專利名稱：金屬表面精整的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬表面精整的方法，更具體而言，涉及可防止稱為“滲出”和“漏氣”的化學反應的金屬表面精整的方法。
壓鑄鋅廣泛用于生產包括衛(wèi)生設備、門拉手、玩具和汽車零件的日用品。已發(fā)現，當壓鑄鋅元件與黃銅或青銅電鍍層之間的附著力不足時，會發(fā)生稱為“滲出”和“漏氣”的反應。
漏氣是截留在鋅底材微孔里、底材和鍍層之間以及鍍層微孔內的大氣中的氣體例如空氣逸散所致。通常，當涂覆在最后電鍍表面上的粉末涂料固化時這些氣體會逸散。當將元件加熱使粉末涂料固化時，這些氣體從底材的微孔中通過鍍層的微孔逸散并暴露到大氣中。漏氣表現為在透明粉末涂料中出現若干氣泡，這是當粉末涂料固化時，粉末涂料中的氣體滲透而形成的。
滲出是在電鍍表面上出現脫色，這是由于夾帶在電鍍表面微孔中的化學品例如氰化物與大氣中的水分反應所致。滲出導致電鍍件上出現暗色斑漬。在電鍍了黃銅或青銅的底材上滲出特別普遍，因為黃銅和青銅電鍍法通常是利用氰化物化學進行的。
一種常規(guī)的方法需要在電鍍件的表面上涂覆天然漆。然而，已發(fā)現天然漆并不能提供足以防止?jié)B出和漏氣的防濕層。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的和改進的金屬表面精整的方法，這種方法可以防止稱為滲出的化學反應。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種新的和改進的金屬表面精整的方法，這種方法可以防止稱為漏氣的化學反應。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種用于以黃銅或青銅電鍍基底金屬底材的新的和改進的金屬表面精整的方法，這種方法可以防止稱為滲出的化學反應。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種用于以黃銅或青銅電鍍基底金屬底材的新的和改進的金屬表面精整的方法，這種方法可以防止稱為漏氣的化學反應。
本發(fā)明的第五個目的是提供一種用黃銅或青銅電鍍的新的和改進的壓鑄鋅元件，該元件不會出現稱為滲出的化學反應。
本發(fā)明的第六個目的是提供一種用黃銅或青銅電鍍的新的和改進的壓鑄鋅元件，該元件不會出現稱為漏氣的化學反應。
本發(fā)明的一個特點是拋光和擦光基底金屬底材的表面，以基本上除去粗糙表面、微孔、孔穴和小凹痕。
本發(fā)明的另一個特點是在底材表面上電鍍一層銅層，為在其上電鍍一層黃銅或青銅提供基本上均勻的表面。
本發(fā)明的再一個特點是在元件的最后電鍍表面上靜電涂覆一層透明的環(huán)氧涂料。
本發(fā)明的優(yōu)點是增強了基底金屬底材和銅鍍層之間的附著力，當底材的溫度升高時，就可以抑制滲出和漏氣發(fā)生。
本發(fā)明涉及一種制備和電鍍基底金屬底材的方法，該方法可使底材與黃銅或青銅電鍍層之間產生足夠的附著力，從而能防止稱為滲出和漏氣的化學反應發(fā)生。防止在高溫下滲出和漏氣，可以在黃銅或青銅鍍層上涂覆透明涂料，進一步抑制上述化學反應。
本發(fā)明的一個方面涉及一種在壓鑄鋅元件上提供“毛面”精整的方法，該方法基本上包括以下步驟拋光壓鑄鋅元件的表面、用銅電鍍壓鑄鋅元件、通過除去任何粗糙部分以及遺留在銅表面上的任何無粘著性薄膜使銅層拋光、在銅層上電鍍一層黃銅或青銅，然后在黃銅或青銅鍍層上淀積一層基本上不透水的透明涂層。
本發(fā)明的一個有關方面涉及一種在壓鑄鋅元件上提供“光亮”精整的方法，該方法基本上包括以下步驟拋光壓鑄鋅元件的表面、用銅電鍍壓鑄鋅元件、通過除去任何粗糙部分以及遺留在銅表面上的任何無粘著性薄膜使銅層拋光、在蒸汽脫脂裝置中采用一種溶劑例如三氯乙烯除去上述拋光步驟遺留在銅表面上的任何殘渣、在銅層上電鍍一層黃銅或青銅，然后在黃銅或青銅鍍層上淀積一層基本上不透水的透明涂層。
本發(fā)明的另一個有關方面涉及根據上述方法制造的壓鑄鋅元件。
本發(fā)明的再一個有關方面涉及一種制品，該制品包括基底金屬底材、電鍍在底材上的銅層、電鍍在銅層上的選自黃銅或青銅的一層金屬以及淀積在該金屬層上的基本上不透水的透明涂層。
