一种环保型铰链及其加工工艺的制作方法

本发明涉及一种环保型铰链及其加工工艺。

背景技术：

铰链又称合页是用来连接两个固体并允许两者之间做转动的机械装置，家具五金配件中铰链占据重要位置；铰链通常包括第二合页、第一合页和连接第二合页、第一合页的销轴，通常第一合页用于固定在立柱、车架或者墙体上，第二合页与门相固接，使得门绕销轴旋转具有打开或者关闭的两个状态。在实际生活过程中，由于铰链的第二合页转动角度没有限位，造成门转动打开时，容易与周围的立柱或者车身接触，使得门上出现伤痕，影响客户使用。

现有的发动机罩、行李厢盖、举升门和侧门等均为铁基材料（密度7.784g/cm3）;相比铁基材料，镁基材料更轻（密度1.738g/cm3），有更好的比强度，比刚度，在车身轻量化方面有明显的优势，因此可将发动机罩、行李厢盖、举升门和侧门等部件设计为镁基材料。

但是，用于将定位发动机罩、行李厢盖、举升门和侧门安装在车身上的铰链多为铁基材料，而镁基材料（电势差-2.732v）与铁基材料（电势差-0.447v）有较大的电位差，铁基材料与镁基材料直接接触会产生电化学腐蚀。也就是说，在铰链与发动机罩等部件之间容易产生电化学腐蚀，从而限制了镁基材料的广泛应用。

为解决上述技术问题，如中国专利文献公开了一种防腐铰链（申请号：201320719232.3），包括固定连接在一起的本体和支架，所述本体用于与汽车车身固定连接，所述支架用于与汽车门盖固定连接，所述支架与所述汽车门盖相接触的一面设置有绝缘防腐层；传统铰链，绝缘防腐层均采用暗镍电镀，作为其表面处理，其缺陷在于：一是暗镍电镀，无论其表面加工过程还是加工负的产品，均欠环保，影响产品竞争力；二是耐腐蚀性能偏低，影响寿命；三是成本偏高，影响市场占有率率。

由于现有的绝缘防腐一般采用镀锌工艺，常用的镀锌处理包括表面清洁处理、在电镀液中镀锌处理以及后续表面钝化处理3个重要步骤。常规电镀处理的零件存在金属基体与镀锌层间结合力差、易在安装和使用中镀层破坏，造成防腐性能下降；

针对以上问题，故，有必要对其进行改进。

技术实现要素：

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单、使用方便，提高防腐性能的环保型铰链。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种环保型铰链，包括第一合页、第二合页和铰链轴，所述的第一合页上设有第一轴套，第一合页与第一轴套为一体式结构；所述的第二合页上设有第二轴套，第二合页与第二轴套为一体式结构；所述第一轴套与第二轴套相互交错布设，所述的铰链轴依次穿过第一轴套与第二轴套，且铰链轴的两端设于第一合页的两个第一轴套内，所述的第二合页与第一合页转动配合；所述第一合页、第二合页、第一轴套和第二轴套上均设置有绝缘防腐层。

作为本发明的一种优选方案，所述绝缘防腐层包括铁镍合金层和电泳膜；电泳膜贴合于铁镍合金层上，铁镍合金层附着于第一合页、第二合页、第一轴套和第二轴套上。

作为本发明的一种优选方案，所述铁镍合金层的厚度为1～2μm，电泳膜的厚度为12～16μm，电泳膜呈透明色。

作为本发明的一种优选方案，所述铰链轴的中部设有防盗槽，防盗槽环形布设于铰链轴上，与此相对应的，所述第一轴套上设有与防盗槽位置相对应的防盗孔，防盗孔上安装有防盗螺栓；防盗螺栓穿过防盗孔相抵于防盗槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述铰链轴的两端形成有螺纹，所述的螺纹上连接有限位帽，限位帽与螺纹转动连接。

一种环保型铰链的绝缘防腐层加工工艺，其特征是包括以下步骤：

步骤1：超声波除油：采用中温除油除蜡粉把铰链工件表面油污处理干净，除油除蜡粉100-500g,温度一般为60-80度，时间2-10分钟；

步骤2：表面清洁处理，将铰链工件浸入除油液，除油液为二合一除油除锈药水，二合一除油除锈药水用量为1000-2000毫升；除油除锈时间2-10min，温度60-80℃；将上述经过除油除锈的铰链工件放入40-50℃热水中清洗多次；去除铰链工件表面氧化皮和铁锈，将经过热水洗的产品放入冷水清洗；将经过冷水洗的零件进行酸洗，然后水洗；

