| 标题 | 汽车防护杠表面绿色镀膜工艺可行性研究 |
| 范文 | 邓世科 摘 要：钢基底材表面经绿色镀膜表面处理工艺处理后，得到了光洁度高、结合强度高的膜层，膜层具有高硬度及高抗腐蚀性等优点，且工艺绿色环保无污染，在各行各业中得到了越来越主要广泛的应用。主要介绍了绿色镀膜的主要类型及验证其在汽车防护杠中应用的可行性，阐述了汽车防护杠绿色镀膜工艺的选择、工艺的验证、性能测试及膜层的表面微观形貌。 关键词：汽车防护杠；镀膜；表面处理；可行性 0 前言 绿色镀膜是指采用真空镀膜集成技术改造和提升传统电镀行业，替代或者部分替代化学电镀工艺技术，是根除电镀三废污染、大幅降低电镀资源消耗、减少污染物排放的重大技术途径[1]。其最突出的优点是镀膜生产过程及镀制出的产品对环境友好、无污染物排放，而且可提高镀制产品的质量，创新增加镀膜品种，达到节能、减排、降耗、增效的目的。 近年来中国的汽车改装行业得到了蓬勃快速的发展，SUV车型加装金属防护杠除了外型上大气美观，更重要的是防护杠可起到保护车身，在发生碰撞时起到缓冲作用，能有效的减轻碰撞冲击力对车辆的损坏及降低对车内人员的伤害。汽车防护杠主要加装于车辆的前后端或左右侧两端，长期暴露于日晒雨淋及飞石冲击的复杂环境下，故要求其必须具备较高的综合使用性能。传统的汽车防护杠采用不锈钢表面抛光处理，为了得到高光亮度高硬度及较高的耐腐蚀性的表面，可以选择进行化学镀铬后表面处理，而采用绿色镀膜表面处理技术的汽车防护杠未见报道。本文研究的是采用绿色镀膜表面处理技术，使防护杠产品表面镀上一层金属铬，从而使钢基材料获得所需的硬度、表面光洁度、极耐腐蚀性能，以及获得所需装饰性外观的可行性。 1 镀膜工艺类型 镀膜工艺根据原理的不同分为：蒸发镀膜，多弧离子镀膜、磁控溅射镀膜三种。蒸发镀膜技术，早期用于眼镜的镀膜，其特点是镀膜的膜厚较高，速度快，但是靶材损失较多，效率不高，目前除了低端的产品的镀膜外，中高端的各类产品已经很少使用了；多弧离子主要应用于刀具的功能性镀膜，可以大大提高产品的表面硬度（硬度可以达到6000Hv），其特点是沉积效率高，沉积的颗粒大。目前使用得最多是磁控溅射技术，主要应用于3C电子类产品的外观镀膜，功能镀膜等，溅射镀膜与基体表面的附着力要比蒸发镀膜好，膜层致密、均匀，如配合适当的工件转动，可在复杂表面上获得较均匀的镀层，采用溅射镀膜技术具有膜层细腻（不存在大的颗粒），膜层结合强度高、膜层质量好、处理温度低[2]、可实现批量生产等特点，适合我司防护杠的产品要求。 对于产品的镀膜工艺根据产品类型的不同有很大区别，以不锈钢产品为例，基本由以下工序组成：产品除油→清水清洗→超声波清洗→烘烤→镀膜。 2 工艺原理 研究利用脉冲直流磁控溅射镀膜技术进行涂层的制备。其基本原理为：在真空中充入惰性气体，并在基体和金属靶之间加上高压直流电，由辉光放电产生的电子激发惰性气体，产生等离子体，等离子体将金属靶材的原子击出，沉积在基体上。 3 工艺验证 准备材质为SUS201的某车型U型防护杠若干个，产品表面按电镀胚料的抛光质量要求抛光处理，使用某真空设备公司的磁控溅射镀膜设备进行真空镀铬处理。 （1）第一次验证样品效果：上挂了5个样品，经过镀膜处理后，查看全部样品，发现侧管表面有小部分为粉状，用手擦拭，镀膜脱落，未脱落部分表面光滑，颗粒效果比电镀产品好，判定合格率为0%，后经技术人员查明，主要因为设备在运行中产生偏压造成。 （2）第二次验证样品效果：上挂了5个样品，调整工艺，经过镀膜处理后，查看全部的样品，样品表面光滑，光亮度较好，表面颗粒比目前电镀产品效果要好，无脱膜现象，无色差缺陷，判定合格率为100%，表明工艺对大面积沉积成膜的均匀性较好。 （3）硬度测试：取样品测试镀上去的膜层硬度达到400HV，符合汽车防护杠产品的使用要求。 （4）耐腐蚀性测试：对镀膜后的样板进行酸性铜加速盐雾测试（GB/T10125），分别记录样板经24小时、48小时，72小时，96小时的测试结果，可知，样品经96小时酸性铜加速盐雾测试后表面防腐蚀性能达到9级，满足该产品在汽车上的使用性能要求。 （5）委托广州有色金属研究院材料表面工程研究所对样板表面镀铬层进行电子显微镜扫描分析。可知表面基本上无液滴，表明采用磁控溅射方法镀制的铬层；由图2横截面形貌可知膜厚约为4μm，膜层膜厚控制在合理的范围内。 4 结论 通过上述的验证测试，材质为SUS201的汽车防护杠经过绿色镀膜表面处理工艺处理后得到了光滑高光亮度的表面，产品的表面硬度达400HV，耐腐蚀性能达CASS96小时9级，外观及性能完全能满足该产品在汽车上的使用要求。因此，将绿色镀膜技术应用于汽车防护杠产品在技术上是可行的。后续将继续验证其应用于铝材质、铁材质汽车防护杠的工艺可行性，进一步拓展绿色镀膜技术在不同材质汽车防护杠中的应用。 参考文献： [1]绿色真空镀膜技术与节能减排[J].甘肃能源，2009（2）：17-21. [2]余东海，王成勇，等.磁控溅射镀膜技术的发展[J].真空，2009.46（2）：23-24. |
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