一種新型基材表面處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型基材表面處理工藝，包括以下步驟：步驟一：利用數(shù)控機床對金屬基材表面進行粗加工；步驟二：利用研磨機對金屬基材進行拋光處理；步驟三：將金屬基材固定于激光刻蝕機上，并使用三坐標(biāo)測量儀進行輔助定位；步驟四：對金屬基材進行激光雕刻；步驟五：使用抗氧化劑對金屬基材進行表面抗氧化處理；步驟六：使用金屬除油劑對金屬基材表面進行清洗；步驟七：使用清水對基材表面進行噴淋沖洗；步驟八：對金屬基材進行水電鍍處理。本發(fā)明一種新型基材表面處理工藝在對金屬基材表面進行激光雕刻后進行水鍍處理，不但增強抗磨損和抗腐蝕能力，還產(chǎn)生了使激光雕刻標(biāo)記變得更加醒目、光亮的意想不到的效果。
【專利說明】
一種新型基材表面處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及表面處理工藝，具體涉及一種新型基材表面處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的金屬基材上的商標(biāo)、圖案或者文字等標(biāo)記多為在模具中通過特定的模板形 成，此方法對模具的要求較高，會增加鑲件等零部件，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。
[0003] 用上述方法做出的標(biāo)記可分為凸起式和凹入式兩類；由于金屬基材上的商標(biāo)、圖 案或者文字等標(biāo)記普遍較小，所以在模具中澆注成型時極易造成澆注不充分進而產(chǎn)生起泡 或者裂紋等缺陷，同時，凸起式和凹入式也會對金屬基材的使用造成一定影響。
[0004] -方面，激光刻蝕加工是利用數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，以激光為加工媒介;待加工金屬基 材在激光雕刻照射下瞬間的熔化和氣化的物理變性，能使激光雕刻達到加工的目的。用這 種技術(shù)刻出來的標(biāo)記沒有刻痕，金屬基材表面依然光滑，無任何凸起或者凹陷，且激光標(biāo)記 處的光澤與別處不同。激光刻蝕的工件雖不易褪色，但由于其位于金屬基材的最外層，故比 較容易磨損和受到腐蝕。
[0005] 另一方面，鍍鉻是高能耗、高污染的工藝，就降低污染的方法，人們采用了多級清 水清洗回收方式，同時廢氣也進行回收，已經(jīng)取得很好的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是:提供一種新型金屬基材表面處理工藝，并能夠?qū)饘倩谋砻?的圖像文字加工，加工后的金屬基材具備較好的配合性質(zhì)、疲勞強度和接觸剛度、特別是具 有耐磨損和耐腐蝕的顯著特征，同時改進現(xiàn)有工藝能夠做到節(jié)水環(huán)保，減少能耗、節(jié)省原 料。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案：
[0008] 步驟一:利用數(shù)控機床對金屬基材表面進行粗加工，并使金屬基材的表面粗糙度 Ra達到20~50um;
[0009] 步驟二:利用研磨機對金屬基材進行拋光處理，使金屬基材的表面粗糙度Ra達到2 ~3um;
[0010] 步驟三:將金屬基材固定于激光刻蝕機上，并使用三坐標(biāo)測量儀進行輔助定位，定 位精度達到〇.〇5mm;
[0011] 步驟四：對金屬基材進行激光雕刻，雕刻深度為0.2-0.8mm;
[0012] 步驟五:使用抗氧化劑對金屬基材進行表面抗氧化處理，所述抗氧化劑中抗氧劑 BHT 為60-75g/L、抗氧劑 264 為 87 · 5-103 · 6g/L、2，6_ 二叔丁基對甲酚為 5 · 3-6 · 8g/L、十二烷 基硫醇為1.6-2. lmol/L、聚醚二元醇為0.9-1.3mol/L、氨基三甲叉膦酸為35.6-39.8g/L。