實施本發(fā)明的方法1.定義本文中所用的術語“拋光”被定義為一種操作，其中將在鍛造、軋制或類似的操作后，在底材表面上遺留的粗劃痕或在某些情況下遺留的粗糙表面基本上除去，以產生與預定劃痕樣式相當的底材表面紋理。優(yōu)選采用砂帶和接觸輪實施拋光操作，緊握待拋光的元件并將其與接觸輪接觸，這樣，由于砂帶的摩擦特性即可除去元件表面上的任何物質和缺陷。
本文中所用的措詞“顆粒尺寸”被定義為特定砂帶上的顆粒尺寸。在本領域中也把“顆粒尺寸”稱為“磨料粒度”。以下顆粒尺寸均與本發(fā)明的整個說明有關(a)100(細)、(b)150(細)、(c)180(細)、(d)200(很細)、(e)220(很細)。術語“細”和“很細”通常用來說明砂帶上的顆粒或磨料的粗度。本文中所述的拋光過程采用具有100、150和180顆粒尺寸的砂帶。
本文中所用的措詞“劃痕樣式”被定義為采用特定顆粒尺寸的砂帶拋光、精加工或擦光該表面而產生的元件或鍍層的表面紋理。例如，當采用顆粒尺寸120的砂帶拋光該表面時，在元件或鍍層表面上產生#120的劃痕樣式(或120的劃痕樣式)。
本文中所用的術語“擦光”或“精加工”被定義為精拋光過程，利用顆粒尺寸或磨料粒度依次更細的砂帶接觸元件表面或鍍層表面，致使粗劃痕樣式改變?yōu)榧毣蚝芗毜膭澓蹣邮?。在擦光或精加工工序中僅從元件表面或鍍層表面上除去很細小的物質。本文中所述的擦光或精加工過程采用顆粒尺寸為200和220的砂帶。2.毛面精整在用青銅電鍍的壓鑄鋅元件上產生“毛面”光潔度的方法包括以下工序(a)提供壓鑄鋅元件、(b)拋光元件的表面直到該表面與第一劃痕樣式相當為止、(c)拋光元件的異形表面直到該異形表面與第二劃痕樣式相當為止、(d)拋光該元件的表面直到該表面與第二劃痕樣式相當為止、(e)侵蝕該元件、(f)用銅電鍍該元件、(g)侵蝕該元件、(h)在該銅層上電鍍一層黃銅或青銅、(i)侵蝕該元件以及(j)在電鍍后的元件上淀積不透水的透明涂層。下面，將對以上各工序作詳細說明。
工序(a)需要提供壓鑄鋅元件。鋅合金特別適用于生產壓鑄鋅件，因為它的熔點相當低，導致與普通鋼一樣長的模具壽命。此外，由鋅合金生產的壓鑄鋅件可以產生適合于拋光和其他精整過程的元件表面。然而，本發(fā)明的方法也適用于其他可鑄的黑色金屬底材例如冷軋鋼或鍛鋼。
工序(b)的拋光過程要求拋光壓鑄鋅元件，以便除去元件表面上的主要缺陷例如?？p線。本過程采用具有氧化鋁磨料和X-橈曲背襯的#120顆?；蚰チ狭６鹊膾伖鈳Ш弯忼X形橡膠接觸輪。該接觸輪具有約70計示硬度，外徑約為14英寸，運轉速度約為1750rpm。工序(b)可使壓鑄鋅元件的表面紋理與120的劃痕樣式相當。
工序(c)的拋光過程要求將元件的復雜外形所確定的區(qū)域拋光，因為在工序(b)的拋光過程中難以觸及這些區(qū)域。這類復雜的表面外形通常出現在門柄拉手上。采用具有氧化鋁磨料和X-橈曲背襯的#150顆?；蚰チ狭６鹊膾伖鈳?，并與Bader拋光機一起使用。優(yōu)選采用帶有重型B.J.Y連接臂而沒有臺板的Bader拋光機。工序(c)可使壓鑄鋅元件的異形表面紋理與約150的劃痕樣式相當。
工序(d)的拋光過程要求進一步拋光元件的表面，以便將工序(b)的#120顆?；蚰チ蠏伖鈳x予的劃痕樣式改變?yōu)榕c#150顆?；蚰チ蠏伖鈳喈數膭澓蹣邮剑⒊ピ系娜魏武J邊。本過程優(yōu)選采用金剛石橫切接觸輪。該接觸輪應具有約14英寸的外徑和約1750rpm的運轉速度。工序(d)可使壓鑄鋅元件的表面紋理與約150的劃痕樣式相當。
工序(b)-(d)可使壓鑄鋅元件的表面，包括異形表面的紋理與約150的劃痕樣式相當。150的劃痕樣式是明顯的且是具有“毛面”光潔度元件的原設計特性。因此，雖然可以將壓鑄鋅元件拋光達到與更細的劃痕樣式相當的表面紋理，例如180、200或220，然而仍優(yōu)選實施工序(b)-(d)以使元件的表面紋理與約150的劃痕樣式相當。
