一种汽车配件表面强化工艺

摘要

本发明申请公开了一种汽车配件表面强化工艺，它包括以下步骤：1）喷淋；2）抛光；3）气体渗氮；4）一次镀膜；5）喷涂釉料；6）二次镀膜。将气体渗氮工艺用于汽车配件的表面处理，如汽车座椅、车身等材质大部分为金属板材的汽车配件，并深入汽车配件表层，从而改变表层的化学组成和组织，恢复并改善汽车配件表面硬度，防止氧化、生锈，提高寿命，具有非常好的应用前景，带来巨大的经济效益。

权利要求

1.一种汽车配件表面强化工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

1) 喷淋：在40 50℃温度条件下，将脱脂剂向待处理的汽车配件表面喷淋1 2min，间隔~ ~

2 3min后重复喷淋，共喷淋3 5次，然后水洗；

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2) 抛光：先用砂纸进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，水洗，吹干；

3) 气体渗氮：100 150℃保温 1 2 h，通入氨气， 300 400 ℃加热并保温2 4h；

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4) 一次镀膜：在50 80℃温度和10 20%湿度条件下，均匀喷涂由质量比为1∶（0.05~ ~ ~

0.1）的纳米二氧化硅和粉煤灰组成的混合物，形成厚度为0.01 0.05 μm的纳米二氧化硅薄~膜；

5) 喷涂釉料：将釉料雾化喷到一次镀膜后的汽车配件表面，120 150℃烘干，水洗，形~成厚度为10 30 μm的釉层；

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6）二次镀膜：采用物理气相沉积法在釉层表面镀氟素高分子树脂膜，即完成汽车配件的表面处理，二次镀膜的厚度为1.5 3 μm。

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2.根据权利要求1所述的汽车配件表面强化工艺，其特征在于，所述砂纸粒度为200~

800目。

3.根据权利要求1所述的汽车配件表面强化工艺，其特征在于，化学抛光试剂为物质的量之比为1∶（0.5 1）的硝酸和冰醋酸的混合液。

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4.根据权利要求1所述的汽车配件表面强化工艺，其特征在于，所述步骤3）气体渗氮中，通入氨气的同时通入甲醇。

5.根据权利要求1所述的汽车配件表面强化工艺，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为0.1 50nm。

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说明书

一种汽车配件表面强化工艺

技术领域

[0001] 本发明属于汽车零配件生产技术领域，具体讲是一种汽车配件表面强化工艺。

背景技术

[0002] 汽车配件是构成汽车的零件和配件，比如有发动机配件、制动系配件、转向系配件、行走系配件、电器仪表系配件、汽车灯具、汽车座椅、车身等。这些配件中大部分为金属板材，而金属板材普遍存在着腐蚀问题。腐蚀不仅破坏汽车的外观，还直接影响汽车的使用寿命，同时带来了环境的污染，事故的发生以及材料和能源的浪费。为此，汽车配件的出厂都需经过金属表面处理，汽车常用的表面处理方式有：电化学处理（电镀和阳极氧化）；涂装（喷涂、电泳）；化学处理（磷化、钝化、发黑）；热处理（热浸镀、热喷涂、热烫印、化学热处理等）；真空法（蒸发镀、溅射镀、离子镀等）。每种处理方法都各有利弊，应用时应当综合考虑，比如材料成本、生产工序、加工时间、处理效果、环境污染等等。

[0003] CN 106000818 A公开了一种汽车配件表面强化工艺，包括喷淋除油脱脂、化学抛光、等离子表面处理、喷涂釉层、烘烤固化、二次清洗和PVD镀膜七个步骤，该方法能够除去汽车配件表面大量污染物和灰尘，同时也能除去配件表面大量机油。这样的处理方式也是现有技术中较常见的，即将汽车配件的表面清除干净而后喷涂釉层。当然，每一次的清洗抛光都意味着对原始汽车配件的损坏，无论之后的喷涂釉料性能多么优异，都不能使之恢复原始状态。其中，对汽车配件表面性能破坏较大但是目前的处理方式没有良好地改善的是表面硬度。所以，目前缺乏恢复并改善表面硬度的汽车配件表面强化工艺。上述问题，亟待解决。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够恢复并改善汽车配件表面硬度的汽车配件表面强化工艺。

[0005] 本发明的技术解决方案如下：一种汽车配件表面强化工艺，它包括以下步骤：

[0006] 1)喷淋：在40 50℃温度条件下，将脱脂剂向待处理的汽车配件表面喷淋1 2min，~ ~间隔2 3min后重复喷淋，共喷淋3 5次，然后水洗；
~ ~

