專利名稱：銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于造幣防腐蝕保護的技術領域，具體地說是涉及一種幣或章表面保護工藝，以延緩、防止銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章氧化、變色。
背景技術：
銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章在收藏和存放過程中，常常發現銅幣、章嚴重變色，鋁、鋼芯鍍鎳幣、章有不同程度的氧化，從而影響銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章的觀賞效果及質量。目前國內無在銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面實施保護的工藝，國外有采用噴涂蠟克及通過UV激光燒灼鈦金屬涂層的報道，但由于環境污染、設備投入、工藝穩定性、外觀效果等諸方面原因未被國內采用。
發明內容
本發明的目的在于提供銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，以實現對批量銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章的表面保護，實施保護工藝后，銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章可保持原有外觀，但耐腐蝕性能有顯著提高，保證了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面質量。
本發明的技術方案是這樣實現的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于所述的幣、章表面保護工藝為，將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→陰極電泳→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。
銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于所述的幣、章表面保護工藝為，將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→電解除油→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→表面活化→第三次霧化噴洗→第二次逆流漂洗→電解鈍化→第四次霧化噴洗→第三次逆流漂洗→第四次逆流漂洗→陰極電泳→第五次霧化噴洗→第五次逆流漂洗→第六次逆流漂洗→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。
本發明通過清洗形成清潔金屬表面，借助陰極電泳及光固化使氨基丙烯酸樹脂的漆膜均勻的分散在金屬基體表面，從而防止外界腐蝕介質接觸膜下的金屬表面，避免了金屬的氧化腐蝕。從電化學的角度考慮，屏蔽性良好，滲透性差的漆膜，使腐蝕電池難以形成，電極反應難以進行，起到了保護作用。
該工藝實施后銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面耐腐蝕性能顯著提高，通過加速腐蝕實驗，其結果如下銅幣、章在硫化氫氣體中(GB5943-86)中抗腐蝕性能提高如下黃銅、白銅、純銅幣、章分別提高8倍、16倍、22.5倍；銅幣、章在酸性鹽霧試驗(GB10125-97)中抗腐蝕性能提高6倍以上；銅幣、章在人工汗水浸泡試驗(GB10124-88)中抗腐蝕性能提高如下黃銅、白銅、純銅幣、章分別提高4.8、3、4；鋼芯鍍鎳幣、章在酸性鹽霧試驗(GB10125-97)中抗腐蝕性能提高1.6倍；鋼芯鍍鎳幣、章在人工汗水浸泡試驗(GB10124-88)中抗腐蝕性能提高1.4倍；鋼芯鍍鎳幣、章在二氧化硫試驗(GB5942-86)中抗腐蝕性能提高6.7倍；鋁合金幣、章在鹽霧試驗(GB10125-97)中抗腐蝕性能提高3倍；鋁合金幣、章在二氧化硫試驗(GB5942-86)中抗腐蝕性能提高1.4倍。
通過實施本發明，可實現對批量銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面的保護，有效地解決了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章氧化、變色問題，大大提高了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面耐腐蝕性能，并保持銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章原有外觀，提高了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面質量。