工序(e)的侵蝕過程要求采用由一些磨片(sections)和顆?；蚰チ狭６燃s為200的無脂化合物構成的易拆卸擦拭輪，按照混合拋光劃痕樣式，擦光或精加工元件的表面，并除去撕裂的底材物質。易拆卸擦拭輪磨片優(yōu)選具有約12英寸的外徑和約為1750rpm的運轉速度。工序(e)可使壓鑄鋅元件的表面紋理與約150-200的劃痕樣式相當。
工序(f)的電鍍過程是包括以下步驟的光亮氰化物鍍銅過程(i)使壓鑄鋅元件成為陰極的、(ii)將電解清洗劑與壓鑄鋅元件接觸、(iii)在按第一方向流動的冷水中漂洗該元件、(iv)在按與第一方向相反的第二方向流動的冷水中漂洗該元件、(v)將該元件浸漬在酸中、(vi)在按第一方向流動的冷水中漂洗該元件、(vii)在按與第一方向相反的第二方向流動的冷水中漂洗該元件、(viii)將該元件觸擊電鍍一層銅氰化鉀涂層、(ix)用銅電鍍該元件、(x)處理該元件以除去任何殘余氰化物、(xi)在冷水中漂洗該元件、(xii)在熱水中漂洗該元件以及(xiii)用熱風干燥機干燥該元件，除去來自上述漂洗工序的殘余水分。
優(yōu)選上述電解清洗劑是DycleneEW(MacDermid Incorporated ofWaterbury，Connecticut生產)，且在上述工序(f)的步驟(ii)以及本文所述的任何需要施加電解清洗劑的工序中使用。DycleneEW是含灰白色磷酸鹽的中堿性粒狀粉末，它溶于水，可用于壓鑄鋅件、銅、黃銅、青銅(鍛件或鑄件)以及其他銅合金的陽極清洗。DycleneEW可以在陰極上使用，但是優(yōu)選必須緊接采用瞬時(brief)陽極清洗劑。如果上述步驟不可能，那么優(yōu)選將該陰極的DycleneEW溶液經常排出，以避免再電鍍通常集中在電化學清洗劑中的金屬污物。當電化學清洗壓鑄鋅件時，優(yōu)選絕對地進入電化學清洗站。優(yōu)選在約125°F下施加DycleneEW約30秒鐘。也可以使用其他具有基本上相同特性的電解清洗劑，例如CleanerE-123(Hubbard-Hall Inc.of Waterbury，Connecticut生產)。
上述工序(f)的步驟(v)的酸浴以及下文中所述的任何需要使用酸浴的工序，均優(yōu)選采用MetexAcid Salt M-629(MacDermid Incorporated生產)的酸浴實施。MetexAcid Salt M-629是水溶性的干酸性粉末。它由酸式鹽的平衡混合物、活化劑和表面活性劑組成。優(yōu)選按照生產廠家的說明書和規(guī)格使用MetexAcid Salt M-629。然而，盡管廠家的說明書規(guī)定在室溫下使用MetexAcid Salt M-629，持續(xù)時間約為15-30秒鐘，但仍優(yōu)選酸浴的持續(xù)時間約為5秒鐘。也可以使用特性基本上相同的其他酸式鹽體系，例如酸式鹽W(Hubbard-Hall Inc.生產)。酸浴可使早先已被電解清洗劑鈍化的元件表面活化。由于使用電解清洗劑后，氧化物殘渣仍然留在元件表面上，使得鈍化的表面不能充分地與電鍍層粘附。
用于上述工序(f)的冷水漂洗步驟(vi)和(vii)以及本文所述的所有冷水漂洗步驟中的冷水溫度均約為30°F-50°F。用于上述工序(f)的熱水漂洗步驟(xii)以及本文所述的所有熱水漂洗步驟中的熱水溫度均約為150°F-170°F。優(yōu)選熱水溫度約為160°F。
上述工序(f)的步驟(viii)需要將元件觸擊電鍍一層薄涂層或銅氰化鉀層。該涂層或銅氰化鉀層的厚度為從約0.0001英寸至0.0002英寸，并形成基本上均勻表面紋理的基面，該基面可使電鍍在銅氰化鉀層上的銅層具有牢固的附著力。本過程優(yōu)選使用CP Chemicals，Inc.of New Jersey生產的銅氰化鉀液體。在一個優(yōu)選的實施方案中，銅氰化鉀在約120°F下使用，持續(xù)時間約為15秒鐘。優(yōu)選在本文所述的需要以銅氰化鉀觸擊電鍍元件的所有步驟中使用銅氰化鉀液體。