步骤3：铁件化学抛光：将步骤2中经过表面清洁处理后的零件，对其需要进行抛光的表面进行铁件化学抛光处理，采用铁件化学抛光药水，彻底去除表面氧化层，去除划痕和毛刺，露出工件表面铁本色，常温处理，时间2-10分钟；

步骤4：合金催化：采用环保合金催化工艺，在步骤3中处理好的铰链工件的表面基材上催化出一层1-2微米的铁镍合金层，该铁镍合金层呈现黑镍底色，温度85-90度，时间2-10分钟；

步骤5：硅烷防锈：采用硅烷防锈工艺，在步骤4的基础上，保护铰链工件底材未完全催化成合金的底材，防止生锈，提高防锈能力，在常温状态下，时间2-5分钟；

步骤6：电泳加膜：采用江西省高杰科技有限责任公司生产的ecb-700高性能丙烯酸电泳漆，在步骤5做好合金催化的底材上电泳加一层12-16微米的透明电泳膜，保护底材，提高合金层防腐及耐化学性能，使耐盐雾测试达到48小时以上；

步骤7：烘烤：采用160°c温度烘烤半小时，使电泳漆膜完全固化成膜，吸附于铰链工件的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述酸洗用的溶液为含有体积比为8%～50%的硝酸与体积比为0.05%～6%的氢氟酸及余量的去离子水的混合溶液，酸蚀时间为1～2分钟。

作为本发明的一种优选方案，所述抛光药水其原料按重量份计，包括如下组分：抛光颗粒：0.1～100份；氧化剂a：0.05～2份；氧化剂b：0.05～2份；金属络合剂：0.1～10份；金属缓蚀剂：0.1～10份；金属增溶剂：0.01～0.5份；金属增稠剂：0.01～0.2份；助洗剂；0.5～1份；水性介质：80～90份；

作为本发明的一种优选方案，抛光药水其原料按重量份计，包括如下组分：抛光颗粒：5～50份；氧化剂a：0.1～1份；氧化剂b：0.1～1份；金属络合剂：0.5～5份；金属缓蚀剂：0.5～5份；金属增溶剂：0.1～0.2份；金属增稠剂：0.08～0.1份；助洗剂；0.7～0.9份；水性介质：85～88份；

作为本发明的一种优选方案，所述抛光颗粒为选自单晶金刚石、聚晶金刚石、三氧化二铝、二氧化锆、二氧化钛、二氧化铈、煅制二氧化硅和胶体二氧化硅中的至少一种；所述氧化剂a选自铁氰化钾、高锰酸钾、高碘酸和双氧水中的一种或多种的组合；所述氧化剂b选自硝酸钠，铬酸钠，钼酸钠，亚硝酸钠中的一种或多种的组合；所述金属络合剂选自氨、氨基酸和有机酸中的至少一种；所述金属缓蚀剂为选自含氮杂环衍生物、含硫杂环衍生物和同时含有氮、硫的杂环衍生物中的至少一种；金属增溶剂为泊洛沙姆、吐温-80、十二烷基硫酸钠中的一种、二种或二种以上的组合物；金属增稠剂为聚乙二醇-4000、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺；助洗剂为磷酸钠、碳酸钾或苯磺酸钠。

作为本发明的一种优选方案，所述合金催化工艺的方法，步骤如下：

1）取17～23重量份的硫酸镍、2～3重量份的乳酸、1～2重量份的柠檬酸钠、0.0008～0.0012重量份的硫光粉混合均匀得到a组分；

2）20～26重量份的的次亚磷酸钠、6～10重量份的醋酸钠、2～3重量份的乳酸、0.5～1重量份的柠檬酸钠、0.04～0.08重量份的碘钠粉、0.3～0.5重量份的氨钾粉混合均匀得到b组分；

3）取0.5～1重量份的柠檬酸钠、0.3～0.5重量份的氨钾粉混合均匀制得c组分；

4）将上述制得的a组分、b组分和c组分加水充分溶解后，即得所述环保型表面合金催化液，即铁镍合金层。

本发明的有益效果是：

1.本发明具有结构简单，安装方便，整体铸造，强度高，使用寿命长等优点；

2.本发明釆用纳米级无钾聚丙烯电泳涂料及电泳加工工艺，彻底告别传统铰链采用暗镍电镀的历史，增加了铰链基层的结合力，达到改善铰链防腐性能的效果；

3.通过防盗孔，防盗螺栓与防盗槽之间的配合，增加了铰链的使用安全性。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例铰链轴结构示意图；