[0013] 步驟六:使用金屬除油劑對金屬基材表面進行清洗，所述金屬除油劑為乙醇、油 酸、二乙二醇和椰子油二乙醇酸的水溶液；
[0014] 步驟七:使用水溫為20-28攝氏度的清水對基材表面進行噴淋沖洗，噴淋沖洗時間 為5-8s;
[0015] 步驟八：對金屬基材進行水電鍍處理，其中鍍鉻溶液中GrO3為220g/L，且GrO3與 S〇42_的濃度比為100:1.1，HA-鍍鉻光亮劑為6ml/L，電鍍完成后金屬基材表面具有鉻層厚度 為0·25um;
[0016] 步驟九：對基材吹熱風(fēng)實現(xiàn)烘干；熱風(fēng)溫度為24-26攝氏度，吹風(fēng)烘干時間為20-30s 〇
[0017]進一步的，在步驟五中，對金屬基材進行表面抗氧化處理的具體方式為將液態(tài)的 抗氧化劑均勻噴淋至金屬基材表面，同時整體旋轉(zhuǎn)金屬基材，噴淋時間為45-55S，金屬基材 轉(zhuǎn)速為 20_30r/min。
[0018] 進一步的，在步驟六中，金屬除油劑的配方百分比為乙醇3-4%、油酸2-3%、二乙 二醇5-7%、椰子油二乙醇胺13-20%，余量為水。
[0019] 進一步的，在步驟八中，水鍍處理時水鍍液的溫度為41-45°c，水鍍處理時間為32- 40s 〇
[0020] 進一步的，在步驟九中，對基材吹熱風(fēng)時熱風(fēng)的風(fēng)速為100-120m/S。
[0021] 本發(fā)明的有益效果為:一種新型金屬基材表面處理工藝能夠?qū)饘倩谋砻娴膱D 像文字加工，在對基材進行激光雕刻前，通過三坐標(biāo)測量儀對基材進行定位，可使基材定位 精確，進而保證激光雕刻部位的位置準確;加工后的金屬基材具備較好的配合性質(zhì)、疲勞強 度和接觸剛度，為了同時增強基材的抗磨損和抗腐蝕能力，在對基材進行激光雕刻后進行 水鍍處理，水鍍處理后激光雕刻的標(biāo)記變得更加醒目、光亮；由于對經(jīng)過激光雕刻后的基材 進行水鍍處理的目的在于增強基材的抗磨損和抗腐蝕能力，在水鍍處理后，不但增強了基 材的抗磨損和抗腐蝕能力，還使激光雕刻標(biāo)記變得更加醒目、光亮，因此產(chǎn)生了之前意想不 到的效果;同時改進現(xiàn)有工藝能夠做到節(jié)水環(huán)保，減少能耗、節(jié)省原料。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 作進一步的詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。
[0023]步驟一:利用數(shù)控機床對金屬基材表面進行粗加工，并使金屬基材的表面粗糙度 Ra達到20~50um;
[0024]步驟二:利用研磨機對金屬基材進行拋光處理，使金屬基材的表面粗糙度Ra達到2 ~3um;
[0025] 步驟三:將金屬基材固定于激光刻蝕機上，并使用三坐標(biāo)測量儀進行輔助定位，定 位精度達到〇.〇5mm;
[0026] 步驟四：對金屬基材進行激光雕刻，雕刻深度為0.2-0.8mm;
[0027] 步驟五:使用抗氧化劑對金屬基材進行表面抗氧化處理，所述抗氧化劑中抗氧劑 BHT 為60-75g/L、抗氧劑 264 為 87 · 5-103 · 6g/L、2，6_ 二叔丁基對甲酚為 5 · 3-6 · 8g/L、十二烷 基硫醇為1.6-2. lmol/L、聚醚二元醇為0.9-1.3mol/L、氨基三甲叉膦酸為35.6-39.8g/L。
[0028 ]步驟六:使用金屬除油劑對金屬基材表面進行清洗，所述金屬除油劑為乙醇、油 酸、二乙二醇和椰子油二乙醇酸的水溶液；
[0029] 步驟七:使用水溫為20-28攝氏度的清水對基材表面進行噴淋沖洗，噴淋沖洗時間 為5-8s;
[0030] 步驟八：對金屬基材進行水電鍍處理，其中鍍鉻溶液中GrO3為220g/L，且GrO3與 S〇42_的濃度比為100:1.1，HA-鍍鉻光亮劑為6ml/L，電鍍完成后金屬基材表面具有鉻層厚度 為0·25um;