優(yōu)選上述工序(f)的步驟(ix)的鍍銅過程以及本文所述的所有需要鍍銅的步驟中采用MetexNo.S-3光亮氰化物電鍍銅的方法(Bright CyanideCopper Plating Process No.S-3)實施。MetexNo.S-3光亮氰化物電鍍銅的方法提供了一種在高淀積速率下從氰化物溶液中電鍍細粒、光亮銅的方法。該方法必須按照生產廠家的說明書使用。優(yōu)選在約150°F下實施上述電鍍方法約30分鐘。優(yōu)選上述電鍍法按所生成的銅鍍層厚度為從約0.0004英寸至約0.0008英寸的方式實施。在一個優(yōu)選的實施方案中，該銅鍍層厚度為從約0.0005英寸至約0.0007英寸。優(yōu)選該銅鍍層是純銅且沒有合金或雜質。該銅層還可以形成阻擋層，能防止任何夾帶在底材微孔中的各種大氣氣體滲透進黃銅或青銅層。
上述工序(f)的步驟(x)是氰化物廢物處理過程，該過程用以除去電鍍銅過程中夾帶在銅鍍層的小孔穴或微孔中的過量氰化物。所述廢物處理過程實際上是采用氯化法干燥氰化物。氰化物廢物的處理過程要求將元件浸沒在包括水和次氯酸鈉的溶液中。該溶液的pH約為10。攪拌次氯酸鈉溶液，以保證溶液滲透進截留氰化物的孔穴和微孔中。在本文所述的所有需要氰化物處理的工序中均采用氰化物處理過程。氰化物廢物處理過程基本上可以除去夾帶的氰化物，從而阻止上文所述的稱為滲出的化學反應。
用于上述工序(f)的步驟(xiii)以及本文所述的所有需要熱風干燥器的工序中的熱風干燥器，可以使用任一種普通的，即蒸氣加熱或電加熱的熱風干燥器。該干燥器產生的熱風的溫度應為約200°F。
工序(g)的侵蝕過程要求采用由一些磨片和顆粒或磨料粒度約為200的無脂化合物磨料構成的易拆卸擦拭輪，除去任何的粗糙部分以及遺留在銅鍍層表面上的任何無粘著性薄膜(上述工序(f)的步驟(ix)產生的)使銅鍍層擦光。優(yōu)選易拆卸擦拭輪的運轉速度約為750rpm，外徑約為10英寸。
工序(h)的鍍青銅過程包括以下步驟(i)將元件與電解清洗劑接觸、(ii)用冷水漂洗元件、(iii)將元件浸漬在酸中、(iv)在冷水中漂洗元件、(v)將元件觸擊電鍍銅、(vi)用青銅電鍍元件、(vii)除去殘余氰化物、(viii)在冷水中漂洗元件、(ix)將元件浸沒在鉻酸鹽浴中、(x)除去殘余鉻、(xi)在冷水中漂洗元件、(xii)在熱水中漂洗元件以及(xiii)用熱風干燥器干燥元件。步驟(v)所產生的銅鍍層厚度為從約0.0001英寸至0.0002英寸。步驟(vi)所產生的青銅鍍層厚度為從約0.0002英寸至0.0004英寸。優(yōu)選該青銅層的厚度約為0.0003英寸。上述步驟(ix)的鉻酸鹽浴優(yōu)選采用稱為HALLCOAT CU-BR(Hubbard-Hall Inc.生產)的方法實施。優(yōu)選按照生產廠家的說明書和規(guī)定使用鉻酸鹽浴。也可以采用的另一種鉻酸鹽浴是MACRO Bright L-7(MacDermid Inc.生產)。按照步驟(x)，除去殘余的鉻需要向元件施加連二亞硫酸鈉將過量鉻酸鹽沉淀為金屬氫氧化物泥渣。施加連二亞硫酸鈉還可以顯著降低對環(huán)境的有害影響。本文所述的所有需要鉻酸鹽浴和除鉻的工序均與上述的相同。
如果需要用黃銅代替青銅電鍍元件，那么工序(h)將包括以下步驟(i)施加電解清洗劑、(ii)在冷水中漂洗元件、(iii)將元件浸漬在酸浴中、(iv)在冷水中漂洗元件、(v)將該元件觸擊電鍍銅以形成銅鍍層、(vi)除去殘余的氰化物、(vii)在冷水中漂洗元件、(viii)將元件浸漬在酸浴中、(ix)用冷水漂洗元件、(x)用鎳電鍍元件、(xi)在鎳板上進行鎳“拖帶(dragout)”法、(xii)用冷水漂洗元件、(xiii)將元件浸漬在酸浴中、(xiv)用冷水漂洗元件、(xv)用黃銅電鍍元件、(xvi)除去殘余的氰化物、(xvii)在冷水中漂洗元件、(xviii)將元件浸漬在酸浴中、(xix)在冷水中漂洗元件、(xx)將元件浸漬在鉻酸鹽浴中、(xxi)除去殘余的鉻、(xxii)在冷水中漂洗元件以及(xxiii)在熱水中漂洗元件。電鍍鎳優(yōu)選采用Udylite66E BrightNickel Process(OMI International Corporation of Michigan提出)的方法實施。優(yōu)選按照廠家的說明書和規(guī)定實施該過程。所生成的鎳鍍層的厚度為從約0.0001英寸至0.0003英寸。在一個優(yōu)選的實施方案中，鎳鍍層的厚度約為0.0002英寸。鎳“拖帶”法是一種廢物處理的方法，該方法要求將過量的鎳電解液從鎳鍍層漂洗除去。將從鎳鍍層上洗出的過量鎳廢物回收并在加熱了的鎳電鍍浴中重復利用。優(yōu)選采用Bright High SpeedBrass Process(LeaRonal Company of New York提出)的方法實施黃銅電鍍過程。該過程按照廠家的說明書實施，可使黃銅鍍層的厚度達到從約0.00008英寸至0.00012英寸。在一個優(yōu)選的實施方案中，黃銅鍍層的厚度為約0.0001英寸。