图3是本发明实施例a-a剖视图；

图中附图标记：第一合页1，第二合页2，铰链轴3，防盗孔5，防盗螺栓6，螺纹7，限位帽8，第一轴套11，铁镍合金层13，电泳膜14，第二轴套24，防盗槽31。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

实施例：如图1-3所示，一种环保型铰链，包括第一合页1、第二合页2和铰链轴3，所述的第一合页1上设有第一轴套11，第一合页1与第一轴套11为一体式结构；所述的第二合页2上设有第二轴套24，第二合页2与第二轴套24为一体式结构；增加了铰链的整体强度和牢固度，保证了使用安全性；所述第一轴套11与第二轴套24相互交错布设，所述的铰链轴3依次穿过第一轴套11与第二轴套24，且铰链轴3的两端设于第一合页1的两个第一轴套11内，所述的第二合页2与第一合页1转动配合；本发明具有结构简单，安装方便，整体铸造，强度高，使用寿命长等优点；第一合页1、第二合页2、第一轴套11和第二轴套24上均设置有绝缘防腐层；通过设置绝缘防腐层，保证了铰链的腐蚀，延长了铰链的使用寿命。

绝缘防腐层包括铁镍合金层13和电泳膜14；电泳膜14用于保护铰链底材，提高铰链的防腐及耐化学性能，电泳膜14贴合于铁镍合金层13上，铁镍合金层13附着于第一合页1、第二合页2、第一轴套11和第二轴套24上；本发明釆用纳米级无钾聚丙烯电泳涂料及电泳加工工艺，彻底告别传统铰链采用暗镍电镀的历史，提高了耐腐蚀性能，延长了影响寿命。

铁镍合金层13的厚度为1～2μm，电泳膜14的厚度为12～16μm，电泳膜14呈透明色。

铰链轴3的中部设有防盗槽31，防盗槽31环形布设于铰链轴3上，与此相对应的，所述第一轴套11上设有与防盗槽31位置相对应的防盗孔5，防盗孔5上安装有防盗螺栓6；防盗螺栓6穿过防盗孔5相抵于防盗槽31内；通过防盗孔5，防盗螺栓6与防盗槽31之间的配合，增加了铰链的使用安全性，防盗螺栓6通过防盗孔5连接于防盗槽31内时，防盗螺栓6的上端与第二轴套24上端处于同一水平面上，在保证防盗使用安全的同时，不影响铰链的使用，也不影响铰链的美观度。

铰链轴3的两端形成有螺纹7，所述的螺纹7上连接有限位帽8，限位帽8与螺纹7转动连接；限位帽8的设置使得铰链不容易损坏，使用寿命更长。

一种环保型铰链的绝缘防腐层加工工艺，其特征是包括以下步骤：

步骤1：超声波除油：采用中温除油除蜡粉把铰链工件表面油污处理干净，除油除蜡粉100-500g,温度一般为60-80度，时间2-10分钟；

步骤2：表面清洁处理，将铰链工件浸入除油液，除油液为二合一除油除锈药水，二合一除油除锈药水用量为1000-2000毫升；除油除锈时间2-10min，温度60-80℃；将上述经过除油除锈的铰链工件放入40-50℃热水中清洗多次；去除铰链工件表面氧化皮和铁锈，将经过热水洗的产品放入冷水清洗；将经过冷水洗的零件进行酸洗，然后水洗；

步骤3：铁件化学抛光：将步骤2中经过表面清洁处理后的零件，对其需要进行抛光的表面进行铁件化学抛光处理，采用铁件化学抛光药水，彻底去除表面氧化层，去除划痕和毛刺，露出工件表面铁本色，常温处理，时间2-10分钟；

步骤4：合金催化：采用环保合金催化工艺，在步骤3中处理好的铰链工件的表面基材上催化出一层1-2微米的铁镍合金层13，该铁镍合金层13呈现黑镍底色，温度85-90度，时间2-10分钟；

