CN104845522A - 一种汽车刹车盘的防腐处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车刹车盘防腐处理工艺，具体涉及到一种在汽车刹车盘上涂覆纳米石墨烯的防腐处理方法。本发明要解决的技术问题是服现有表面处理技术中存在的刹车盘易锈蚀、磨损大等问题。本发明技术方案为一种汽车刹车盘的石墨烯防腐制造方法，包括如下步骤：步骤1)刹车盘预处理：将刹车盘进行脱脂、浸蚀、超声波清洗、磷化；步骤2)喷涂石墨烯涂料。本发明方法所得到的刹车盘的最终外表面具有一层防锈抗腐蚀效果显著的纳米石墨烯涂层，大大增强了刹车盘的防锈和抗磨等性能，延长了刹车盘的使用寿命，有效降低了刹车盘的使用风险性。
Description
技术领域
本发明属刹车盘防腐处理工艺，具体涉及到一种在汽车刹车盘上涂覆纳米石墨烯的防腐处理方法。
背景技术
刹车盘是汽车制动系统中的关键零件，同轮毂装配在一起，通过与制动衬片进行干摩擦，产生巨大的摩擦力，降低车轮转速从而减速制动。在高速行驶时，汽车从时速100km/h开始刹车，到完全停下来仅需要十几秒甚至更短，刹车盘承受着巨大的的磨损，以及磨损中产生的热能(温度高达300℃)。刹车盘的材质多由高碳量的灰铸铁构成，存在很多铸造砂眼、孔隙等缺陷，表面粗糙，防腐难度大。制动盘工作环境恶劣，直接和泥水接触，行驶中有碎石冲击，制动时需耐局部高温，经常出现大面积锈蚀。
纳米石墨烯涂料是一种国产新型环保水性无铬锌铝涂料，在无铬锌铝涂料体系中加入纳米级的片状石墨烯，将体系中的锌铝片完全包覆，起到有效的屏蔽作用而限制腐蚀介质的侵入，并且有序分散的石墨烯微片松弛了涂层在固化成型或使用过程中温差变化时所产生的残余应力，避免残余应力的破坏腐蚀失效，从而进一步提高耐腐蚀性能，并同时提高涂层的耐磨性，显著减小摩擦系数。
发明内容
为克服现有表面处理技术中存在的刹车盘易锈蚀、磨损大等问题，本发明提供了一种在汽车刹车盘上涂覆纳米石墨烯的防腐制造方法。
本发明采取的技术方案包括如下步骤：
步骤1)刹车盘预处理：将刹车盘进行脱脂、浸蚀、超声波清洗、磷化；
步骤2)喷涂石墨烯涂料：调配石墨烯涂料，然后均匀喷涂在预处理后的刹车盘上，180℃预烘5min～30min，340℃～420℃烧结固化0.5h，冷却至室温，并将石墨烯涂层总厚度控制在5μm～25μm。
具体的，步骤1)所述的脱脂为：采用有机溶剂或市售乳液脱脂剂浸泡刹车盘以去除表面油污，时间为15min～30min，然后超声波处理10min～15min。
优选的，所述的有机溶剂为乙醇、丙酮或三氯乙烯。
具体的，步骤1)所述的浸蚀为：采用100～150g/L盐酸、120～200g/L硫酸或市售酸洗剂去除刹车盘表面氧化皮。
具体的，步骤1)所述的清洗为：用纯水通过超声波处理去除刹车盘表面挂灰，时间为5min～10min。
具体的，步骤1)所述的磷化为：将刹车盘浸入磷化剂中，30℃～50℃处理15min～30min，使其表面生成一层磷化膜。
具体的，步骤2)所述的调配石墨烯涂料操作如下：石墨烯涂料分为A﹑B组分，A组分包括石墨烯0.001％～20％、锌粉15％～30％、铝粉2％～10％、溶剂15％～45％、助剂0.1％～5％与填料0.1％～5％，B组分包括硅树脂2％～20％、水与溶剂35％～85％、助剂0.1％～5％；使用前将A组分搅匀至无沉淀，将A、B组分按质量比1:1比例混合，中低速搅拌5h～12h；后用80目不锈钢筛网或纱布过滤；混合后的石墨烯涂料的成分和重量百分比为：石墨烯0.0005％～10％、锌粉7.5％～15％、铝粉1％～5％、硅树脂1％～10％、水与溶剂25％～65％、助剂0.1％～5％与填料0.05％～2.5％。
优选的，步骤2)中石墨烯涂层总厚度控制在10μm～15μm。
优选的，步骤2)中180℃预烘30min。
优选的，步骤2)中360℃烧结固化0.5h。
本发明的有益效果：本发明的核心包括汽车刹车盘前处理方法和石墨烯涂料涂装方法。所得到的刹车盘的最终外表面具有一层防锈抗腐蚀效果显著的纳米石墨烯涂层。该涂层极薄，具有抗腐蚀性(耐中性盐雾试验NSS≥240h)、无氢脆、高渗透性、耐热性强、耐候性优异和化学稳定性强等，大大增强了刹车盘的防锈和抗磨等性能，延长了刹车盘的使用寿命，有效降低了刹车盘的使用风险性。
附图说明
图1是本专利技术实施例中的结构示意简图。在小圆立面1、上制动面2和大圆立面3以及反面都覆盖有一层前处理膜和一层纳米石墨烯防锈涂层。
具体实施方式
实施例中涉及到的纳米石墨烯涂料购于宁波墨西科技有限公司，型号：GC-04。以下结合具体实施例，对本专利作进一步的解释：
实施例1
A.首先将汽车刹车盘进行清洗及磷化处理。具体包括：将刹车盘浸在丙酮溶剂中，持续20min，去除表面油污。然后把刹车盘浸入盛有丙酮的超声波池中，超声处理10min，去除内部油污。接着把刹车盘浸入稀硫酸池中，涮洗5min。再把工件在纯水池中通过超声处理浸洗5min。再把工件浸入温度保持在40℃±2℃的市售磷化液中，涮洗20min。200℃吹干工件。
