阅读说明：本技术 一种铝合金轮毂的表面处理方法及铝合金轮毂 (Surface treatment method of aluminum alloy hub and aluminum alloy hub ) 是由 李志广 韩鹏 魏庆旺 宋亚飞 舒永锋 张健 李健 杨广浩 刘裕 熊彬羽 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种铝合金轮毂的表面处理方法及铝合金轮毂。所述铝合金轮毂的表面处理方法包括对所述铝合金轮毂的表面进行第一预处理、渗氮、抛光、第二预处理、喷涂透明粉和固化的步骤,其中所述渗氮步骤包括对经所述预处理后的铝合金轮毂表面在500～520℃下进行40～48h的气体等温渗氮,其中,氨的分解率控制为20～50％。本发明的铝合金轮毂,通过上述对铝合金表面进行渗氮处理的表面处理方法获得了更强的美观性,尤其是良好的光泽度,以及优异的耐腐蚀性能。(The application relates to a surface treatment method of an aluminum alloy hub and the aluminum alloy hub. The surface treatment method of the aluminum alloy hub comprises the steps of carrying out first pretreatment, nitriding, polishing, second pretreatment, transparent powder spraying and curing on the surface of the aluminum alloy hub, wherein the nitriding step comprises carrying out gas isothermal nitriding on the surface of the pretreated aluminum alloy hub for 40-48 hours at 500-520 ℃, and the decomposition rate of ammonia is controlled to be 20-50%. According to the aluminum alloy hub, the surface treatment method for nitriding the surface of the aluminum alloy is adopted to obtain stronger aesthetic property, particularly good glossiness and excellent corrosion resistance.)

一种铝合金轮毂的表面处理方法及铝合金轮毂

技术领域

本发明涉及金属的表面处理领域，尤其涉及一种铝合金轮毂的表面处理方法及铝合金轮毂。

背景技术

车轮的外观和耐腐蚀性能对汽车整体有很大的影响，随着人们对汽车个性化的需求不断上升，个性化的车轮也成为各汽车厂不断追求的目标。

中国专利申请CN 105538051 A公开了一种铝合金轮毂抛光工艺。该抛光工艺包括去氧化皮、粗研磨、精研磨和抛光。但是传统的抛光工艺外观性较差，不能满足人们对汽车个性化的需求。

中国专利申请CN 103510139 A则公开了一种铝合金轮毂表面阳极氧化处理工艺。该申请中其工艺流程包括对铝合金轮毂进行抛光、碱蚀处理、在稀硫酸溶液中进行阳极氧化处理形成氧化膜，最后进行常温封闭。但是对铝合金轮毂表面进行阳极氧化处理后，其耐腐蚀性能仍难以满足要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能进一步改善外观及耐腐蚀性的铝合金轮毂的表面处理方法。

为此，本发明第一方面提供一种铝合金轮毂的表面处理方法，所述方法包括：对所述铝合金轮毂的表面进行第一预处理、渗氮、抛光、第二预处理、喷涂透明粉和固化的步骤，其中所述渗氮步骤包括对经所述预处理后的铝合金轮毂表面在500～520℃下进行40～48h的气体等温渗氮，其中，氨的分解率控制为20～50％。

根据本发明的一种实施方式，所述渗氮步骤还包括在经所述气体等温渗氮后在相同温度下对所述铝合金轮毂进行保温，其中在所述保温的前15～20h，氨的分解率控制为18～25％；和在所述保温的后50～55h，氨的分解率控制为30～40％。

根据本发明的一种实施方式，所述渗氮步骤还进一步包括在经所述保温后，在550～570℃下进行2～4h退氮处理。

根据本发明的一种实施方式，所述渗氮步骤包括：

在510℃下对所述铝合金轮毂表面进行45h的气体等温渗氮，其中，氨的分解率控制为20～50％；

在510℃下进行70h的保温，其中前20h，氨的分解率控制为18～25％，后50h，氨的分解率控制为30～40％；和

在560℃下进行2h退氮处理。

一般在渗氮工艺中，渗氮温度越高，渗氮速度越快，渗氮层厚度会增加。但是渗氮温度过高会导致工件变形。渗氮层越厚，其耐腐蚀性能越好，但是渗氮层过厚，会导致粉末附着力不良。本发明在上述工艺条件下，获得了外观良好，耐腐蚀性优异的铝合金轮毂。

根据本发明的一种实施方式，所述第一和第二预处理步骤分别包括：预清洗、预脱脂、主脱脂、两次水洗、酸洗、两次纯水洗、钝化、纯水洗、封闭、两次纯水洗和烘干，其中，所述钝化采用无铬钝化，使用锆钛体系药剂或者硅烷体系药剂。

根据本发明的一种实施方式，所述喷涂透明粉步骤为在静电电压30～80kv，吐粉量35～80％，总气量3.5～5.0m³/h，枪距180～250mm的条件下进行静电喷涂。优选地，所述透明粉为丙烯酸粉末、聚氨酯粉末或者环氧树脂粉末，经所述固化步骤后，透明粉厚度为80～100μm。所述透明粉更优选为丙烯酸粉末。

本发明第二方面提供一种铝合金轮毂，所述铝合金轮毂具有铝合金基体和在所述铝合金基体表面上的涂层，其特征在于，所述铝合金基体的表层为厚度为0.45～0.60mm的渗氮层，所述涂层在所述铝合金基体表面上由顺序层叠的钝化层和透明聚合物层构成。

