CN101709459A - 铝合金的表面处理方法与处理液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝合金的表面处理方法，包含，预处理：采用碱性脱脂液去除铝合金表面的油污；碱洗：采用碱洗液在50～60℃的温度下净化铝合金表面，以清除铝合金表面上的自然氧化膜；酸洗：采用酸洗液在室温下对铝合金表面处理1～5分钟，以进一步去除碱洗后残留在铝合金表面的斑迹；化学镀Ni-P：采用事先配置好的化学镀Ni液，在pH值为5～6.5、温度85～90℃的条件下，在铝合金表面形成Ni-P镀层，施镀时间90～240分钟。本发明采用化学镀Ni-P层工艺在铝合金外壳形成一层均匀且具有良好的耐酸、碱、盐的优良镀层，避免了保护层厚度不均匀、在结构复杂部分发生漏喷涂的现象，显著提高铝合金的防腐性能。

Description

铝合金的表面处理方法与处理液
技术领域
本发明涉及表面处理领域，尤其涉及一种铝合金的表面处理方法与处理液。
背景技术
对于日常生活中使用的以铝合金为基材的构件，对其进行的表面防腐处理通常是在构件外表面喷塑粉或施加防腐涂料。这样的处理方法存在的主要缺点是，喷塑粉或施加防腐涂料得到的保护层厚度不均匀，在构件的弯折、边角等结构复杂部分难以喷到，因此其在恶劣的环境中常常会出现裂纹、破裂、甚至大片脱落，使铝合金基体腐蚀；尤其是当铝合金基材用于电气器件的外壳时，在构件的防爆结合面是不允许采用涂料来保护的。
铝合金的表面处理中还有一种常见的方式是在其表面采用化学镀的方式镀覆一层金属镍，来提高铝合金的表面硬度、耐腐蚀性、耐磨性以及可焊性等多重性能。传统的铝合金表面化学镀镍工艺一般采用二次浸锌打底工艺来保证镀镍层具有的附着力，但是浸锌工艺操作复杂难以维护，且严重降低化学镀镍液的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金的表面处理方法，以相对简便的工艺来实现对铝合金表面的防腐蚀保护。
为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：
一种铝合金的表面处理方法，包含以下工艺步骤：
S1预处理：首先采用碱性脱脂液去除铝合金表面的油污；
S2碱洗：采用碱洗液在50～60℃的温度下净化铝合金表面，以清除铝合金表面上的自然氧化膜；
S3酸洗：采用酸洗液在室温下对铝合金表面处理0.5～3分钟，以进一步去除碱洗后残留在铝合金表面的斑迹；
S4化学镀Ni-P：采用事先配置好的化学镀Ni液，在pH值为5～6.5、温度85～90℃的条件下，在铝合金表面施加Ni-P镀层，施镀时间90～240分钟。
上述铝合金的表面处理方法中，在预处理和碱洗步骤之间还包括水清洗步骤：先用40-60℃热水清洗，再用冷水冲洗，直到铝合金表面不挂水珠。
上述铝合金的表面处理方法中，在碱洗和酸洗步骤之间，和/或酸洗与化学镀步骤之间还包括采用去离子水对铝合金表面进行清洗的步骤。
上述铝合金的表面处理方法中，所述步骤S1中，采用的碱性脱脂液是0.15～0.5mol/L的NaOH、Na3PO4、Na2SiO3、Na2CO3或Na5P3O10溶液，脱脂处理的温度为40～80℃，持续时间0.25～1分钟。
上述铝合金的表面处理方法中，所述步骤S2中的碱洗液是浓度为1.2～1.5mol/L的NaOH溶液。
上述铝合金的表面处理方法中，所述步骤S3中的酸洗液是硝酸、氢氟酸、硫酸的混合物，其中硝酸为2.5～3.5mol/L，氢氟酸为1.0～1.5mol/L，硫酸为0.7～0.9mol/L。
上述铝合金的表面处理方法中，所述步骤S4中的化学镀Ni液中含有20～30g/L的NiSO4·6H2O、20～30g/L的NaH2PO2·H2O、20～35g/L的CH3COONa·3H2O、以及10～20g/L的C6H8O7·H2O。
本发明还提供了一种铝合金化学镀镍液，含有的组分及其浓度为：
NiSO4·6H2O        20～30g/L
