CN112404889B - 一种锌包铜工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锌包铜工艺,涉及锌包铜技术领域,包括如下步骤:S1,铜壳胀形;对待处理的铜管进行胀形,以生成具有预定壁厚的铜壳;S2,锌压铸;将所述铜壳置于压铸模具内,以所述铜壳为模芯,向所述压铸模具内注入锌液,经压铸后形成压铸后的产品;本发明压铸时先低压慢速充填,减少锌液对铜壳的冲击和挤压,解决铜壳局部变形、起泡问题;接着高压高速填充,使锌液充满型腔并进行保压,压铸出合格的产品;本发明抛光时采用手动与电动双重抛光方式,能够使得对产品的抛光效果更好,在电镀后对产品在进行钝化与脱水,使得产品具有更好的耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及锌包铜技术领域,具体是一种锌包铜工艺。
背景技术
锌包铜简单来讲就是铜材质的外部铸锌,不但可以降低成本,而且过水接触材质为铜,抑菌环保,且内层具有薄铜管的锌包铜水龙头,较全部为锌材质的水龙头强度更好。
但是铜壳太薄或者压铸工艺不合适时,容易导致铜壳局部易变形、鼓泡,且两种材质的熔点相差较大,易造成铜壳与锌合金之间脱层。铜壳太厚,材料成本高,锌包铜工艺没有优势,且包外形模具尺寸是稳定的,但铜壳尺寸会有小波动,锌包铜产品对两者之间配合要求较高,配合尺寸太小或者太大,都会导致压铸时飞边严重。因此,本领域技术人员提供了一种锌包铜工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锌包铜工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种锌包铜工艺,包括如下步骤:
S1,铜壳胀形;对待处理的铜管进行胀形,以生成具有预定壁厚的铜壳;
S2,锌压铸;将所述铜壳置于压铸模具内,以所述铜壳为模芯,向所述压铸模具内注入锌液,经压铸后形成压铸后的产品;其中,在锌液注入时,先采用低压慢速充填预定时间后,转为高压高速填充;低压慢速填充时的压射压力范围为80-120bar,压射流量的打开范围为15-20%,锤头速度为0.1m-0.3m/s;高压高速填充时的压射压力范围为130-160bar,压射流量的打开范围为75-90%,锤头速度为2.5m-4m/s;
S3,机加;将压铸后的产品通过夹具进行固定,并采用切割机对固定后的产品的表面进行加工与切割,以去除压铸产品表面多余的材料;
S4、抛光;对机加后的产品的切割位置以及压铸产品的表面进行抛光;
S5、电镀;将抛光后的产品放入到电镀池中进行电镀;其中,电镀池中包含有预镀金属的盐类溶液,以被镀的产品为阴极,使得电镀池中的预镀金属通过电解作用在产品的表面沉积,从而完成产品的电镀。
作为本发明再进一步的方案:S1,铜壳胀形的步骤具体包括:
S11,将待处理的铜管放置到胀形模具中的凹模上进行固定,同时将高压液体注入铜管内,从而在高压液体作用下对铜管进行膨胀,塑性,至与所述胀形模具的内腔完全吻合,得到铜壳;
S12,令所述铜壳在凹模的外部四周移动,从而实现铜壳的内腔向外扩张,完成其胀形;
其中,胀形模具加工时,通过电火花加工,在胀形模具的型腔内加工出多个厚度为0.3mm的椭圆形凹台,如此使得胀形完成后的铜壳表面形成对应的0.3mm厚的凸台,进而通过该凸台加强铜壳与锌合金之间的结合力,以避免锌压铸过程中铜壳与锌合金的脱层;其中,防止脱层的具体步骤如下:
利用氢氧化钠溶液作为电解液倒入至电解池中;
将铜管作为阳极,将锌合金作为阴极,将铜管与锌合金放置到电解池进行电解,使得发生电沉积反应;
电沉积后将铜管与锌合金从电解池中取出,并进行清洗、干燥,从而能够防止发生脱层现象。