具體實施例方式下面對本發明作進一步的描述本發明為銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于所述的幣、章表面保護工藝為，將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→陰極電泳→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。該方法特別適合鋁、鋼芯鍍鎳幣、章，即對鋁、鋼芯鍍鎳幣章無需電解除油、表面活化及電解鈍化，可在超聲波清洗后直接進入電泳槽電泳，具體實施如下，將幣或章裝掛具進入超聲波清洗槽，控制超聲波槽液的溫度為50±5℃，通過超聲波除去表面細小花紋內可能存在的油污及表面指紋，清洗時間為80S-100S，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為20S-40S，再用室溫的電導率小于2us/cm純水進行漂洗，漂洗時間60S-80S，洗凈表面后進入陰極電泳槽，槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量10±1.0％，PH3.6-4.2，酸度16-22，電導率為250-400us/cm，槽液溫度25±2℃，電泳時間為55S-65S，電泳電壓根據產品表面積進行調節，在表面積為1.63-63.30dm2的范圍內，鋁幣、章的電泳電壓為30-32伏，鋼芯鍍鎳幣、章的電泳電壓為30-34伏，控制電泳漆膜的厚度在3-4μm，電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水，清洗時間為30S-40S，再在室溫下用電導率小于2us/cm的純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為30S-40S，以洗凈幣、章表面可能殘留的樹脂，再進入熱風烘箱進行預烘，預烘溫度為80±5℃，預烘時間為10-15min，完成后再進入光固化烘箱，紫外輻射能流1200mj/cm2，烘干時間4-5min，下掛具，完成整個工藝過程。即對鋁、鋼芯鍍鎳幣、章無需電解除油、活化及電解鈍化，可在超聲波清洗后直接進入電泳槽電泳。
本發明為銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于所述的幣、章表面保護工藝為，將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→電解除油→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→表面活化→第三次霧化噴洗→第二次逆流漂洗→電解鈍化→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。在熱風烘干→光固化烘干之間還包括以下步驟，第四次霧化噴洗→第三次逆流漂洗→第四次逆流漂洗→陰極電泳→第五次霧化噴洗→第五次逆流漂洗→第六次逆流漂洗。本方法尤其適合銅幣、章，實施中根據銅幣、章本身的特點，設計固定牢固、不夾傷產品、導電性良好、不屏蔽且可根據產品大小靈活可調的夾具，將產品置于夾具上，進入超聲波清洗槽，控制超聲波槽液的溫度為50±5℃，通過超聲波除去表面細小花紋內可能存在的油污及表面指紋，清洗時間為80S-100S，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為20S-40S，再用室溫的清水進行漂洗，漂洗時間20S-40S，洗凈表面后進入電解除油槽，電解除油主要技術參數如下槽液溫度45±2℃，除油時間50S-70S，電流密度5±2A/dm2，除油液由30-50g/L碳酸鈉，20-30g/L磷酸三鈉，0.5-1g/L十二烷基硫酸鈉，1-2g/L乙二胺四乙酸鈉配制而成，進一步除油，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為20S-40S，再用室溫的清水進行逆流漂洗，漂洗時間為20S-40S，通過逆流漂洗洗凈表面，進入活化槽，槽液為2％-5％硫酸溶液，溫度為室溫，活化時間為20S-25S，對銅表面活化，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為20S-40S，再用室溫的清水進行逆流漂洗，漂洗時間為20S-40S，通過逆流漂洗洗凈表面，進入電解鈍化槽，用酸性鉻鹽鈍化銅表面，主要技術參數如下鈍化溫度35±2℃，鈍化時間55S-65S，電流密度1.5±0.5A/dm2，鈍化液由40-50g/L重鉻酸鉀，6.0-9.0g/L硝酸鉀，0.2-0.5g/L磷酸鉀配制而成，通電后通過恒電壓控制在銅表面形成鉻鹽鈍化膜，對表面積1.63-63.30dm2銅幣、章的電壓為5.5-8.5V，鈍化膜形成后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為20S-40S，再用室溫的電導率小于2us/cm純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為20S-30S，以洗凈銅幣、章表面可能殘留的鈍化液，而后進入陰極電泳槽，槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量10±1.0％，PH3.6-4.2，酸度16-22，電導率為250-400us/cm，槽液溫度25±2℃，電泳時間為55S-65S，電泳電壓根據產品表面積進行調節，在表面積為1.63-63.30dm2的范圍內，銅幣、章的電泳電壓為30-36伏，控制電泳漆膜的厚度在3-4μm。電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水，清洗時間為20S-40S，再在室溫下用電導率小于2us/cm的純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為20S-40S，以洗凈銅幣、章表面可能殘留的樹脂，再進入熱風烘箱進行預烘，預烘溫度為80±5℃，預烘時間為10-15min，完成后再進入光固化烘箱，紫外輻射能流1200mj/cm2，烘干時間5min，下掛具，完成整個工藝過程。技術方案中的物理參數S表示秒，min表示分鐘，mj/cm2表示毫焦/平方厘米，μm表示微米，dm2表示平方分米，→表示從一個工藝步驟到下一個工藝步驟。
它區別與現有技術的特征和效果為1、本工藝采用了陰極電泳的保護方法，而非目前國外采用的噴涂有機保護層或激光燒灼。
2、采用陰極電泳工藝漆膜均勻外觀效果好無流掛等現象。