可以在涂覆基本上不透水的透明涂層之前，利用本文中所述的青銅和黃銅電鍍過程的鉻酸鹽浴，在黃銅或青銅層上提供鉻酸鹽的薄膜，以抑制黃銅或青銅層的腐蝕。
工序(i)的侵蝕過程要求采用由一些磨片和優(yōu)選顆?；蚰チ狭６燃s為200的無脂化合物制成的易拆卸擦拭輪，擦光青銅或黃銅電鍍層，以除去任何粗糙和變色部分。優(yōu)選易拆卸擦拭輪的外徑約為10英寸，在運轉速度約為750rpm下運行。
根據工序(j)，淀積基本上不透水的透明涂層要求在黃銅或青銅鍍層上淀積環(huán)氧、樹脂、塑料、丙烯酸等的透明涂層。優(yōu)選該透明涂層符合這些標準the American National Standard For Materials and Fini-shes(ANSI/BHMA A156.18-1987)和the American National StandardFor Bored and Preassembled Locks and Latches(ANSI/BHMA A156.2-1983)。關鍵的是，該透明涂層的固化溫度必須低于會造成漏氣或滲出的溫度。優(yōu)選透明涂層在低于400°F的溫度下固化。在一個優(yōu)選的實施方案中，該透明涂層是環(huán)氧樹脂。在本領域中眾所周知，環(huán)氧樹脂是以環(huán)氧基的活性為基礎的熱固性樹脂。優(yōu)選的環(huán)氧涂料是No.152C200 ClearEpoxy(Powder Coatings Division of the Ferro Corporation of Cleveland，Ohio生產)。No.152C200 Clear Epoxy是一種透明環(huán)氧粉末涂料，它已按能產生滿意的遮蓋和覆蓋層，并能產生具有最佳抗腐蝕效果的結實保護層配制。上述保護層具有高透明度的平滑、有光澤、閃光的光潔度。優(yōu)選按照在約320°F下固化20分鐘，產生涂層厚度從約0.002英寸(2密耳)至0.003英寸(3密耳)的規(guī)程，進行靜電淀積環(huán)氧涂層。該透明環(huán)氧涂層是基本上抗水滲透的，從而基本上可以防止大氣中的水分接觸黃銅或青銅鍍層。3.光亮精整本發(fā)明提供了一種在壓鑄鋅元件上產生“光亮”光潔度的方法，該方法基本上包括以下工序(a)將元件拋光、(b)擦亮該元件的表面、(c)除去工序(b)產生的殘渣、(d)用銅電鍍元件、(e)擦光銅鍍層、(f)除去工序(e)產生的殘渣、(g)在銅鍍層上電鍍黃銅或青銅鍍層、(h)擦光黃銅或青銅鍍層、(i)除去工序(h)產生的殘渣、(j)在元件上淀積一層基本上不透水的透明涂層。下面，將詳細說明以上各工序。
工序(a)的拋光過程包括6個步驟。第一個步驟要求拋光元件除去元件表面上的主要缺陷，例如模縫線等。優(yōu)選采用具有氧化鋁磨料和X-橈曲背襯的#120磨料拋光帶以及鋸齒形橡膠接觸輪。優(yōu)選該接觸輪的硬度約為70計示硬度，外徑約為14英寸，運轉速度約為1750rpm。第一個步驟可使元件表面的紋理與約120的劃痕樣式相當。第二個步驟要求將第一個步驟的拋光過程中難以觸及的元件復雜外形所確定的區(qū)域拋光。這類復雜的表面外形通常出現在門柄拉手上。優(yōu)選將具有氧化鋁磨料和X-橈曲背襯的#150顆粒或磨料的拋光帶與Bader拋光機一起使用。優(yōu)選該Bader拋光機與沒有臺板的重型B.J.Y連接臂一起使用。第二個步驟可使元件異形部分的表面紋理與約150的劃痕樣式相當。該工序中的第三個步驟要求重復第二個步驟，但是采用#220顆?；蚰チ狭６鹊膾伖鈳Т?150粒度的拋光帶。