CN104790003A - 铝及铝合金表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝及铝合金表面处理方法，该方法包括：对铝或铝合金基层表面进行打磨抛光、喷砂、脱脂、碱蚀、一次剥黑膜、一次沉锌、二次剥黑膜、二次沉锌、化镍、焦铜、酸铜、半光镍、三价铬；还包括在以上所述步骤完成后都进行水洗的步骤，最后在三价铬后水洗完成后进行烘干，在所述铝或者铝合金基材表面形成金属镀层。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝及铝合金表面处理方法。
背景技术
铝及铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列的优点，在航空航天、船舶、建筑、桥梁、电力、汽车、核工业及兵器工业等领域都有着广泛的应用。铝及铝合金表面处理方法有很多，目前比较成熟、应用比较广泛的有物理法、化学法、物理化学法和综合法。现在常用的方法是阳极氧化法，通过电化学方法在铝合金表面形成转化膜，这种方法虽然可提高铝合金的耐蚀性能，但是受铝合金成型及杂质含量的限制，现在大部分铝合金进行阳极氧化的金属质感外观受到影响。
发明内容
本发明提供一种铝及铝合金表面处理方法，该方法可以到外观具有金属感，色泽多样的效果。
本发明提供一种铝及铝合金表面处理方法，该方法包括：对铝或铝合金基层表面进行打磨抛光；
对打磨后的所述铝或铝合金基材表面进行喷砂；其中，喷砂后的所述铝或铝合金基材形成磨砂面
对形成有磨砂面的所述铝或铝合金基材进行电镀，在磨砂面上形成金属镀层；所述电镀包括以下步骤：
脱脂：将喷砂后的铝合金基材浸入脱脂液中，其中脱脂液含量为：40-60g/L碳酸钠，20-30g/L硅酸钠,40-60g/L磷酸钠，15-20g/L表面活性剂，脱脂液温度为50-60℃；
碱蚀：使用氢氧化钠在50℃下浸泡0.5-1分钟；其中氢氧化钠含量为40-50g/L，形成氧化膜；
一次剥黑膜：使用500ml/L硝酸常温浸40秒剥离所述氧化膜；
一次沉锌：通过包含为500g/L氢氧化钠，100g/L氧化锌，10g/L酒石酸钾钠，1g/L铁盐及1g/L活化剂的混合液在常温下反应1分钟，在所述磨砂面上形成第一锌层；
二次剥黑膜：使用500ml/L硝酸常温浸40秒，剥离所述氧化膜第一锌层；
二次沉锌:通过包含为500g/L氢氧化钠，100g/L氧化锌，10g/L酒石酸钾钠，1g/L铁盐及1g/L活化剂的混合液在常温反应30秒，形成锌层；
化镍：通过包含为20-25g/L硫酸镍，20-25g/L次磷酸钠，30-40g/L柠檬酸钠，5g/L活化添加剂在常温下反应6-8分钟；
焦铜：通过包含为75-85g/L焦磷酸铜，280-350g/L焦磷酸钾，1-3ml/L,氨0.5-1.0ml/L水焦铜光泽剂的混合液反应4-6分钟，在所述镍层上形成铜层；
酸铜：在包含180-220g/L硫酸铜，50-70g/L硫酸，5-15ml/L开缸剂，0.5-1ml/L整平剂，1-2ml/L光泽剂的混合液反应4-5分钟；
半光镍：通过包含260-300g/L硫酸镍，40-55g/L氯化镍，40-50g/L硼酸，0.5-1.0ml/L光泽剂，0.4-0.8ml/L湿润剂的混合液反应时间4-6分钟，在铜层上形成镍层；
三价铬：通过包含80-120ml/L铬盐，10-15ml/L铬光泽剂，2-5ml/L铬湿润剂的混合液反应1-3分钟，在所述镍层上形成铬层；
还包括在以上所述步骤完成后都进行水洗的步骤，水洗是指将在每一步经过处理后的铝或铝合金基材喷淋水；
在三价铬后水洗完成后进行烘干，在所述铝或者铝合金基材表面形成金属镀层。
其中，脱脂步骤中的浸泡时间为3-5分钟。
其中，所述第一、第二次剥黑膜的硝酸液用68％硝酸配置。
其中，所述化镍步骤中的混合液的PH值为4.6-4.8。
其中，所述焦铜步骤中，反应的温度为55℃，PH为9.0，电流密度为4A/dm2。
其中，所述酸铜步骤中，反应的温度为25℃，电流密度为4A/dm2。
其中，所述半光镍的步骤中，反应温度为55℃，PH为3.8-4.2，电流密度为4A/dm2。
其中，所述三价铬的步骤中，需要的温度为35-45℃，PH为3.2-3.7，电压为6-12V，电流密度为10-15A/dm2。