NaH2PO2·H2O       20～30g/L
CH3COONa·3H2O     20～35g/L
C6H8O7·H2O        10～20g/L
水                 余量。
从以上技术方案可以看出，本发明所提供的铝合金的表面处理方法，采用化学镀Ni-P层工艺在铝合金外壳形成一层均匀且具有良好的耐酸、碱、盐性的优良镀层，使保护层厚度均匀，避免了在弯折、边角等结构复杂部分发生漏喷涂现象，且显著提高铝合金外壳的防腐性能。
具体实施方式
实施例1：
铝合金按照化学镀Ni-P具体步骤进行处理：化学脱脂→水洗(可选)→碱蚀→水洗(可选)→酸洗→水洗(可选)→化学镀Ni-P。
(1)化学脱脂：将待处理的铝合金件放置在10％的NaOH溶液中浸泡，浸泡温度50℃，浸泡时间0.25～1min；
(2)水洗：将化学脱脂处理后的铝合金先用50℃热水清洗，再用冷水冲洗，直到铝合金表面不挂水珠；
(3)碱洗：将水洗后的铝合金放置在浓度为50g/L的NaOH溶液中进行碱蚀，以清除铝合金表面上的自然氧化膜，碱蚀温度60℃，直到铝合金表面有剧烈气泡产生时，拿出铝合金样品；
(4)水洗：用去离子水冲洗碱蚀后的铝合金；
(5)酸洗：室温下，将水洗后的铝合金放置于酸液中处理0.5min，以去掉碱蚀后残留在铝合金表面的斑迹。该酸液中含有3.5mol/L的HNO3、1.5mol/L的HF和0.9mol/L的H2SO4。
(6)水洗：用去离子水冲洗经过酸洗后的铝合金表面；
(7)化学镀Ni-P：在90℃下，使用渡液在铝合金表面施镀Ni-P，施镀时间240min，以在铝合金表面镀上一层具有良好耐蚀性的镀层，该渡液中的各组分及浓度为：20g/L的NiSO4·6H2O、20g/L的NaH2PO2·H2O、35g/L的CH3COONa·3H2O和10g/L的C6H8O7·H2O，该渡液的PH值为5。
镀层质量：均匀致密，光亮度较好，结合力良好，耐腐蚀性良好。
实施例2：
铝合金按照化学镀Ni-P处理具体步骤进行处理：化学脱脂→水洗→碱蚀→水洗→酸洗→水洗→化学镀Ni-P。
(1)化学脱脂：将待处理的铝合金件放置在5％的NaOH溶液中浸泡，浸泡温度60℃，浸泡时间0.25～1min；
(2)水洗：将化学脱脂处理后的铝合金先用50℃热水清洗，再用冷水冲洗，直到铝合金表面不挂水珠；
(3)碱洗：将水洗后的铝合金放置在浓度为60g/L的NaOH溶液中进行碱蚀，以清除铝合金表面上的自然氧化膜，碱蚀温度50℃，直到铝合金表面有剧烈气泡产生时，拿出铝合金样品；
(4)水洗：用去离子水冲洗碱蚀后的铝合金；
(5)酸洗：室温下，将水洗后的铝合金放置于酸液中处理3min，以去掉碱蚀后残留在铝合金表面的斑迹。该酸液中含有2.5mol/L的HNO3、1.0ml/L的HF、0.7ml/L的H2SO4。
(6)水洗：用去离子水冲洗经过酸洗后的铝合金表面；
(7)化学镀Ni-P：在85℃下，使用渡液在铝合金表面施镀Ni-P，施镀时间90min，以在铝合金表面镀上一层具有良好耐蚀性的镀层，该渡液中的各组分及浓度为：30g/L的NiSO4·6H2O、30g/L的NaH2PO2·H2O、20g/L的CH3COONa·3H2O和20g/L的C6H8O7·H2O，该渡液的PH值为6。
镀层质量：均匀致密，光亮度较好，结合力良好，耐腐蚀性良好。
实施例3：
铝合金按照化学镀Ni-P处理具体步骤进行处理：化学脱脂→水洗→碱蚀→水洗→酸洗→水洗→化学镀Ni-P。
(1)化学脱脂：将待处理的铝合金件放置在8％的NaOH溶液中浸泡，浸泡温度50℃，浸泡时间0.25～1min；
(2)水洗：将化学脱脂处理后的铝合金先用50℃热水清洗，再用冷水冲洗，直到铝合金表面不挂水珠；
(3)碱洗：将水洗后的铝合金放置在浓度为58g/L的NaOH溶液中进行碱蚀，以清除铝合金表面上的自然氧化膜，碱蚀温度55℃，直到铝合金表面有剧烈气泡产生时，拿出铝合金样品；
(4)水洗：用去离子水冲洗碱蚀后的铝合金；