作为本发明再进一步的方案:所述预定壁厚为1.2mm。
作为本发明再进一步的方案:S2,锌压铸的步骤具体包括:
S21,先采用100bar的慢压射压力,打开18%的压射流量向压铸模具内射入锌液,锤头速度约为0.15m/s,以减少锌液对铜壳的冲击和挤压,避免铜壳局部出现变形、起泡;
S22,经4s后将压射系统切换为快压射,采用140bar的快压射压力,打开85%的压射流量,锤头速度迅速加速到3m/s,使得锌液在0.05s的极短时间内快速充满压铸模具的型腔;
S23,进行保压、开模、取件,获得压铸后的产品。
作为本发明再进一步的方案:还包括:通过模流分析在所述型腔内设计旋转流道,使锌液利用离心力绕着铜壳表面进行旋转环绕式填充,避免了锌液直接正面冲击铜壳而导致其变形。
作为本发明再进一步的方案:还包括:
在压铸前,抽除所述压铸模具的型腔中的气体,减少和消除产品的内部气孔;
通过压铸工艺参数研究、压射曲线分析、真空度调整、模流分析形成压铸过程中的实时参数控制方案,并采用实时控制系统执行所述实时参数控制方案来改善和解决压铸模具气蚀现象和产品中出现气孔、起泡的问题。
作为本发明再进一步的方案:S4、抛光的步骤具体包括:
S41,选用240-500目的砂纸以逆时针方向环形打磨抛光,对产品进行一次的粗抛光;
S42,通过在电动抛光机上安装的特制模具同样以逆时针方向打磨抛光,对产品进行二次精抛光,在一次抛光与二次抛光过程中所添加的抛光液为W5—W0.5的氧化铬微粉和乳化液混合而成;
S43,对抛光后的产品进行清洗;其中,清洗时采用超声波方式进行清洗,同时超声波清洗完成后再进行二次以上的漂洗烘干。
作为本发明再进一步的方案:在电镀的过程中,其电动搅拌方式采用正反旋转电机进行旋转,且旋转电机平行设置有两根搅拌杆,产品通过夹具放置在两根搅拌杆的中间位置处。
作为本发明再进一步的方案:在步骤S5之后,还包括:
S6、钝化:在钝化池中加入钝化剂,在将电镀完成后的产品通过夹具或挂具放置到钝化池中钝化,在钝化过程中可手动来回摆动夹具或挂具,使得产品可与钝化剂充分的接触,提高产品的耐腐蚀性;
S7、脱水:将钝化后的产品放入到脱水箱中脱水,脱水箱内设置有可对产品吹风的风机,并同时开启脱水箱中的加热管,从而可对钝化后的产品进行风干与烘干,提高工作效率。
作为本发明再进一步的方案:还包括:对钝化后的产品进行漂洗,漂洗时采用自来水或纯水,并且钝化池的内部在倒入钝化液前需清洗干净,在脱水过程中加热管的烘干温度为80到100℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明锌重铸产品可采用压铸成型,提高产能,产品内腔可直接过水,全铜产品外形材料由锌合金代替外层的铜合金,降低材料成本;
2、本发明铜壳采用1.2mm壁厚,低于1.2mm有变形风险,高于1.2mm成本较高;铜壳采用高精密胀形工艺成型,保证铜壳尺寸稳定性,解决铜壳和包外形模具之间配合问题;
3、本发明压铸时先低压慢速充填,减少锌液对铜壳的冲击和挤压,解决铜壳局部变形、起泡问题;接着高压高速填充,使锌液充满型腔并进行保压,压铸出合格的产品;
4、本发明抛光时采用手动与电动双重抛光方式,能够使得对产品的抛光效果更好,同时在电镀前利用超声波清洗,使得将抛光后的产品表面的抛光液与杂质进行去除,避免影响电镀的效果;在电镀后对产品在进行钝化与脱水,使得产品具有更好的耐腐蚀性能。
附图说明
图1为一种锌包铜工艺的结构示意图;
图2为一种锌包铜工艺的流程图。
图中:1、内腔铜壳;2、外形锌合金。
具体实施方式
请参阅图1~2,本发明实施例中,一种锌包铜工艺,包括如下步骤:
S1,铜壳胀形;对待处理的铜管进行胀形,以生成具有预定壁厚的铜壳;
S2,锌压铸;将所述铜壳置于压铸模具内,以所述铜壳为模芯,向所述压铸模具内注入锌液,经压铸后形成压铸后的产品;其中,在锌液注入时,先采用低压慢速充填预定时间后,转为高压高速填充;
其中,低压慢速填充时的压射压力范围为80-120bar,压射流量的打开范围为15-20%,锤头速度为0.1m-0.3m/s;高压高速填充时的压射压力范围为130-160bar,压射流量的打开范围为75-90%,锤头速度为2.5m-4m/s;
S3,机加;将压铸后的产品通过夹具进行固定,并采用切割机对固定后的产品的表面进行加工与切割,以去除压铸产品表面多余的材料;
S4、抛光;对机加后的产品的切割位置以及压铸产品的表面进行抛光;
S5、电镀;将抛光后的产品放入到电镀池中进行电镀;其中,电镀池中包含有预镀金属的盐类溶液,以被镀的产品为阴极,使得电镀池中的预镀金属通过电解作用在产品的表面沉积,从而完成产品的电镀。
优选的:S1,铜壳胀形的步骤具体包括:
S11,将待处理的铜管放置到胀形模具中的凹模上进行固定,同时将高压液体注入铜管内,从而在高压液体作用下对铜管进行膨胀,塑性,至与所述胀形模具的内腔完全吻合,得到铜壳;
S12,令所述铜壳在凹模的外部四周移动,从而实现铜壳的内腔向外扩张,完成其胀形;
其中,胀形模具加工时,通过电火花加工,在胀形模具的型腔内加工出多个厚度为0.3mm的椭圆形凹台,如此使得胀形完成后的铜壳表面形成对应的0.3mm厚的凸台,进而通过该凸台加强铜壳与锌合金之间的结合力,以避免锌压铸过程中铜壳与锌合金的脱层;其中,防止脱层的具体步骤如下:
利用氢氧化钠溶液作为电解液倒入至电解池中;
将铜管作为阳极,将锌合金作为阴极,将铜管与锌合金放置到电解池进行电解,使得发生电沉积反应;
电沉积后将铜管与锌合金从电解池中取出,并进行清洗、干燥,从而能够防止发生脱层现象。
优选的:所述预定壁厚为1.2mm。
其中,如果铜壳太薄,则压铸时铜壳容易产生局部变形、鼓泡,造成铜壳与锌合金之间脱层。而铜壳太厚,材料成本高。因此在综合考虑这两方面因素后,将所述铜壳的壁厚设置为1.2mm。当然,需要说明的是,在本发明的其他实施例中,可根据需要调节所述铜壳的壁厚,这些方案均在本发明的保护范围之内。
优选的:S2,锌压铸的步骤具体包括:
S21,先采用100bar的慢压射压力,打开18%的压射流量向压铸模具内射入锌液,锤头速度约为0.15m/s。
其中,先采用慢压射压力注入锌液,可以减少注入的锌液对铜壳的冲击和挤压,避免铜壳局部出现变形、起泡。
S22,经4s后将压射系统切换为快压射,采用140bar的快压射压力,打开85%的压射流量,锤头速度迅速加速到3m/s,使得锌液在0.05s的极短时间内快速充满压铸模具的型腔;
S23,进行保压、开模、取件,获得压铸后的产品。
优选的:还包括:通过模流分析在所述型腔内设计旋转流道,使锌液利用离心力绕着铜壳表面进行旋转环绕式填充。
其中,在压铸时,通过在所述型腔内设计旋转流道,可避免锌液直接正面冲击铜壳而导致其变形。
优选的:还包括:
在压铸前,抽除所述压铸模具的型腔中的气体,减少和消除产品的内部气孔;
通过压铸工艺参数研究、压射曲线分析、真空度调整、模流分析形成压铸过程中的实时参数控制方案,并采用实时控制系统执行所述实时参数控制方案来改善和解决压铸模具气蚀现象和产品中出现气孔、起泡的问题。
优选的:S4、抛光的步骤具体包括:
S41,选用240-500目的砂纸以逆时针方向环形打磨抛光,对产品进行一次的粗抛光;
S42,通过在电动抛光机上安装的特制模具同样以逆时针方向打磨抛光,对产品进行二次精抛光,在一次抛光与二次抛光过程中所添加的抛光液为W5—W0.5的氧化铬微粉和乳化液混合而成;