根据本发明的一种实施方式，其中所述钝化层厚度为1～9μm。根据所用药剂不同，所述钝化层可由锆和钛组成，或由锆和硅烷组成。

根据本发明的一种实施方式，其中所述透明聚合物层为丙烯酸、聚氨酯或者环氧树脂，透明聚合物层厚度为80～100μm。

本发明的铝合金轮毂，通过上述对铝合金表面进行渗氮处理的表面处理方法获得了更强的美观性，尤其是良好的光泽度，以及优异的耐腐蚀性能。

附图说明

图1为根据本发明实施方式的铝合金轮毂的表面处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式及附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种对铝合金轮毂表面进行渗氮的表面处理方法。

可用于本发明的表面处理方法的铝合金轮毂的基材没有特别限制，例如，可为镁铝合金、铝锰系铝合金等，但不限于此。

参考图1，进一步说明本发明的表面处理方法。在进行渗氮工艺之前，首先对铝合金轮毂基体进行预处理。所述预处理工艺包括：预清洗、预脱脂、主脱脂、两次水洗、酸洗、两次纯水洗、钝化、纯水洗、封闭、两次纯水洗和烘干。经该步骤除去基体表面的杂质及氧化层，并通过钝化处理在表面形成钝化层，防止铝合金表面被氧化以提高其表面的耐腐蚀能力。其中所述钝化可采用无铬钝化，例如可使用锆钛体系药剂和硅烷体系药剂，但不限于此。钝化后可形成致密牢固的钝化膜，防止铝合金表面腐蚀氧化，提高金属表面的抗腐蚀能力。

对铝合金轮毂基体进行预处理后，即可进行渗氮。本发明中的渗氮处理可采用气体等温渗氮。具体地，所述渗氮处理通常可包括气体等温渗氮、保温和退氮步骤。其中渗氮温度为500～520℃，渗氮时间为40～48h。经所述气体等温渗氮后在相同温度下对所述铝合金轮毂进行保温，保温时间可为约65～75h，优选70h。其中在保温的前15～20h，氨的分解率控制为18～25％，之后将氨的分解率提高至30～40％。结束前的2～4h将退氮温度提高到560℃进行退氮处理。渗氮层厚度为0.45～0.6mm。

本发明中所述渗氮处理的工艺设备可使用井式渗氮炉、钟罩式炉或者箱式炉等，但不限于此。

对铝合金轮毂基体进行渗氮处理后，即可进行抛光。所述抛光工艺可使用机械打磨抛光。

对铝合金轮毂基体进行抛光处理后，即可进行喷涂透明粉并固化。所述喷涂透明粉工艺的一个实例为采用静电喷涂。静电喷涂的工艺条件可为：静电电压30～80kv，吐粉量35～80％，总气量3.5～5.0m³/h，枪距180～250mm。所述透明粉可为丙烯酸粉末、聚氨酯粉末或者环氧树脂粉末，粉末厚度为80～100μm，优选100μm。透明粉固化温度根据材料不同而不同。丙烯酸粉末的固化温度可为例如约177℃，固化时间可为例如约17min。

本发明中所用的试剂均为市售购买。

实施例

对铝合金轮毂进行表面处理方法包括：第一预处理、渗氮、抛光、第二预处理、喷涂透明粉和固化。其中第一和第二预处理工艺分别包括：预清洗、预脱脂、主脱脂、两次水洗、酸洗、两次纯水洗、钝化、纯水洗、封闭、两次纯水洗和烘干，其中所述钝化采用无铬钝化，使用锆钛体系药剂。渗氮工艺为气体等温渗氮，渗氮温度为510℃，渗氮时间为45h，经气体等温渗氮后在相同温度下进行保温，保温时间为70h，在保温的前20h，氨的分解率控制为20％，后将氨的分解率提高至40％，结束前的2h将退氮温度提高到560℃进行退氮处理。抛光工艺为机械打磨抛光。喷涂透明粉工艺采用静电喷涂，静电电压55kv，吐粉量50％，总气量4.5m³/h，枪距250mm，所述透明粉为丙烯酸粉末，粉末厚度为100μm，透明粉固化温度为177℃，固化时间为17min。

对比例

对与实施例相同的铝合金轮毂进行表面处理的方法包括：第一预处理、抛光、第二预处理、喷涂透明粉和固化。即，除不进行渗氮外，其他处理步骤完全相同。其中第一和第二预处理工艺分别包括：预清洗、预脱脂、主脱脂、两次水洗、酸洗、两次纯水洗、钝化、纯水洗、封闭、两次纯水洗和烘干，其中所述钝化采用无铬钝化，使用锆钛体系药剂。抛光工艺为机械打磨抛光。喷涂透明粉工艺采用静电喷涂，静电电压55kv，吐粉量50％，总气量4.5m³/h，枪距250mm，所述透明粉为丙烯酸粉末，粉末厚度为100μm，透明粉固化温度为177℃，固化时间为17min。

测试例1实施例和对比例美观性测试

1、测试方法

通过JFL-B60°型光泽度计进行测量。

2、测试结果

	实施例	对比例
			光泽度	92％	84％

测试例2实施例和对比例耐腐蚀性能测试

1、测试方法

通用标准下在盐雾腐蚀试验箱(厂商：ATLAS，型号：SF4200)中进行铜加速盐雾腐蚀实验(ISO 9227：2017(E5))，通过三组实验进行对比。

2、测试结果

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。