(5)酸洗：室温下，将水洗后的铝合金放置于酸液中处理1.5min，以去掉碱蚀后残留在铝合金表面的斑迹。该酸液中含有3.0mol/L的HNO3、1.2mol/L的HF和0.8mol/L的H2SO4。
(6)水洗：用去离子水冲洗；
(7)化学镀Ni-P：在80℃下，使用渡液在铝合金表面施镀Ni-P，施镀时间120min，以在铝合金表面镀上一层具有良好耐蚀性的镀层，该渡液中的各组分及浓度为：25g/L的NiSO4·6H2O、25g/L的NaH2PO2·H2O、30g/L的CH3COONa·3H2O和17g/L的C6H8O7·H2O，该渡液的PH值为6.5。
镀层质量：均匀致密，光亮度较好，结合力良好，耐腐蚀性良好。
在其它优选的实施例中，步骤(3)中的碱蚀液可用0.1～0.5mol/L的Na3PO4、Na2SiO3、Na2CO3或Na5P3O10溶液替换NaOH溶液，达到相同或相近似的效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种铝合金的表面处理方法，其特征在于，包含以下工艺步骤：
S1预处理：首先采用碱性脱脂液去除铝合金表面的油污；
S2碱洗：采用碱洗液在50～60℃的温度下净化铝合金表面，以清除铝合金表面上的自然氧化膜；
S3酸洗：采用酸洗液在室温下对铝合金表面处理0.5～3分钟，以进一步去除碱洗后残留在铝合金表面的斑迹；
S4化学镀Ni-P：采用事先配置好的化学镀Ni液，在pH值为5～6.5、温度85～90℃的条件下，在铝合金表面施加Ni-P镀层，施镀时间90～240分钟。
2.根据权利要求1所述的铝合金的表面处理方法，其特征在于，在预处理和碱洗步骤之间还包括水清洗步骤：先用40-60℃热水清洗，再用冷水冲洗，直到铝合金表面不挂水珠。
3.根据权利要求1所述的铝合金的表面处理方法，其特征在于，在碱洗和酸洗步骤之间，和/或酸洗与化学镀步骤之间还包括采用去离子水对铝合金表面进行清洗的步骤。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的铝合金的表面处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用的碱性脱脂液是0.1～0.5mol/L的NaOH、Na3PO4、Na2SiO3、Na2CO3或Na5P3O10溶液，脱脂处理的温度为40～80℃，持续时间0.25～1分钟。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的铝合金的表面处理方法，其特征在于，所述步骤S2中的碱洗液是浓度为1.2～1.5mol/L的NaOH溶液。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的铝合金的表面处理方法，其特征在于，所述步骤S3中的酸洗液是硝酸、氢氟酸、硫酸的混合物，其中，硝酸为2.5～3.5mol/L，氢氟酸为1.0～1.5mol/L，硫酸为0.7～0.9mol/L。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的铝合金的表面处理方法，其特征在于，所述步骤S4中的化学镀Ni液中含有20～30g/L的NiSO4·6H2O、20～30g/L的NaH2PO2·H2O、20～35g/L的CH3COONa·3H2O和10～20g/L的C6H8O7·H2O。
8.一种铝合金化学镀镍液，含有的组分及其浓度为：
NiSO4·6H2O         20～30g/L
NaH2PO2·H2O        20～30g/L
CH3COONa·3H2O      20～35g/L
C6H8O7·H2O         10～20g/L
水                  余量。
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