[0007] 2)抛光：先用砂纸进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，水洗，吹干；

[0008] 3)气体渗氮：100 150℃保温 1 2 h，通入氨气， 300 400 ℃加热并保温2 4h；~ ~ ~ ~

[0009] 4)一次镀膜：在50 80℃温度和10 20%湿度条件下，均匀喷涂由质量比为1∶（0.05~ ~ ~0.1）的纳米二氧化硅和粉煤灰组成的混合物，形成纳米二氧化硅薄膜；

[0010] 5) 喷涂釉料：将釉料雾化喷到一次镀膜后的汽车配件表面，120 150℃烘干，水~洗，形成釉层；

[0011] 6) 二次镀膜：采用物理气相沉积法在釉层表面镀氟素高分子树脂膜，即完成汽车配件的表面处理。

[0012] 优选地，所述脱脂剂为物质的量之比为1∶（0.5 1）的氢氧化钠和磷酸三钠的混合~液。磷酸三钠与氢氧化钠混合，淋洗效果更好，均匀温和的除油脱脂。

[0013] 进一步优选地，所述氢氧化钠的浓度为0.05 0.1mol/L。上述脱脂剂中氢氧化钠浓~度较小，淋洗时比较温和，不会因局部高压喷洒损坏局部汽车配件的表面甚至内里。

[0014] 优选地，所述砂纸粒度为200 800目。先采用上述砂纸交错打磨，进行物理抛光，使~得表面油脂杂质分散、松动，利于下一步快速高效的化学抛光。

[0015] 优选地，化学抛光试剂为物质的量之比为1∶（0.5 1）的硝酸和冰醋酸的混合液。抛~光后粗糙度可达 0.03 μm。

[0016] 进一步优选地，硝酸的浓度为1 2mol/L。上述化学抛光试剂中硝酸浓度较小，抛光~时比较温和，不会因局部高压喷洒损坏局部汽车配件的表面甚至内里。

[0017] 优选地，所述步骤2）气体渗氮中，通入氨气的同时通入甲醇。通入甲醇能加快氨气活化速度，促进渗氮速度，加深渗透到表层内的深度。

[0018] 优选地，纳米二氧化硅薄膜的厚度为0.01 0.05μm；釉层的厚度为10 30μm；二次镀~ ~膜的厚度为1.5 3μm。喷淋抛光渗氮后的一次镀膜、喷涂釉料、二次镀膜，形成的每层厚度合~
适，相互之间没有干扰或渗透混合，即完整的保护了硬度大的配件表面，也能均匀清楚的显示釉层，最外层进一步保护汽车配件的表面。

[0019] 优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为0.1 50nm。~

[0020] 本发明的有益效果如下：1)将气体渗氮工艺用于汽车配件的表面处理，即通入一定量的氨气并加热，氨气在较高的温度下分解成活性氮原子，吸附在汽车配件表面，并深入汽车配件表层，从而改变表层的化学组成和组织，恢复并改善汽车配件表面硬度，防止氧化、生锈，提高寿命；

[0021] 2)先砂纸交错打磨的物理抛光，再使用化学抛光，快速高效，节省材料和成本；

[0022] 3)脱脂剂和化学抛光剂所用试剂浓度小，能达到与现有技术同样的除油脱脂和抛光效果；

[0023] 4)先喷淋抛光，而后渗氮，使配件表面清洗干净后，再增强其性能；

[0024] 5)一次镀膜限定了温度和湿度，能很好地保持渗氮的效果，不会外露减弱强化性能，且该条件下喷涂纳米二氧化硅薄膜分布均匀，完全覆盖气体渗氮后的汽车配件表面；

[0025] 6) 纳米二氧化硅薄膜内添加了粉煤灰，具有增加表面的磨砂感，而且增加了粘结性，方便后续喷涂釉料，使得釉料能够快速牢固地吸附在纳米二氧化硅薄膜上，同时由于一次镀膜和喷涂釉料的条件使得粉煤灰处于易流动状态，即粉煤灰能够扩散到釉层表面，这就克服氟素高分子树脂膜不易长期粘附的缺陷，保证氟素高分子树脂膜能够与釉层长期粘合；

[0026] 7)经本发明工艺处理后的汽车配件表面硬度高、耐腐蚀、耐氧化、耐磨损，服役寿命长。

具体实施方式

[0027] 下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

[0028] 氨气、纳米二氧化硅、氢氧化钠、磷酸三钠、硝酸、冰醋酸、甲醇、釉料、粉煤灰，上述原料或试剂均通过市售采购。

[0029] 以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。

[0030] 实施例一

[0031] 一种汽车配件表面强化工艺，包括以下步骤：1)喷淋：在40℃温度条件下，将脱脂剂向待处理的汽车配件表面喷淋2min，间隔2min后重复喷淋，共喷淋3次，然后水洗；所述脱脂剂为物质的量之比为1∶0.5的氢氧化钠和磷酸三钠的混合液，所述氢氧化钠的浓度为0.05mol/L；