步骤5：硅烷防锈：采用硅烷防锈工艺，在步骤4的基础上，保护铰链工件底材未完全催化成合金的底材，防止生锈，提高防锈能力，在常温状态下，时间2-5分钟；

步骤6：电泳加膜：采用江西省高杰科技有限责任公司生产的ecb-700高性能丙烯酸电泳漆，在步骤5做好合金催化的底材上电泳加一层12-16微米的透明电泳膜14，保护底材，提高合金层防腐及耐化学性能，使耐盐雾测试达到48小时以上；

步骤7：烘烤：采用160°c温度烘烤半小时，使电泳漆膜完全固化成膜，吸附于铰链工件的表面。

酸洗用的溶液为含有体积比为8%～50%的硝酸与体积比为0.05%～6%的氢氟酸及余量的去离子水的混合溶液，酸蚀时间为1～2分钟。

抛光药水其原料按重量份计，包括如下组分：抛光颗粒：0.1～100份；氧化剂a：0.05～2份；氧化剂b：0.05～2份；金属络合剂：0.1～10份；金属缓蚀剂：0.1～10份；金属增溶剂：0.01～0.5份；金属增稠剂：0.01～0.2份；助洗剂；0.5～1份；水性介质：80～90份；

本发明所提供的抛光颗粒为选自单晶金刚石、聚晶金刚石、三氧化二铝、二氧化锆、二氧化钛、二氧化铈、煅制二氧化硅和胶体二氧化硅中的至少一种；发明人发现，抛光颗粒通过其机械研磨作用可以去除与研磨颗粒相接触的铁件表面反应物，从而实现铁件材料的去除，并且通过添加金属络合物，使得金属络合物可以与铁件表面形成的氧化物或金属离子进行反应形成可溶性络合物，进而提高材料去除率，减少金属氧化物颗粒造成的缺陷，另外，金属缓蚀剂可以在铁件表面形成一层致密的钝化膜，从而可以防止在抛光中出现过腐蚀，因此通过采用化学反应和机械研磨的协同作用，可以获得超光滑铁件表面，并且发明人通过大量实验意外发现，使用本发明配方组合的抛光药水，可以使得铁件具有低的表面粗糙度和低的缺陷数量的功能特性。

本发明提供的铁件化学抛光药水包含氧化剂a和氧化剂b；所述氧化剂a选自铁氰化钾、高锰酸钾、高碘酸和双氧水中的一种或多种的组合；所述氧化剂b选自硝酸钠，铬酸钠，钼酸钠，亚硝酸钠中的一种或多种的组合；对于金属抛光，一般公认的过程为金属氧化形成质软的水化氧化层，然后氧化层被去除，重新露出新鲜的金属。如此过程往复，从而实现抛光过程的连续进行。对于铰链而言，铰链大多数采用铁或者不锈钢材料制成，cr和te具有很明显的金属性。因此，在铰链表面的抛光过程中，氧化剂对于抛光过程连续进行具有极其重要的作用。而本发明发明人通过两种氧化剂的协同作用，促进了te的氧化，实现了三种元素的均匀氧化。

金属络合剂选自氨、氨基酸和有机酸中的至少一种；所述金属缓蚀剂为选自含氮杂环衍生物、含硫杂环衍生物和同时含有氮、硫的杂环衍生物中的至少一种；金属增溶剂为泊洛沙姆、吐温-80、十二烷基硫酸钠中的一种、二种或二种以上的组合物；金属增稠剂为聚乙二醇-4000、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺；助洗剂为磷酸钠、碳酸钾或苯磺酸钠。

所述合金催化工艺的方法，步骤如下：

1）取17～23重量份的硫酸镍、2～3重量份的乳酸、1～2重量份的柠檬酸钠、0.0008～0.0012重量份的硫光粉混合均匀得到a组分；

2）20～26重量份的的次亚磷酸钠、6～10重量份的醋酸钠、2～3重量份的乳酸、0.5～1重量份的柠檬酸钠、0.04～0.08重量份的碘钠粉、0.3～0.5重量份的氨钾粉混合均匀得到b组分；

3）取0.5～1重量份的柠檬酸钠、0.3～0.5重量份的氨钾粉混合均匀制得c组分；

4）将上述制得的a组分、b组分和c组分加水充分溶解后，即得所述环保型表面合金催化液，即铁镍合金层13。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：第一合页1，第二合页2，铰链轴3，防盗孔5，防盗螺栓6，螺纹7，限位帽8，第一轴套11，铁镍合金层13，电泳膜14，第二轴套24，防盗槽31等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。