B.接着使用石墨烯涂料喷涂前处理合格的刹车盘。步骤如下：将石墨烯涂料的A﹑B组分按1:1(质量比)比例混合，中速搅拌5h。用80目纱布过滤，经检测合格后，使用自动喷涂线把石墨烯涂料均匀地喷涂在前处理合格的刹车盘上，流平5min。
C.烘烤固化并测试刹车盘。内容：把喷涂及流平后的刹车盘放入网带炉自动烘烤线。采用如下工艺烧结成型：预烘：180℃×0.5h；高温烧结固化：360℃×0.5h；空冷。
D.将降到室温的刹车盘使用同样工艺，继续用石墨烯涂料进行第2次喷涂并进行烧结固化处理。
E.待刹车盘降到室温后，测试纳米石墨烯防锈涂层厚度为14μm，使用HW-90盐雾箱按照QC/T 484标准做耐标准中性盐雾测试，测试时间达280h。
实施例2
A.首先将汽车刹车盘进行清洗及磷化处理。具体包括：将刹车盘浸在三氯乙烯溶剂中，持续20min.，去除表面油污。然后把刹车盘浸入盛有三氯乙烯的超声波池中，超声处理10min，去除内部油污。接着把刹车盘浸入市售酸洗池中，涮洗5min。再把工件在纯水池中通过超声处理浸洗5min。再把工件浸入温度保持在40℃±2℃的市售磷化液中，涮洗20min。200℃吹干工件。
B.接着使用石墨烯涂料喷涂前处理合格的刹车盘。步骤如下：将石墨烯涂料的A﹑B组分按1:1(质量比)比例混合，慢速搅拌12h。用80目不锈钢筛网过滤，经检测合格后，使用自动喷涂线把石墨烯涂料均匀地喷涂在前处理合格的刹车盘上，流平5min。
C.烘烤固化并测试刹车盘。内容：把喷涂及流平后的刹车盘放入网带炉自动烘烤线。采用如下工艺烧结成型：预烘：180℃×0.5h；高温烧结固化：360℃×0.5h；空冷。
D.将降到室温的刹车盘使用同样工艺，继续用石墨烯涂料进行第2次喷涂并进行烧结固化处理。
E.待刹车盘降到室温后，测试纳米石墨烯防锈涂层厚度为16μm，使用HW-90盐雾箱按照QC/T 484标准做耐标准中性盐雾测试，测试时间达400h。
以上所述的实施例只是本专利的一种较佳方案，并非对本专利作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种汽车刹车盘的防腐处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1)刹车盘预处理：将刹车盘进行脱脂、浸蚀、超声波清洗、磷化；
步骤2)喷涂石墨烯涂料：调配石墨烯涂料，然后均匀喷涂在预处理后的刹车盘上，180℃预烘5min～30min，340℃～420℃烧结固化0.5h，冷却至室温，并将石墨烯涂层总厚度控制在5μm～25μm。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述的脱脂为：采用有机溶剂或市售乳液脱脂剂浸泡以去除刹车盘表面油污，时间为15min～30min，然后超声波处理10min～15min。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙醇、丙酮或三氯乙烯。
4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤1)所述的浸蚀为：采用100～150g/L盐酸、120～200g/L硫酸或市售酸洗剂去除刹车盘表面氧化皮。
5.如权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤1)所述的超声波清洗为：用纯水通过超声波处理去除刹车盘表面挂灰，时间为5min～10min。
6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，步骤1)所述的磷化为：将刹车盘浸入磷化剂中，30℃～50℃处理15min～30min，使其表面生成一层磷化膜。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述的调配石墨烯涂料操作如下：石墨烯涂料分为A﹑B组分，A组分包括石墨烯0.001％～20％、锌粉15％～30％、铝粉2％～10％、溶剂15％～45％、助剂0.1％～5％与填料0.1％～5％，B组分包括硅树脂2％～20％、水与溶剂35％～85％、助剂0.1％～5％；使用前将A组分搅匀至无沉淀，将A、B组分按质量比1:1比例混合，中低速搅拌5h～12h；后用80目不锈钢筛网或纱布过滤；混合后的石墨烯涂料的成分和重量百分比为：石墨烯0.0005％～10％、锌粉7.5％～15％、铝粉1％～5％、硅树脂1％～10％、水与溶剂25％～65％、助剂0.1％～5％与填料0.05％～2.5％。
8.如权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中石墨烯涂层总厚度控制在10μm～15μm。
9.如权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中180℃预烘30min。
10.如权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中360℃烧结固化0.5h。
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