金黑铬镀膜、透明树脂涂层。本镀膜增加黑铬镀膜厚度，根据C不同含量，调整黑格的黑度。改善沉积金属层的应力残留，解决镀膜加热、快速冷却时龟裂问题；提高镀膜与底层高光树脂材料结合力问题。本发明专利技术还公开了一种轮毂耐老化镀膜的形成方法，所述的方法为：（1）硅烷预处理、（2）高光介质粉、（3）PVD镀膜、（4）喷涂透明粉。

A wheel aging resistant coating and method of forming the protective film

The invention discloses an anti-aging coating for a wheel hub, which in turn comprises an aluminum alloy substrate, a silane conversion coating, a high-gloss organic resin coating, a periodic variable alloy black chromium coating, and a transparent resin coating. This coating increases the thickness of the black chromium coating, and adjusts the blackening of the blackboard according to the different content of C. Improve the residual stress of the deposited metal layer, solve the cracking problem when the coating is heated and cooled rapidly, and improve the adhesion between the coating and the underlying high-gloss resin material. The invention also discloses a method for forming an anti-aging coating on a wheel hub, which comprises: (1) silane pretreatment, (2) high-light medium powder, (3) PVD coating, (4) transparent powder spraying.

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂耐老化镀膜及形成该保护膜的方法
本专利技术涉及一种表面处理领域，具体地涉及一种轮毂耐老化镀膜及形成该保护膜的方法。
技术介绍
气相淀积表面处理方式有蒸镀、等离子多弧溅镀、磁控溅射及反应溅镀。磁控溅镀广泛应用在汽车零部件制造业，汽车轮毂应用磁控溅镀作为表面装饰在售后市场得到应用和推广，其特点是为了使零部件表面达到金属镜面光泽装饰效果，与传统涂装相结合，不仅美观大方，而且涂层性能可以达到汽车厂标准。磁控溅射是在真空室，把工作气体电离，电离后的离子在电场和磁场混合场作用下高速撞击到金属靶上，使靶材上的金属原子或离子飞溅出来，沉积到工件表面上的方法。此方法可以得到光亮镜面的金属外观新效果，绿色环保、成本低。靶材可以是非磁性金属、非金属或合金，根据主机厂涂层耐腐蚀标准，选择适当的金属或合金，达到表面耐腐蚀性、耐候性、装饰性等要求。铝合金铸造轮毂表面比较粗糙，直接进行镀膜，不能形成平整光亮的镀膜，因此必须在轮毂上喷上有机涂层，再在光亮的有机涂层上进行溅镀金属膜，为了延长金属镀膜长久的光泽感，再在镀膜上进行喷涂透明粉涂层，因此镀膜材料与上下有机涂层达到良好的结合力，镀膜本身也要有高耐腐蚀性能。采用磁控溅镀的方法三类：一类方式是白亮的金属镀膜上面喷漆黑色透明漆，达到黑亮的黑铬外观；一类方式是高光树脂为黑色，降低镀膜厚度，使得镀膜达到半透明状态，透射出底层黑色，达到黑亮；以上这两种形式各有优缺点，第一种方式带颜色的透明漆容易产生色差，黑色透明漆厚度不同，颜色不同，而且黑色透明涂层的喷涂厚度一般只有10-30微米，对镀膜的保护较差，不能达到长久使用标准；第二种方式半透镀膜不能完全遮盖底层树脂，长期暴晒，紫外老化产生层间附着力不合格。