S43,对抛光后的产品进行清洗;其中,清洗时采用超声波方式进行清洗,同时超声波清洗完成后再进行二次以上的漂洗烘干。
优选的:在电镀的过程中,其电动搅拌方式采用正反旋转电机进行旋转,且旋转电机平行设置有两根搅拌杆,产品通过夹具放置在两根搅拌杆的中间位置处。
优选的:在步骤S5之后,还包括:
S6、钝化:在钝化池中加入钝化剂,在将电镀完成后的产品通过夹具或挂具放置到钝化池中钝化,在钝化过程中可手动来回摆动夹具或挂具,使得产品可与钝化剂充分的接触,提高产品的耐腐蚀性;
S7、脱水:将钝化后的产品放入到脱水箱中脱水,脱水箱内设置有可对产品吹风的风机,并同时开启脱水箱中的加热管,从而可对钝化后的产品进行风干与烘干,提高工作效率。
优选的:还包括:对钝化后的产品进行漂洗,漂洗时采用自来水或纯水,并且钝化池的内部在倒入钝化液前需清洗干净,在脱水过程中加热管的烘干温度为80到100℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明锌重铸产品可采用压铸成型,提高产能,产品内腔可直接过水,全铜产品外形材料由锌合金代替外层的铜合金,降低材料成本;
2、本发明铜壳采用1.2mm壁厚,低于1.2mm有变形风险,高于1.2mm成本较高;铜壳采用高精密胀形工艺成型,保证铜壳尺寸稳定性,解决铜壳和包外形模具之间配合问题;
3、本发明压铸时先低压慢速充填,减少锌液对铜壳的冲击和挤压,解决铜壳局部变形、起泡问题;接着高压高速填充,使锌液充满型腔并进行保压,压铸出合格的产品;
4、本发明抛光时采用手动与电动双重抛光方式,能够使得对产品的抛光效果更好,同时在电镀前利用超声波清洗,使得将抛光后的产品表面的抛光液与杂质进行去除,避免影响电镀的效果;在电镀后对产品在进行钝化与脱水,使得产品具有更好的耐腐蚀性能。
以上所述的,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种锌包铜工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1,铜壳胀形;对待处理的铜管进行胀形,以生成具有预定壁厚的铜壳;
S2,锌压铸;将所述铜壳置于压铸模具内,以所述铜壳为模芯,向所述压铸模具内注入锌液,经压铸后形成压铸后的产品;其中,在锌液注入时,先采用低压慢速充填预定时间后,转为高压高速填充;低压慢速填充时的压射压力范围为80-120bar,压射流量的打开范围为15-20%,锤头速度为0.1m-0.3m/s;高压高速填充时的压射压力范围为130-160bar,压射流量的打开范围为75-90%,锤头速度为2.5m-4m/s;
S3,机加;将压铸后的产品通过夹具进行固定,并采用切割机对固定后的产品的表面进行加工与切割,以去除压铸产品表面多余的材料;
S4、抛光;对机加后的产品的切割位置以及压铸产品的表面进行抛光;
S5、电镀;将抛光后的产品放入到电镀池中进行电镀;其中,电镀池中包含有预镀金属的盐类溶液,以被镀的产品为阴极,使得电镀池中的预镀金属通过电解作用在产品的表面沉积,从而完成产品的电镀;
S1,铜壳胀形的步骤具体包括:
S11,将待处理的铜管放置到胀形模具中的凹模上进行固定,同时将高压液体注入铜管内,从而在高压液体作用下对铜管进行膨胀,塑性,至与所述胀形模具的内腔完全吻合,得到铜壳;
S12,令所述铜壳在凹模的外部四周移动,从而实现铜壳的内腔向外扩张,完成其胀形;
其中,胀形模具加工时,通过电火花加工,在胀形模具的型腔内加工出多个厚度为0.3mm的椭圆形凹台,如此使得胀形完成后的铜壳表面形成对应的0.3mm厚的凸台,进而通过该凸台加强铜壳与锌合金之间的结合力,以避免锌压铸过程中铜壳与锌合金的脱层;其中,防止脱层的具体步骤如下:
利用氢氧化钠溶液作为电解液倒入至电解池中;
将铜管作为阳极,将锌合金作为阴极,将铜管与锌合金放置到电解池进行电解,使得发生电沉积反应;
电沉积后将铜管与锌合金从电解池中取出,并进行清洗、干燥,从而能够防止发生脱层现象;所述预定壁厚为1.2mm。
2.根据权利要求1所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,S2,锌压铸的步骤具体包括:
S21,先采用100bar的慢压射压力,打开18%的压射流量向压铸模具内射入锌液,锤头速度约为0.15m/s,以减少锌液对铜壳的冲击和挤压,避免铜壳局部出现变形、起泡;
S22,经4s后将压射系统切换为快压射,采用140bar的快压射压力,打开85%的压射流量,锤头速度迅速加速到3m/s,使得锌液在0.05s的极短时间内快速充满压铸模具的型腔;
S23,进行保压、开模、取件,获得压铸后的产品。
3.根据权利要求2所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,还包括:通过模流分析在所述型腔内设计旋转流道,使锌液利用离心力绕着铜壳表面进行旋转环绕式填充,避免了锌液直接正面冲击铜壳而导致其变形。
4.根据权利要求2所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,还包括:
在压铸前,抽除所述压铸模具的型腔中的气体,减少和消除产品的内部气孔;
通过压铸工艺参数研究、压射曲线分析、真空度调整、模流分析形成压铸过程中的实时参数控制方案,并采用实时控制系统执行所述实时参数控制方案来改善和解决压铸模具气蚀现象和产品中出现气孔、起泡的问题。
5.根据权利要求1所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,S4、抛光的步骤具体包括:
S41,选用240-500目的砂纸以逆时针方向环形打磨抛光,对产品进行一次的粗抛光;
S42,通过在电动抛光机上安装的特制模具同样以逆时针方向打磨抛光,对产品进行二次精抛光,在一次抛光与二次抛光过程中所添加的抛光液为W5—W0.5的氧化铬微粉和乳化液混合而成;
S43,对抛光后的产品进行清洗;其中,清洗时采用超声波方式进行清洗,同时超声波清洗完成后再进行二次以上的漂洗烘干。
6.根据权利要求1所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,在电镀的过程中,其电动搅拌方式采用正反旋转电机进行旋转,且旋转电机平行设置有两根搅拌杆,产品通过夹具放置在两根搅拌杆的中间位置处。
7.根据权利要求1所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,在步骤S5之后,还包括:
S6、钝化:在钝化池中加入钝化剂,在将电镀完成后的产品通过夹具或挂具放置到钝化池中钝化,在钝化过程中可手动来回摆动夹具或挂具,使得产品可与钝化剂充分的接触,提高产品的耐腐蚀性;
S7、脱水:将钝化后的产品放入到脱水箱中脱水,脱水箱内设置有可对产品吹风的风机,并同时开启脱水箱中的加热管,从而可对钝化后的产品进行风干与烘干,提高工作效率。
8.根据权利要求7所述的一种锌包铜工艺,其特征在于,还包括:对钝化后的产品进行漂洗,漂洗时采用自来水或纯水,并且钝化池的内部在倒入钝化液前需清洗干净,在脱水过程中加热管的烘干温度为80到100℃。
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