[0031] 步驟九：對基材吹熱風(fēng)實現(xiàn)烘干；熱風(fēng)溫度為24-26攝氏度，吹風(fēng)烘干時間為20-30s〇
[0032] 在步驟五中，對金屬基材進行表面抗氧化處理的具體方式為將液態(tài)的抗氧化劑均 勻噴淋至金屬基材表面，同時整體旋轉(zhuǎn)金屬基材，噴淋時間為45-55s，金屬基材轉(zhuǎn)速為20-30r/min〇
[0033] 在步驟六中，金屬除油劑的配方百分比為乙醇3-4%、油酸2-3%、二乙二醇5-7%、 椰子油二乙醇胺13-20%，余量為水。
[0034] 在步驟八中，水鍍處理時水鍍液的溫度為41-45°C，水鍍處理時間為32-40s。
[0035] 在步驟九中，對基材吹熱風(fēng)時熱風(fēng)的風(fēng)速為100-120m/s。
[0036]需要說明的是，本發(fā)明所采用的金屬基材，是本領(lǐng)域慣用的金屬基材，本領(lǐng)域技術(shù) 人員能夠通過多種方式輕松獲取。
[0037]步驟五中，使用抗氧化劑對已進行激光雕刻的金屬基材進行表面抗氧化處理，可 在金屬基材的表面形成一個致密的鈍化膜，防止金屬基材在儲存和運輸中表面被氧化，同 時鈍化膜可使激光雕刻的標(biāo)記變得更加耐磨，更加抗腐蝕。
[0038] 步驟六中，使用金屬除油劑對金屬基材表面進行清洗，可使抗氧化劑中只溶于油 不溶于水的抗氧劑BHT、抗氧劑264、2,6_二叔丁基對甲酚、十二烷基硫醇、聚醚二元醇和氨 基三甲叉膦酸充分溶于金屬除油劑并被清洗，方便步驟七中用清水對金屬基材表面進行清 洗的過程，保證水電鍍時金屬基材表面清潔無雜質(zhì)，從而預(yù)先保證水電鍍質(zhì)量。
[0039] 步驟八中的HA-鍍鉻光亮劑能夠直接購買，是由增速光亮劑、銅鐵除雜劑、Gr3+控制 劑三部分組成。其中增速光亮劑、銅鐵除雜劑主要由含NH 4+、SO A的脂肪族化合物和含N雜環(huán) 化合物組成，增速光亮劑可以使鍍層結(jié)晶細致、提高陰極電流效率和分散能力。
[0040] 本工藝Jk為35~50A/dm2,陰極電流效率為23%~27%。在正常工作狀態(tài)下，槽電壓 比傳統(tǒng)工藝要低1~2V，在受鍍面積為0.1dm 2的實驗條件下測得如下：
[0041] 當(dāng) JK = 20A/dm2，nK = 23%;
[0042] 當(dāng) JK = 35A/dm2，nK = 25%;
[0043] 當(dāng) JK = 50A/dm2，nK = 28%;
[0044] ijK = 75A/dm2，nK = 31%。
[0045] 上述Jk為電流密度，在此即為水電鍍時的電流密度;ηκ為水電鍍的效率。
[0046] 銅鐵除雜劑可以和銅、鐵生成難溶性物質(zhì)，對Cr3+也有一定絡(luò)合作用，Cr3+控制劑 主要由高價化合物組成，可以把鉻從三價氧化成六價。使用HA-鍍鉻光亮劑，可以有效地控 制槽液的成分，長期使溶液保持最佳的工作狀態(tài)，加上較大的陽極面積和較近的陰陽極間 距離，節(jié)約的電能是相當(dāng)可觀的。以2000A可控硅整流器為例：鍍鉻溶液組成為：CrO 3為 22(^/1、003:3〇42^為100:1.1，傳統(tǒng)工藝與本工藝的各項工藝參數(shù)進行比較如下 ：
[0048] 因槽電壓較低，所以用于升溫的熱能較少，加上槽液工作溫度較高，自身的散熱較 快，在同等冷卻條件下，本工藝用于冷卻槽液溫度的冷卻水，只是傳統(tǒng)工藝的1/3~1/5,從 而節(jié)水環(huán)保。
[0049] 在正常工作條件下，本工藝也采用了傳統(tǒng)的五級靜水清洗，一級清洗水的質(zhì)量濃 度為30~60g/L，第五級清洗水的CrO3質(zhì)量濃度<5g/L，中和回收槽的Cr 3+質(zhì)量濃度<lg/L，因 槽溫較高，溶液的蒸發(fā)較多，所以補充的回收水也較多，使帶出的溶液很好地得到回收，從 而節(jié)省原料。