3、對銅幣、章在陰極電泳前現采用電解鈍化的方式成膜，減少樹脂對銅基底色澤的影響，使電泳后的銅幣、章保持原有的色澤。
4、采用光固化技術，大大縮短固化所需的時間，提高了生產效率。同時避免了高溫烘干可能對金屬色澤的影響，保持了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章原有的外觀和色澤。
通過該工藝的實施可有效地實施對銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面的保護，大大提高銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面耐腐蝕性能，同時又保持了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章原有的色澤，不影響銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章外觀，無流掛等現象，且采用陰極電泳光固化工藝，可降低烘干溫度，縮短烘干時間，提高生產率。
對于銅幣、章采用電解鈍化工藝保護金屬基底色澤。銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝采用了氨基丙烯酸樹脂陰極電泳光固化的方式在銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面形成均勻的漆膜，從而防止外界腐蝕介質接觸膜下的金屬表面，對銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章實施保護。
下面給出實施例實施例1將Φ19mm的104枚鋁幣裝掛具進入超聲波清洗槽，超聲波槽液的溫度為51-52℃，通過超聲波除去表面細小花紋內可能存在的油污及表面指紋，清洗時間為80S，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為30S，再用室溫的電導率小于2us/cm純水進行漂洗，漂洗時間60S，洗凈表面后進入陰極電泳槽，槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量10％，PH3.7，酸度19，電導率為300us/cm，槽液溫度25-26℃，電泳時間為60S，表面積為5.89dm2，鋁幣的電泳電壓為30伏，控制電泳漆膜的厚度在3μm，電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水，清洗時間為40S，再在室溫下用電導率小于2us/cm的純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為40S，以洗凈鋁幣表面可能殘留的樹脂，再進入熱風烘箱進行預烘，預烘溫度為81-83℃，預烘時間為15min，完成后再進入光固化烘箱，紫外輻射能流1200mj/cm2，烘干時間5min，下掛具，完成整個工藝過程。
實施例2將鋼芯鍍鎳幣Φ25mm，112枚裝夾具進入超聲波清洗槽，控制超聲波槽液的溫度為48-50℃，通過超聲波除去表面細小花紋內可能存在的油污及表面指紋，清洗時間為90S，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為30S，再用室溫的電導率小于2us/cm純水進行漂洗，漂洗時間60S，洗凈表面后進入陰極電泳槽，槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量9.8％，PH4.0，酸度20，電導率為270us/cm，槽液溫度25-26℃，電泳時間為60S，表面積為10.99dm2，鋼芯鍍鎳幣的電泳電壓為32伏，控制電泳漆膜厚度在4μm。電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水，清洗時間為30S，再在室溫下用電導率小于2us/cm的純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為30S，以洗凈鋼芯鍍鎳幣表面可能殘留的樹脂，再進入熱風烘箱進行預烘，預烘溫度為82-83℃，預烘時間為15min，完成后再進入光固化烘箱，紫外輻射能流1200mj/cm2，烘干時間5min，下掛具，完成整個工藝過程。
實施例3將直徑45毫米的112枚銅章置于掛具上，進入超聲波清洗槽，控制超聲波槽液的溫度為53-54℃，通過超聲波除去表面細小花紋內可能存在的油污及表面指紋，清洗時間為100S，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為30S，再用室溫的清水進行漂洗，漂洗時間40S，洗凈表面后進入電解除油槽，電解除油主要技術參數如下槽液溫度45-46℃，除油時間60S，電流密度6-7A/dm2，除油液由45g/L碳酸鈉，30g/L磷酸三鈉，0.5g/L十二烷基硫酸鈉，2g/L乙二胺四乙酸鈉配制而成，進一步除油，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為40S，再用室溫的清水進行逆流漂洗，漂洗時間為30S，通過逆流漂洗洗凈表面，進入活化槽，槽液為5％硫酸溶液，溫度為室溫，活化時間為20S，對銅表面活化，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為30S，再用室溫的清水進行逆流漂洗，漂洗時間為40S，通過逆流漂洗洗凈表面，進入電解鈍化槽，用酸性鉻鹽鈍化銅表面，主要技術參數如下鈍化溫度35℃，鈍化時間60S，電流密度1.6-2.0A/dm2，鈍化液由50g/L重鉻酸鉀，6.0g/L硝酸鉀，0.5g/L磷酸鉀配制而成，通電后控制電壓為8.5V，在銅表面形成鉻鹽鈍化膜，鈍化膜形成后