一种汽车用铝合金外饰件及其表面处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种汽车用铝合金外饰件及其表面处理工艺。该工艺包括阳极氧化和喷涂作业，使用无机纳米陶瓷涂料对阳极氧化处理后未封孔的铝合金工件直接进行喷涂作业，固化后形成纳米陶瓷涂层。由于在阳极氧化后无需进行封孔处理，且喷涂作业直接采用一次喷涂固化工艺，极大降低了工艺与生产成本；同时直接在未封孔的氧化件表面进行喷涂，涂料在湿膜状态时经毛细作用可很好地渗透进氧化膜内部的微孔结构中，通过化学键合作用及无机纳米颗粒的耐磨、耐蚀特性，提高了漆膜的耐腐蚀性能，又增强了漆膜与氧化件之间的结合力，从而表现出了优异的性能。异的性能。异的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用铝合金外饰件及其表面处理工艺


[0001]本专利技术涉及汽车领域，具体涉及一种汽车用铝合金外饰件及其表面处理工艺。

技术介绍

[0002]在21世纪全球节能减排的大背景下，汽车轻量化、低能耗的趋势日益成为汽车厂家及消费者所关注的热点。尤其是近几年传统汽车更新换代频率的逐渐加快，新能源汽车产销量的持续攀升，使得众多电动汽车厂家在激烈的市场竞争中都在积极探索如何实现汽车的节能降耗、提升电动汽车的续航里程。而作为汽车，尤其是中高端汽车重要组成部分的汽车饰件，如车窗饰条、水切、导轨、行李架等，为车身带来的不仅是外观与美感的提升，更是汽车减重、轻量化优化的一个重要方面。
[0003]目前，在中高端汽车领域，其饰件材料主要由不锈钢材料和铝合金材料为主。与传统的不锈钢材料相比，铝合金材料，由于其密度低、质轻、强度高，且挤压、拉弯等加工性能好等优点，对于汽车减重，减低油耗，或增加电动汽车续航里程等方面发挥了重要作用，在欧美系汽车领域得到了广泛应用。
[0004]对于铝合金饰件生产的表面处理技术，通常多采用涂装或氧化工艺，目前涂装工艺多为“三喷两烤”，工序较为复杂，且涂层厚度达到80～120μm，这种工艺不仅时间成本较高，能耗较高，涂料消耗量高，环境不友好且外观较差，极易出现橘皮等外观缺陷，产品合格率低；而单一的阳极氧化工艺虽然可以得到较好的外观，在封孔处理后也能够满足部分产品的性能所需，但整体的耐腐蚀和耐环境性能均有待进一步提高，此外，铝合金阳极氧化以及封孔工艺的流程较长，成本较高且对环境影响较大。
>[0005]近年来逐渐发展起来的先氧化、后涂装的复合工艺，表现出了兼具外观与性能的优异品质，但其复杂繁琐的处理工序，不仅耗费了大量生产成本，同时工序的增多也意味着需要在生产中规避更多的不良影响因素，对产品的合格率提出了更高的挑战，而且阳极氧化后涂装复合涂层的附着力问题也亟待解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种汽车用铝合金外饰件及其表面处理工艺。该表面处理工艺为阳极氧化后“一喷一烤”的复合处理工艺，通过在铝合金阳极氧化后未经封孔的表面直接喷涂无机纳米陶瓷涂料，湿膜状态下无机纳米陶瓷涂料经毛细作用能够快速渗透进氧化层的微孔结构中，以达到对微孔氧化层的浸润、扩散、封闭处理。无机纳米陶瓷涂料通过溶胶
‑
凝胶的方式形成一层保护膜，通过在表层涂层闪干后进行低温固化(～100℃
×
20min)，能够获得优良的耐腐蚀、耐老化及附着力性能，工艺简单，同时可以获得较高的光泽度，使外饰件的光泽更饱满。同样对于高亮黑可采用色浆与涂料配比完成黑色涂装。
[0007]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术一方面提供一种汽车用铝合金外饰件的表面处理工艺，包括以下步骤：
[0009]阳极氧化：
[0010]对铝合金工件进行阳极氧化处理，在铝合金工件表面形成一层具有微孔结构的氧化膜；
[0011]喷涂作业：
[0012]使用无机纳米陶瓷涂料对阳极氧化处理后的铝合金工件直接进行喷涂，使无机纳米陶瓷涂料在湿膜状态下渗入所述氧化膜的微孔结构内；
[0013]低温固化：
[0014]经过喷涂作业后的铝合金工件表面的无机纳米陶瓷涂料在一定的烘烤温度下烘烤一定的时间，使无机纳米陶瓷涂料固化后形成纳米陶瓷涂层。
[0015]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述喷涂作业在阳极氧化完成后的72h内进行，从而避免由于氧化膜的时效问题造成的膜裂，影响后续喷涂效果。
[0016]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述喷涂作业时的环境温度为15～30℃，环境湿度为40％～70％RH。
[0017]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述喷涂作业时的喷涂流量为60～300CC/min，喷涂往复速度为800～1600mm/s，喷涂距离为10～20cm。
[0018]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述低温固化的烘烤温度为90～120℃，烘烤时间为35～50min。
[0019]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述喷涂作业采用手工喷涂、往复机喷涂或涂装机器人喷涂中的一种。以往复机喷涂为例，其中，喷房温度为15～30℃，湿度条件为40％～70％RH，喷涂流量约为60～300CC/min，往复机速度为800～1600mm/s，枪距为10～20cm，固化烘烤温度为95～100℃，烘烤时间为35～45min。