[0050] 另外使用了HA-鍍鉻光亮劑對金屬雜質(zhì)也有一定去除能力，可以加快Cr3+的氧化速 度。
[0051 ]在步驟九中，對基材吹熱風(fēng)時，使用4臺電熱鼓風(fēng)機從基材的前、后、左、右4個方向 同時向中間的基材吹出熱風(fēng)，使被清水噴淋沖洗后的基材實現(xiàn)快速烘干。
[0052]上述實施例用于對本發(fā)明作進一步的說明，但并不將本發(fā)明局限于這些具體實施 方式。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)理解為在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種新型基材表面處理工藝，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一:利用數(shù)控機床對金屬基材表面進行粗加工，并使金屬基材的表面粗糙度Ra達 到20~50um; 步驟二：利用研磨機對金屬基材進行拋光處理，使金屬基材的表面粗糙度Ra達到2~ 3um； 步驟三:將金屬基材固定于激光刻蝕機上，并使用三坐標(biāo)測量儀進行輔助定位，定位精 度達到0.05mm; 步驟四：對金屬基材進行激光雕刻，雕刻深度為0.2-0.8mm; 步驟五:使用抗氧化劑對金屬基材進行表面抗氧化處理，所述抗氧化劑中抗氧劑BHT為 60-75g/L、抗氧劑264為87 · 5-103 · 6g/L、2，6_二叔丁基對甲酚為5 · 3-6 · 8g/L、十二烷基硫醇 為1.6-2. lmol/L、聚醚二元醇為0.9-1.3mol/L、氨基三甲叉膦酸為35.6-39.8g/L。 步驟六:使用金屬除油劑對金屬基材表面進行清洗，所述金屬除油劑為乙醇、油酸、二 乙二醇和椰子油二乙醇酸的水溶液； 步驟七:使用水溫為20-28攝氏度的清水對基材表面進行噴淋沖洗，噴淋沖洗時間為5-8s ； 步驟八:對金屬基材進行水電鍍處理，其中鍍鉻溶液中Gr03為220g/L，且Gr03與5〇4 2_的 濃度比為100 :1.1，HA-鍍鉻光亮劑為6ml/L，電鍍完成后金屬基材表面具有鉻層厚度為 0.25um； 步驟九:對基材吹熱風(fēng)實現(xiàn)烘干;熱風(fēng)溫度為24-26攝氏度，吹風(fēng)烘干時間為20-30s。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型基材表面處理工藝，其特征在于：在步驟五中，對金 屬基材進行表面抗氧化處理的具體方式為將液態(tài)的抗氧化劑均勻噴淋至金屬基材表面，同 時整體旋轉(zhuǎn)金屬基材，噴淋時間為45-55s，金屬基材轉(zhuǎn)速為20-30r/min。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型基材表面處理工藝，其特征在于：在步驟六中，金屬 除油劑的配方百分比為乙醇3-4%、油酸2-3%、二乙二醇5-7%、椰子油二乙醇胺13-20%， 余量為水。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型基材表面處理工藝，其特征在于：在步驟八中，水鍍 處理時水鍍液的溫度為41-45°C，水鍍處理時間為32-40s。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型基材表面處理工藝，其特征在于：在步驟九中，對基 材吹熱風(fēng)時熱風(fēng)的風(fēng)速為100-120m/s。
【文檔編號】B23K26/362GK106041434SQ201610675679
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月16日
【發(fā)明人】曾飛龍, 池必清, 何亞寧, 伍志偉, 胡錦春, 吳正翠, 王洪正, 項佳雯, 李曉潔, 盧夢奇, 張曉遠, 朱建峰, 伍志林, 范志文
【申請人】上海藍佩得模具科技有限公司