這個擦光或精加工步驟可使元件異形部分的表面紋理與約220的劃痕樣式相當。該工序中的第四個步驟要求用#150粒度的拋光帶拋光該異形部分以外的元件表面，以使該元件的表面紋理從上述第一個步驟形成的約120的劃痕樣式改變?yōu)榧s150的劃痕樣式。優(yōu)選將具有氧化鋁磨料和X-橈曲背襯的#150磨料拋光帶與運轉速度約為1750rpm、外徑約為14英寸的金剛石橫切接觸輪一起使用。這樣，由于后兩個步驟的結果，可使元件異形部分的表面紋理與約220的劃痕樣式相當，其余的元件表面紋理與約150的劃痕樣式相當。該工序的第五個步驟重復第四個步驟。然而，采用#180顆粒或磨料粒度的拋光帶代替#150粒度的拋光帶，以使150的劃痕樣式改變?yōu)榧s180的劃痕樣式。該步驟可使元件表面的紋理與約180的劃痕樣式相當。第六個步驟重復第五個步驟。然而，采用#220粒度的拋光帶代替#180粒度的拋光帶。因為#220粒度的拋光帶的表面紋理很細，第六個步驟構成擦光或精加工步驟，它包括除去元件表面上任何銳邊的操作。該步驟可使元件表面的紋理與約220的劃痕樣式相當。與“毛面”精整不同，“光亮”精整希望得到細的劃痕樣式。更細的劃痕樣式不象粗劃痕樣式那樣明顯。此外，相當于約200或約220的劃痕樣式的表面紋理有利于后續(xù)擦光工序。雖然優(yōu)選將元件表面拋光達到與約220的劃痕樣式相當的紋理，然而，也可以將元件表面拋光達到與更細的劃痕樣式相當的紋理。
工序(b)的擦亮過程包括兩個步驟。第一個步驟是擦光過程，要求除去由#220粒度拋光帶產生的細拋光劃痕樣式。將由一些磨片構成的易拆卸擦拭輪和切削力弱(cut-down)的化合物一起使用。切削力弱的化合物是一種塊狀的磨料。通常，該塊料由動物脂組成，它可以提供足夠的潤滑，使基底金屬底材材料移動而填滿底材表面的縫隙和孔穴。優(yōu)選易拆卸擦拭輪的運轉速度約為1750rpm，外徑約為12英寸。第二個步驟要求將元件表面擦亮到鏡面樣的光澤。優(yōu)選由一些磨片構成的易拆卸擦拭輪與著色化合物一起使用。優(yōu)選易拆卸擦拭輪的運轉速度約為1750rpm，外徑約為12英寸。
上述工序(c)的脫脂過程要求除去工序(b)的擦亮過程產生的遺留在元件上的任何殘渣。優(yōu)選采用例如三氯乙烯的溶劑在蒸汽脫脂器中將殘渣除去。
銅電鍍工序(d)是包括以下步驟的電鍍過程(i)使壓鑄鋅元件成為陰極的、(ii)將電解清洗劑與壓鑄鋅元件接觸、(iii)在按第一方向流動的冷水中漂洗該元件、(iv)在按與第一方向相反的第二方向流動的冷水中漂洗該元件、(v)將該元件浸漬在酸浴中、(vi)在按第一方向流動的冷水中漂洗該元件、(vii)在按與第一方向相反的第二方向流動的冷水中漂洗該元件、(viii)用銅氰化鉀觸擊電鍍該元件、(ix)用銅電鍍該元件、(x)處理該元件以除去任何殘余氰化物、(xi)在冷水中漂洗該元件、(xii)在熱水中漂洗該元件以及(xiii)用熱風干燥機干燥該元件。
工序(e)要求通過除去遺留在元件表面上的任何粗糙部分以及任何無粘著性銅膜，擦光電鍍了的淀積銅層，使銅鍍層表面擦亮到鏡面樣的光澤。優(yōu)選由一些磨片構成的易拆卸擦拭輪與著色化合物一起使用。優(yōu)選易拆卸擦拭輪的運轉速度約為750rpm，外徑約為10英寸。
工序(f)的脫脂過程要求除去由于工序(e)而殘留在銅鍍層表面上的任何著色化合物殘渣。為了使殘渣除去，優(yōu)選將該元件浸沒在例如三氯乙烯的溶劑中。
如果需要用黃銅電鍍元件，那么工序(g)將包括以下步驟(i)施加電解清洗劑、(ii)在冷水中漂洗元件、(iii)將元件浸漬在酸浴中、(iv)在冷水中漂洗元件、(v)將該元件觸擊電鍍銅以形成銅鍍層、(vi)除去殘余的氰化物、(vii)在冷水中漂洗元件、(viii)將元件浸漬在酸浴中、(ix)用冷水漂洗元件、(x)用鎳電鍍元件、(xi)在鎳鍍層上進行鎳“拖帶”法、(xii)用冷水漂洗元件、(xiii)將元件浸漬在酸浴中、(xiv)用冷水漂洗元件、(xv)用黃銅電鍍元件、(xvi)除去殘余的氰化物、(xvii)在冷水中漂洗元件、(xviii)將元件浸漬在酸中、(xix)在冷水中漂洗元件、(xx)將元件浸漬在鉻酸鹽浴中、(xxi)除去殘余的鉻、(xxii)在冷水中漂洗元件以及(xxiii)在熱水中漂洗元件。