其中，所述步骤电镀还包括，在形成金属镀层的铝或铝合金基材表面上通过物理气相沉积形成保护膜。
本发明还提供一种铝合金，所述铝合金以上所述的处理方法的得到，所述铝合金包括基层、形成于基层一表面的磨砂层、形成于磨砂层的铜层、形成于铜层的镍层以及形成于所述镍层的铬层。
本发明的铝合金及铝及铝合金表面处理方法先通过基材平面打磨后喷砂，再通过电镀得到结合力牢固并具有沙感的基材，在此基础上去做真空镀，调整基材色泽，达到具有金属感，色泽多样的外观效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的铝及铝合金示意图。
图2是本发明的铝及铝合金表面处理方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1与图2，本发明提供一种铝合金及铝及铝合金表面处理方法。
所述铝合金包括基层11、形成于基层11一表面的磨砂层12、形成于磨砂层12的铜层13、形成于铜层13的镍层14以及形成于所述镍层14的铬层15。在所述铬层15外表面形成保护膜16作为所述铝合金的外表面。所述保护膜为透明材质制成。所述铝合金的外表面由于铜层13、镍层14及铬层15的存在形成既有金属色泽又有金属感的外观效果。金属色泽指金黄色、咖啡色、棕色、灰色、蓝色等。
步骤S1，铝合金及铝及铝合金表面处理方法包括：对铝或铝合金基层表面进行打磨抛光。使所述基层的表面光亮。
步骤S2，对打磨后的所述铝或铝合金基材表面进行喷砂；其中，喷砂后的所述铝或铝合金基材形成磨砂面。
步骤S3，对形成有磨砂面的所述铝或铝合金基材通过电镀液进行电镀，在磨砂面上形成金属镀层；所述电镀包括以下步骤：
步骤S31，脱脂：将喷砂后的铝合金基材浸入脱脂液中，其中脱脂液含量为：40-60g/L碳酸钠，20-30g/L硅酸钠,40-60g/L磷酸钠，15-20g/L表面活性剂，脱脂液温度为50-60℃；浸泡时间为3-5分钟。
步骤S311，水洗，在脱脂处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S32，碱蚀：使用氢氧化钠在50℃下浸泡0.5-1分钟，形成氧化膜；其中氢氧化钠含量为40-50g/L。
步骤S321，水洗，在碱蚀处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S33，一次剥黑膜：使用500ml/L硝酸常温浸40秒。剥掉碱蚀后形成的氧化膜。
步骤S331，水洗，在一次剥黑膜后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S34，一次沉锌：通过包含为500g/L氢氧化钠，100g/L氧化锌，10g/L酒石酸钾钠，1g/L铁盐及1g/L活化剂的混合液在常温下反应1分钟，在所述磨砂面上形成第一锌层。所述第一锌层增加结合力，加快反应。
步骤S341，水洗，在一次沉锌后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S35，二次剥黑膜：使用500ml/L硝酸常温浸40秒。所述第一、第二次剥黑膜的硝酸液用68％硝酸配置。所述二次剥黑膜为了褪去沉锌后形成的第一锌层。
步骤S351，水洗，在二次剥黑膜后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S36，二次沉锌:通过包含为500g/L氢氧化钠，100g/L氧化锌，10g/L酒石酸钾钠，1g/L铁盐及1g/L活化剂的混合液在常温反应30秒。再次形成锌层，此锌层的含量较高，结合力更好。
步骤S361，水洗，在二次沉锌后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S37，化镍：通过包含为20-25g/L硫酸镍，20-25g/L次磷酸钠，30-40g/L柠檬酸钠，5g/L活化添加剂在常温下反应6-8分钟防止所述锌层氧化。其中，PH值为4.6-4.8
步骤S371，水洗，在化镍处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S38，焦铜：通过包含为75-85g/L焦磷酸铜，280-350g/L焦磷酸钾，1-3ml/L,氨0.5-1.0ml/L水焦铜光泽剂的混合液反应4-6分钟，形成铜层，增加金属镀层的厚度及光亮度，填平金属镀层的缺陷。其中，反应的温度为55℃，PH为9.0，电流密度为4A/dm2。