[0032] 2)抛光：先用200目的砂纸进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，水洗，吹干；化学抛光试剂为物质的量之比为1∶0.5的硝酸和冰醋酸；硝酸的浓度为1mol/L；

[0033] 3) 气体渗氮：100℃保温 2 h，通入氨气，同时通入甲醇， 300 ℃加热并保温4h；

[0034] 4)一次镀膜：在50℃温度和10%湿度条件下，均匀喷涂由质量比为1∶0.05的纳米二氧化硅和粉煤灰组成的混合物，形成厚度为0.01μm的纳米二氧化硅薄膜；所述纳米二氧化硅的粒径为0.1nm；

[0035] 5) 喷涂釉料：将釉料雾化喷到一次镀膜后的汽车配件表面，120℃烘干，水洗，形成厚度为10μm釉层；

[0036] 6)二次镀膜：采用物理气相沉积法在釉层表面镀厚度为1.5μm氟素高分子树脂膜，即完成汽车配件的表面处理。

[0037] 实施例二

[0038] 一种汽车配件表面强化工艺，包括以下步骤：

[0039] 1)喷淋：在50℃温度条件下，将脱脂剂向待处理的汽车配件表面喷淋1min，间隔3min后重复喷淋，共喷淋5次，然后水洗；所述脱脂剂为物质的量之比为1∶1的氢氧化钠和磷酸三钠的混合液，所述氢氧化钠的浓度为0.1mol/L；

[0040] 2)抛光：先用800目的砂纸进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，水洗，吹干；化学抛光试剂为物质的量之比为1∶1的硝酸和冰醋酸；硝酸的浓度为2mol/L；

[0041] 3)气体渗氮： 150℃保温 1 h，通入氨气，同时通入甲醇， 400 ℃加热并保温2h；

[0042] 4)一次镀膜：在80℃温度和20%湿度条件下，均匀喷涂由质量比为1∶0.1的纳米二氧化硅和粉煤灰组成的混合物，形成厚度为0.05μm的纳米二氧化硅薄膜；所述纳米二氧化硅的粒径为50nm；

[0043] 5) 喷涂釉料：将釉料雾化喷到一次镀膜后的汽车配件表面， 150℃烘干，水洗，形成厚度为30μm釉层；

[0044] 6)二次镀膜：采用物理气相沉积法在釉层表面镀厚度为3μm氟素高分子树脂膜，即完成汽车配件的表面处理。

[0045] 实施例三

[0046] 一种汽车配件表面强化工艺，包括以下步骤：1)喷淋：在45℃温度条件下，将脱脂剂向待处理的汽车配件表面喷淋1.5min，间隔2.5min后重复喷淋，共喷淋4次，然后水洗；所述脱脂剂为物质的量之比为1∶0.8的氢氧化钠和磷酸三钠的混合液，所述氢氧化钠的浓度为0.08mol/L；

[0047] 2)抛光：先用500目的砂纸进行打磨，然后投入化学抛光试剂进行化学抛光，水洗，吹干；化学抛光试剂为物质的量之比为1∶0.8的硝酸和冰醋酸；硝酸的浓度为1.5mol/L；

[0048] 3) 气体渗氮：120℃保温 1.5h，通入氨气，同时通入甲醇， 350 ℃加热并保温3h；

[0049] 4) 一次镀膜：在60℃温度和15%湿度条件下，均匀喷涂由质量比为1∶0.08的纳米二氧化硅和粉煤灰组成的混合物，形成厚度为0.01μm的纳米二氧化硅薄膜；所述纳米二氧化硅的粒径为30nm；

[0050] 5)喷涂釉料：将釉料雾化喷到一次镀膜后的汽车配件表面，140℃烘干，水洗，形成厚度为20μm釉层；

[0051] 6)二次镀膜：采用物理气相沉积法在釉层表面镀厚度为2μm氟素高分子树脂膜，即完成汽车配件的表面处理。

[0052] 产品测试

[0053] 经本发明汽车配件表面强化工艺得到的汽车配件，经测试，抗拉强度为7 15 GPa，~弹性模量为130 150 GPa，摩擦系数为0.2 0.4。对比例为没有经过气体渗氮的汽车配件，抗~ ~
拉强度为7 15 GPa，弹性模量为130 150 GPa，摩擦系数为0.2 0.4。
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[0054] 粘结性测试：对本发明的二次镀膜进行剥离实验，同时将一次镀膜没有添加粉煤灰的作为对比例，其他条件均相同。经测试，本发明二次镀膜的剥离强度为15 20N/mm，对比~例的二次镀膜的剥离强度为5 8N/mm。
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[0055] 以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。