如果需要用青銅電鍍元件，那么工序(g)將包括以下步驟(i)將元件與電解清洗劑接觸、(ii)用冷水漂洗元件、(iii)將元件浸漬在酸中、(iv)在冷水中漂洗元件、(v)用銅觸擊電鍍元件、(vi)用青銅電鍍元件、(vii)除去殘余的氰化物、(viii)在冷水中漂洗元件、(ix)將元件浸漬在鉻酸鹽浴中、(x)除去殘余的鉻、(xi)在冷水中漂洗元件、(xii)在熱水中漂洗元件以及(xiii)用熱風干燥器干燥元件。
雖然在上述工序(d)中所述的銅鍍層或基底層上優(yōu)選電鍍黃銅或青銅鍍層，工序(g)可以通過在銅鍍層或基底層上電鍍任一種銅合金實施。
上述工序(h)要求采用著色擦光化合物擦光和擦亮黃銅或青銅鍍層的表面。這類化合物在本領域中是眾所周知的，在此不作詳細說明。
工序(i)是脫脂過程，要求除去電鍍淀積了黃銅或青銅的表面上的任何著色擦光遺留的殘余物。該工序優(yōu)選通過在蒸汽脫脂器中使電鍍了的元件表面與溶劑例如三氯乙烯接觸實施。
工序(j)要求在青銅或黃銅鍍層上淀積基本上不透水的透明涂層。該涂層具有上述“毛面精整”過程的工序(j)中所述的特性。
將底材表面拋光直到其紋理與“毛面”和“光亮”精整過程中的特定劃痕樣式相當，對以下幾方面都是必要的(i)移動底材材料填滿底材表面的孔穴、縫隙或微孔，達到基本上可防止大氣氣體的夾帶(ii)顯著地增強下一道銅鍍層的附著力以及(iii)產生具有基本上均勻表面的銅鍍層，能顯著地增強銅鍍層與黃銅或青銅鍍層之間附著力。銅鍍層可起阻擋層的作用，可以阻擋夾帶在底材表面任何遺留的微孔中的大氣氣體。銅鍍層還可以起基底層的作用，能提供紋理基本上均勻的表面，從而可在其上淀積黃銅或青銅層。氰化物廢物處理過程基本上可除去夾帶在銅鍍層的任何微孔中的氰化物?；旧喜煌杆耐该魍繉涌梢苑乐勾髿庵械乃纸佑|黃銅或青銅鍍層。因此，本發(fā)明有效地達到了上述目的，從以上的詳細說明這些目的是顯而易見的。
雖然本發(fā)明已在認為最實用和優(yōu)選的實施方案中作了說明，然而應該認識到許多改變是可能的，且屬于本發(fā)明的范圍之內。例如，雖然優(yōu)選在電鍍了銅的鍍層上電鍍黃銅或青銅，然而也可以在銅鍍層上電鍍任一種銅合金。因此，所附權利要求書有權要求保護同等物的全部范圍。
因此，在詳細說明了本發(fā)明之后，提出以下
權利要求
權利要求書按照條約第19條的修改1.一種用于可抑制滲出和漏氣發(fā)生的壓鑄鋅件的精整方法，該方法包括以下工序(a)拋光壓鑄鋅的表面；(b)用銅電鍍壓鑄鋅；(c)拋光電鍍了銅的壓鑄鋅；(d)在所述銅層上電鍍一層金屬；和(e)在所述金屬層上淀積一層基本上不透水的涂層。
2.權利要求1的方法，其中工序(a)包括拋光壓鑄鋅的表面直到其表面紋理與至少為150的劃痕樣式相當的一些步驟。
3.權利要求2的方法，該方法還包括以下工序(a)在用銅電鍍壓鑄鋅的工序之前，將粒度至少為200的無脂化合物施加到該基底金屬底材上；和(b)此后，將該基底金屬底材擦光。
4.權利要求3的方法，該方法還包括以下工序(a)在用銅電鍍所述壓鑄鋅之后，將粒度至少為200的無脂化合物施加到該銅鍍層的表面上；和(b)此后，將該銅鍍層的表面擦光。
5.權利要求4的方法，該方法還包括以下工序(a)在所述銅層上電鍍所述金屬層后，將粒度至少為200的無脂化合物施加到該金屬層的表面上；和(b)將所述金屬層的表面擦光，以除去該金屬層表面上的斑漬。
6.權利要求2的方法，該方法還包括拋光壓鑄鋅的表面直到其表面紋理與至少為220的劃痕樣式相當的一些步驟。
7.權利要求6的方法，該方法還包括以下工序(a)將切削力弱的化合物施加到壓鑄鋅的表面上；和(b)此后，將該壓鑄鋅的表面擦光。
8.權利要求7的方法，該方法還包括將壓鑄鋅的表面脫脂的工序。
9.權利要求8的方法，該方法還包括(a)將著色擦光化合物施加到銅鍍層上；和(b)此后，將該銅鍍層擦光。
10.權利要求9的方法，該方法在擦光工序(b)之后還包括銅鍍層的脫脂步驟。
11.權利要求10的方法，該方法還包括以下工序(a)將著色擦光化合物施加到金屬層上；和(b)此后，將該金屬層擦光。
12.權利要求11的方法，該方法在擦光工序(b)之后還包括金屬層的脫脂步驟。