[0020]本专利技术在阳极氧化完成后的72h内进行喷涂，按照以上所限定的喷涂作业中的参数可确保喷涂后的无机纳米陶瓷涂料在表层闪干前的湿膜状态下渗入所述氧化膜的微孔结构内，与铝基体之间形成Al
‑
O
‑
Si键或/和Al
‑
O
‑
Ti键，固化后可实现涂层和基体的牢固结合。
[0021]本专利技术的无机纳米陶瓷涂料与目前传统的有机涂料相比，固化温度和时间可以大大降低，传统有机涂料由于含大量高分子聚合物，一般需要180℃甚至200℃以上的高温进行半小时以上涂层的固化，且对于铝合金工件来说，长时间的高温烘烤会对铝合金工件造成一定程度上的变形，造成良率下降。本专利技术的无机纳米陶瓷涂料可低至100℃固化35min，不会对铝合金工件造成影响，同时可以节省高温固化的大量能耗。
[0022]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述纳米陶瓷涂层的厚度为3～10μm。
[0023]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述纳米陶瓷涂层的油漆附着力为ISO等级0级，所述纳米陶瓷涂层的的CF值≥70。
[0024]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述阳极氧化的过程包括：
[0025]以电化学方法，将铝合金工件作为阳极，浸入到电解质溶液中，进行阳极氧化处理，使铝表面发生氧化反应，从而形成一层具有微孔结构的阳极氧化膜。
[0026]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述氧化膜的厚度为8～12μm。
[0027]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述电解质溶液包含硫酸和Al
3+
。例如采用180g/L的H2SO4、5g/L的Al
3+
组成的电解质溶液。
[0028]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，所述无机纳米陶瓷涂料包含纳米颗粒和溶
剂，所述纳米颗粒包含纳米氧化铝颗粒、纳米二氧化钛颗粒和纳米二氧化硅颗粒中的至少两种。
[0029]根据本专利技术的表面处理工艺，优选地，当所述纳米颗粒包含两种纳米颗粒且其中一种纳米颗粒为纳米二氧化硅颗粒时，所述纳米二氧化硅颗粒与另一种纳米颗粒的重量比例范围为1：1～8：1；
[0030]当所述纳米颗粒包含两种纳米颗粒且不包含纳米二氧化硅颗粒时，所述纳米氧化铝颗粒和纳米二氧化钛颗粒以任意重量比例互混；
[0031]当所述纳米颗粒包含三种纳米颗粒时，所述纳米氧化铝颗粒和纳米二氧化钛颗粒以任意重量比例互混得到混合颗粒，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车用铝合金外饰件的表面处理工艺，其特征在于，该表面处理工艺包括以下步骤：阳极氧化：对铝合金工件进行阳极氧化处理，在铝合金工件表面形成一层具有微孔结构的氧化膜；喷涂作业：使用无机纳米陶瓷涂料对阳极氧化处理后的铝合金工件直接进行喷涂，使无机纳米陶瓷涂料在湿膜状态下渗入所述氧化膜的微孔结构内；低温固化：经过喷涂作业后的铝合金工件表面的无机纳米陶瓷涂料在一定的烘烤温度下烘烤一定的时间，使无机纳米陶瓷涂料固化后形成纳米陶瓷涂层。2.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述喷涂作业在阳极氧化完成后的72h内进行。3.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述喷涂作业时的环境温度为15～30℃，环境湿度为40％～70％RH。4.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述喷涂作业时的喷涂流量为60～300CC/min，喷涂往复速度为800～1600mm/s，喷涂距离为10～20cm。5.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述低温固化的烘烤温度为90～120℃，烘烤时间为35～50min。6.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述纳米陶瓷涂层的厚度为3～10μm。7.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述纳米陶瓷涂层的油漆附着力为ISO等级0级，所述纳米陶瓷涂层的CF值≥70。8.根据权利要求1所述的表面处理工艺，其特征在于，所述阳极氧化的过程包括：以电化学方法，将铝合金工件作为阳极，浸入到电解质溶液中，进行阳极氧化处理，使铝表面发生氧化反应，从而形成一层具有微孔结构的阳极氧化膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中明，陈绍木，
申请(专利权)人：福耀科技发展苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：