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供既可以产生黑亮金属颜色、又可以达到一定的厚度遮盖底层树脂、耐老化性能优越的合金黑铬镀膜及形成该保护膜的方法。一种轮毂耐老化镀膜，所述镀膜的依次包括：铝合金基体、硅烷转化膜、高光有机树脂涂层、周期变量合金黑铬镀膜、透明树脂涂层。所述的硅烷转化膜，采用硅烷前处理钝化处理工艺，主要提高铝合金与有机涂层结合力和铝合金表面耐腐蚀性能。所述的高光有机树脂涂膜是环氧树脂涂层，环氧树脂粉末涂料采用静电喷涂在铝合金轮毂表面，经过烘箱固化形成光洁度极高的涂层。所述的周期变量合金黑铬镀膜是用高纯C靶和高纯Cr靶，设置不同的镀膜工艺得到C-Cr周期变量合金黑铬镀膜。C成分90%-0周期变化，Cr金属成分10%-100%周期变化，两种材料按照以上合金成分，周期性变化，达到黑金属色，调整C靶的功率，形成的镀膜成分不同，得到黑度不同的黑铬合金镀膜；以及所述的透明树脂膜是纯丙烯酸树脂涂层，采用静电粉末喷涂，在镀膜上形成高透明涂层。所述的周期变量合金黑铬镀膜由C、Cr两种材料组成，其中每种材料元素所含百分比不同，镀膜颜色的不同。所述的高光有机树脂涂层的厚度是120～250μm，充分遮盖铝合金铸造面和机加工刀纹，使铝合金轮毂表面光洁平整的镜面效果。所述的C-Cr轮毂耐老化周期变量合金黑铬镀膜，镀膜先进行Cr打底，厚度5-10nm，提高镀膜与有机涂层的结合力，然后开启双靶，C和Cr按照比例10:90到90:10周期变化镀层，镀膜厚度为80-150nm，最后只开启纯Cr靶材，形成厚度5-10nm，整个膜厚度为100-170nm。所述的透明树脂涂层的厚度是80-150μm，采用静电粉末涂层喷涂方法，充分保护镀膜，并与镀膜形成良好的结合力。本专利技术还公开了一种轮毂耐老化镀膜的形成方法，所述的方法为：（1）硅烷预处理、（2）高光介质粉、（3）PVD镀膜、（4）喷涂透明粉。硅烷预处理，所述的预处理步骤包括热水洗+脱脂碱洗+热水洗+水洗+酸洗+纯水洗+纯水洗+硅烷钝化+纯水洗+封闭+纯水洗+水分烘干。喷涂高光粉末涂层，是指在轮毂金属表面采用静电喷涂环氧粉末涂料，进行固化，所述的底粉是环氧树脂粉末，也可以采用聚酯粉末涂料。涂层固化后表面达到镜面光洁度，与铝基体有良好的附着力。PVD镀膜，是指固化完介质粉后的轮毂表面上进行高真空磁控溅镀，所述的溅镀靶材包括纯Ｃ靶材和纯Cr金属靶材，两个靶材根据颜色设定不同的功率，按照工艺先后开启镀膜，轮毂在设备里可以进行自传、公转，达到Ｃ，Cr一定先后和比例的溅镀到轮毂表面，轮毂的公转和自传使表面镀膜厚度均一，颜色一致，镀膜与底层高光树脂涂层具有了想好的结合力。喷涂透明粉，是指PVD镀完膜后的轮毂的表面上喷透明粉并且进行固化，所述的透明粉是丙烯酸树脂或者聚酯粉末涂料，透明涂层与镀膜具有良好结合力，树脂本身也具备耐老化及其他性能。在本专利技术优选的方面，在步骤（1）对表面进行预处理的步骤，所述的预处理的步骤包括水洗+碱洗+水洗+酸洗+纯水洗+钝化+纯水洗+纯水洗+封闭+纯水洗+纯水洗+烘干，钝化为硅烷转化膜，具有优良的金属耐腐蚀性，同时绿色环保，没有重金属污染。在本专利技术优选的方面，在步骤（2）中，高光介质粉，厚度是80～150μm，轮辐表面固化温度是220摄氏度，固化时间是20min，优选环氧树脂，树脂硬度2-3H最佳。底粉的颜色可以是黑色，也可以灰色。与铝合金表面具有良好的结合力，同时具有较强的耐腐蚀性能。表面达到镜面的光洁度，T-G点在80-120℃。在步骤（3）中，镀膜工件温度为80～150℃，工作气体氩气流量为40～80cc/min，C靶和铬靶镀膜电流为15～30A，550v≥电压≤800v；真空度为2～8*10-3Pa，双靶材镀膜时间为15～40s，所述的工作气体为99.999%氩气，镀膜环境湿度为≤50%。