13.權利要求1的方法，其中該金屬層是選自黃銅和青銅的銅合金。
14.權利要求1的方法，其中該不透水的透明涂層是環(huán)氧樹脂。
15.根據權利要求5的方法制得的產品。
16.根據權利要求12的方法制得的產品。
17.一種制品，該制品包括一種壓鑄鋅；一種電鍍在所述壓鑄鋅上的銅基底層；一種電鍍在銅層上的選自黃銅和青銅的合金；和一種淀積在所述金屬層上的基本上不透水的涂層。
18.權利要求17的制品，其中所述銅基底層的厚度為從約0.0004英寸至0.0008英寸，所述合金層的厚度為從約0.00008英寸至0.0004英寸，所述不透水的透明涂層的厚度為從約0.002英寸至0.003英寸。
19.權利要求1的方法，其中基本上不透水的涂層是靜電淀積的。
20.權利要求19的方法，其中該不透水的涂層是環(huán)氧透明涂層。
21.權利要求1的方法，其中該底材采用氰化物銅電鍍浴電鍍銅。
22.權利要求21的方法，其中在所述銅層上電鍍一層金屬之前處理該銅鍍層以除去氰化物電鍍的殘渣。
23.根據權利要求20的方法制得的產品。
24.根據權利要求21的方法制得的產品。
25.根據權利要求22的方法制得的產品。
權利要求
1.一種用于基底金屬底材的精整方法，該方法包括以下工序(a)拋光基底金屬底材的表面；(b)用銅電鍍該金屬底材；(c)在所述銅層上電鍍一層金屬；(d)在所述金屬層上淀積一層基本上不透水的涂層。
2.權利要求1的方法，其中工序(a)包括拋光該基底金屬底材的表面直到其表面紋理與至少為150的劃痕樣式相當的一些步驟。
3.權利要求2的方法，該方法還包括以下工序(a)在用銅電鍍基底金屬底材的工序之前，將粒度至少為200的無脂化合物施加到該基底金屬底材上；和(b)此后，將該基底金屬底材擦光。
4.權利要求3的方法，該方法還包括以下工序(a)在所述銅層上電鍍所述金屬層后，將粒度至少為200的無脂化合物施加到該銅鍍層的表面上；和(b)此后，將該銅鍍層的表面擦光。
5.權利要求4的方法，該方法還包括以下工序(a)在所述銅層上電鍍所述金屬層后，將粒度至少為200的無脂化合物施加到該金屬層的表面上；和(b)將所述金屬層的表面擦光，以除去該金屬層表面上的斑漬。
6.權利要求2的方法，該方法還包括拋光基底金屬底材的表面直到其表面紋理與至少為220的劃痕樣式相當的一些步驟。
7.權利要求6的方法，該方法還包括以下工序(a)將切削力弱的化合物施加到基底金屬底材的表面上；和(b)此后，將該基底金屬底材的表面擦光。
8.權利要求7的方法，該方法還包括將基底金屬底材的表面脫脂的工序。
9.權利要求8的方法，該方法還包括(a)將著色化合物施加到銅鍍層上；和(b)此后，將該銅鍍層擦光。
10.權利要求9的方法，該方法在擦光工序(b)之后還包括銅鍍層的脫脂步驟。
11.權利要求10的方法，該方法還包括以下工序(a)將著色化合物施加到金屬層上；和(b)此后，將該金屬層擦光。
12.權利要求11的方法，該方法在擦光工序(b)之后還包括金屬層的脫脂步驟。
13.權利要求1的方法，其中該金屬層是選自黃銅和青銅的銅合金。
14.權利要求1的方法，其中該不透水的透明涂層是環(huán)氧樹脂。
15.根據權利要求5的方法制得的產品。
16.根據權利要求12的方法制得的產品。
17.一種制品，該制品包括一種基底金屬底材；一種電鍍在所述底材上的銅基底層；一種電鍍在銅層上的選自黃銅和青銅的合金；和一種淀積在所述金屬層上的基本上不透水的涂層。
18.權利要求17的制品，其中所述銅基底層的厚度為從約0.0004英寸至0.0008英寸，所述合金層的厚度為從約0.00008英寸至0.0004英寸，所述不透水的透明涂層的厚度為從約0.002英寸至0.003英寸。
全文摘要
一種用于基底金屬底材的精整方法，該方法包括以下工序拋光該基底金屬底材的表面；用銅電鍍該金屬底材；在該銅鍍層上電鍍一層金屬以及在該金屬層上淀積一層基本上不透水的涂層。
文檔編號B05D7/00GK1158103SQ95194278
公開日1997年8月27日 申請日期1995年5月25日 優(yōu)先權日1994年7月26日
發(fā)明者R·普德慕 申請人:薩金特制造公司