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，清洗時間為30S，再用室溫的電導率小于2us/cm純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為20S，以洗凈銅章表面可能殘留的鈍化液，而后進入陰極電泳槽，槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量10.5％，PH3.9，酸度18，電導率為380us/cm，槽液溫度25-26℃，電泳時間為60S，電泳電壓為36伏，控制電泳漆膜的厚度在3μm，電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水，清洗時間為30S，再在室溫下用電導率小于2us/cm的純水進行二次逆流漂洗，每次漂洗時間為40S，以洗凈銅章表面可能殘留的樹脂，再進入熱風烘箱進行預烘，預烘溫度為83-85℃，預烘時間為15min，完成后再進入光固化烘箱，紫外輻射能流1200mj/cm2，烘干時間5min，下掛具，完成整個工藝過程。
權利要求
1.銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于所述的幣、章表面保護工藝為，將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→陰極電泳→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。
2.根據權利要求1所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于將幣或章裝掛具進入超聲波清洗槽，控制超聲波槽液的溫度為50±5℃，而后進入噴淋槽，通過霧化噴洗清洗表面，再用室溫的進行電導率小于2us/cm純水漂洗。
3.根據權利要求1所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于進入陰極電泳槽的槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量10±1.0％，PH3.6-4.2，酸度16-22，電導率為250-400us/cm，槽液溫度25±2℃，控制電泳漆膜的厚度在3-4μm，電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水，再在室溫下用電導率小于2us/cm的純水進行二次逆流漂洗。
4.根據權利要求1所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于進入熱風烘箱進行預烘的溫度為80±5℃，完成后再進入光固化烘箱，紫外輻射能流1200mj/cm2。
5.銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于所述的幣、章表面保護工藝為，將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→電解除油→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→表面活化→第三次霧化噴洗→第二次逆流漂洗→電解鈍化→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。
6.根據權利要求5所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于在熱風烘干→光固化烘干之間還包括以下步驟，第四次霧化噴洗→第三次逆流漂洗→第四次逆流漂洗→陰極電泳→第五次霧化噴洗→第五次逆流漂洗→第六次逆流漂洗。
7.根據權利要求5所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于電解除油的主要技術參數如下槽液溫度45±2℃，電流密度5±2A/dm2，除油液由30-50g/L碳酸鈉，20-30g/L磷酸三鈉，0.5-1g/L十二烷基硫酸鈉，1-2g/L乙二胺四乙酸鈉配制而成。
8.根據權利要求5所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于電解鈍化的主要技術參數如下鈍化溫度35±2℃，電流密度1.5±0.5A/dm2，鈍化液由40-50g/L重鉻酸鉀，6.0-9.0g/L硝酸鉀，0.2-0.5g/L磷酸鉀配制而成，通電后通過恒電壓控制在銅表面形成鉻鹽鈍化膜。
9.根據權利要求5或6所述的銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征在于進入陰極電泳槽的槽液用氨基丙烯酸樹脂與電導率小于5us/cm的純水以1∶5重量百分比配制，控制電泳槽中固體分含量10±1.0％，PH3.6-4.2，酸度16-22，電導率為250-400us/cm，槽液溫度25±2℃，控制電泳漆膜的厚度在3-4μm，電泳后，通過霧化噴洗清洗表面，所用的水為電導率小于2us/cm的純水。
全文摘要
本發明公開了銅、鋁合金、鋼芯鍍鎳幣、章表面保護工藝，其特征為將幣或章裝掛具→超聲波除油→第一次霧化噴洗→漂洗→陰極電泳→第二次霧化噴洗→第一次逆流漂洗→第二次逆流漂洗→熱風烘干→光固化烘干→下掛具。本發明通過清洗形成清潔金屬表面，借助陰極電泳及光固化使氨基丙烯酸樹脂的漆膜均勻的分散在金屬基體表面，從而防止外界腐蝕介質接觸膜下的金屬表面，避免了金屬的氧化腐蝕。從電化學的角度考慮，屏蔽性良好，滲透性差的漆膜，使腐蝕電池難以形成，電極反應難以進行，起到了保護作用。
文檔編號C25D13/20GK1667161SQ20041001679
公開日2005年9月14日 申請日期2004年3月8日 優先權日2004年3月8日
發明者張勃 申請人:中國印鈔造幣總公司