镀膜开启顺序，先开启纯铬3-7秒，然后双靶同时开14-24秒，最后单独镀纯铬3-7秒，C和Cr含量周期变化，生成周期变量合金黑铬镀膜。在本专利技术优选的方面，在步骤（4）中，喷涂纯丙烯酸透明粉厚度是80～150μm，轮毂表面固化温度是175摄氏度，固化时间是20min，轮毂A、B、C面的厚度不能小于80μm，有效提高涂层性能。也可以喷涂聚酯透明粉固化后在喷涂丙烯酸透明漆。本专利技术优点在于：增加黑铬镀膜厚度，根据C不同含量，调整黑格的黑度。改善沉积金属层的应力残留，解决镀膜加热、快速冷却时龟裂问题；提高镀膜与底层高光树脂材料结合力问题；提高镀膜和表面透明涂层结合力和结合力耐久性问题；形成黑铬光亮的颜色外观，起到美观装饰作用；涂层系统具备良好的耐腐蚀性能；镀膜厚度遮盖力强，有效阻止紫外线透过，提高耐久老化性。本专利技术的技术方案还可以应用于其他用途，比如笔记本外壳、汽车内饰件、卫浴管件等。具体实施方式除非另外地说明，本专利技术的实施例采用两种靶材，一种是C靶材中，C的质量百分比为99.95%，另一种是纯Cr，Cr金属纯度为99.99%。PVD设备为高真空磁控溅射镀膜机。溅镀基材采用：铝合金表面为A356.2；高光介质粉末涂料：纯环氧树脂涂料；透明涂层：纯丙烯酸透明粉末涂料。涂层检查标准：按照美国通用汽车轮毂涂装性能标准进行检查，检查项目有百格附着力、CASS、FLIFORM、耐高湿度试验、耐砾石冲击、耐热冲击试验、耐老化等。一种轮毂耐老化镀膜的形成方法，所述的方法为：（1）硅烷预处理、（2）高光介质粉、（3）PVD镀膜、（4）喷涂透明粉。硅烷预处理步骤包括：热水洗+脱脂碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮毂耐老化镀膜，其特征在于：所述镀膜的依次包括：铝合金基体、硅烷转化膜、高光有机树脂涂层、周期变量合金黑铬镀膜、透明树脂涂层。所述的周期变量合金黑铬镀膜是C‑Cr周期变量合金黑铬镀膜，C成分90%‑0周期变化，Cr金属成分10%‑100%周期变化，镀膜先进行Cr打底，厚度5‑10nm，然后开启双靶，C和Cr按照比例10:90到90:10周期变化镀层，镀膜厚度为80‑150nm，最后只开启纯Cr靶材，形成厚度5‑10nm，整个膜厚度为100‑170 nm；所述的高光有机树脂涂层的厚度是120～250μm，所述的透明树脂涂层的厚度是80‑150μm。

【技术特征摘要】
1.一种轮毂耐老化镀膜，其特征在于：所述镀膜的依次包括：铝合金基体、硅烷转化膜、高光有机树脂涂层、周期变量合金黑铬镀膜、透明树脂涂层。所述的周期变量合金黑铬镀膜是C-Cr周期变量合金黑铬镀膜，C成分90%-0周期变化，Cr金属成分10%-100%周期变化，镀膜先进行Cr打底，厚度5-10nm，然后开启双靶，C和Cr按照比例10:90到90:10周期变化镀层，镀膜厚度为80-150nm，最后只开启纯Cr靶材，形成厚度5-10nm，整个膜厚度为100-170nm；所述的高光有机树脂涂层的厚度是120～250μm，所述的透明树脂涂层的厚度是80-150μm。2.一种轮毂耐老化镀膜的形成方法，其特征在于：所述的方法为：（1）硅烷预处理、（2）高光介质粉、（3）PVD镀膜、（4）喷涂透明粉；硅烷预处理，所述的预处理步骤包括热水洗+脱脂碱洗+热水洗+水洗+酸洗+纯水洗+纯水洗+硅烷钝化+纯水洗+封闭+纯水洗+水分烘干；喷涂高光粉末涂层，是指在轮毂金属表面采用静电喷涂环氧粉末涂料，进行固化，所述的底粉是环氧树脂粉末，也可以采用聚酯粉末涂料；PVD镀膜，是指固化完介质粉后的轮毂表面上进行高真空磁控溅镀，所述的溅镀靶材包括纯Ｃ靶材和纯Cr金属靶材，两个靶材根据颜色设定不同的功率，按照工艺先后开启镀膜，轮毂在设备里可以进行自传、公转，达到Ｃ，Cr一定先后和比例的溅镀到轮毂表面，轮毂的公转和自传使表面镀膜厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王再德，马焕明，李军甫，张胜超，陈广才，刘猛，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13