步骤S381，水洗，在焦铜处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S39，酸铜：在包含180-220g/L硫酸铜，50-70g/L硫酸，5-15ml/L开缸剂，0.5-1ml/L整平剂，1-2ml/L光泽剂的混合液反应4-5分钟，增加所述铜层的表面亮度及平整度。其中，反应的温度为25℃，电流密度为4A/dm2。
步骤S391，水洗，在酸铜处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S40，半光镍：通过包含260-300g/L硫酸镍，40-55g/L氯化镍，40-50g/L硼酸，0.5-1.0ml/L光泽剂，0.4-0.8ml/L湿润剂的混合液反应时间4-6分钟，形成镍层，用于增加亮度并防止腐蚀。其中，反应温度为55℃，PH为3.8-4.2，电流密度为4A/dm2。
步骤S401，水洗，在半光镍处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S41，三价铬：通过包含80-120ml/L铬盐，10-15ml/L铬光泽剂，2-5ml/L铬湿润剂的混合液反应1-3分钟，在所述镍层上形成铬层，增加耐磨性，防腐蚀。其中需要的温度为35-45℃，PH为3.2-3.7，电压为6-12V，电流密度为10-15A/dm2。
步骤S411，水洗，在三价铬处理后的铝或铝合金基材喷淋水，防止污染下一步槽液。
步骤S42，在三价铬后水洗完成后进行烘干，在所述铝或者铝合金基材表面形成所述金属镀层。
所述步骤S31还包括，在形成金属镀层的铝或铝合金基材表面上通过PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)进行镀膜，形成保护膜。
本发明的铝合金及铝及铝合金表面处理方法先通过基材平面打磨后喷砂，再通过电镀得到结合力牢固并具有沙感的基材，在此基础上去做真空镀，调整基材色泽，达到具有金属感，色泽多样的外观效果。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种铝及铝合金表面处理方法，该方法包括：对铝或铝合金基层表面进行打磨抛光；
对打磨后的所述铝或铝合金基材表面进行喷砂；其中，喷砂后的所述铝或铝合金基材形成磨砂面
对形成有磨砂面的所述铝或铝合金基材进行电镀，在磨砂面上形成金属镀层；所述电镀包括以下步骤：
脱脂：将喷砂后的铝合金基材浸入脱脂液中，其中脱脂液含量为：40-60g/L碳酸钠，20-30g/L硅酸钠,40-60g/L磷酸钠，15-20g/L表面活性剂，脱脂液温度为50-60℃；
碱蚀：使用氢氧化钠在50℃下浸泡0.5-1分钟；其中氢氧化钠含量为40-50g/L，形成氧化膜；
一次剥黑膜：使用500ml/L硝酸常温浸40秒剥离所述氧化膜；
一次沉锌：通过包含为500g/L氢氧化钠，100g/L氧化锌，10g/L酒石酸钾钠，1g/L铁盐及1g/L活化剂的混合液在常温下反应1分钟，在所述磨砂面上形成第一锌层；
二次剥黑膜：使用500ml/L硝酸常温浸40秒，剥离所述氧化膜第一锌层；
二次沉锌:通过包含为500g/L氢氧化钠，100g/L氧化锌，10g/L酒石酸钾钠，1g/L铁盐及1g/L活化剂的混合液在常温反应30秒，形成锌层；
化镍：通过包含为20-25g/L硫酸镍，20-25g/L次磷酸钠，30-40g/L柠檬酸钠，5g/L活化添加剂在常温下反应6-8分钟；
焦铜：通过包含为75-85g/L焦磷酸铜，280-350g/L焦磷酸钾，1-3ml/L,氨0.5-1.0ml/L水焦铜光泽剂的混合液反应4-6分钟，在所述镍层上形成铜层；
酸铜：在包含180-220g/L硫酸铜，50-70g/L硫酸，5-15ml/L开缸剂，0.5-1ml/L整平剂，1-2ml/L光泽剂的混合液反应4-5分钟；
半光镍：通过包含260-300g/L硫酸镍，40-55g/L氯化镍，40-50g/L硼酸，0.5-1.0ml/L光泽剂，0.4-0.8ml/L湿润剂的混合液反应时间4-6分钟，在铜层上形成镍层；
三价铬：通过包含80-120ml/L铬盐，10-15ml/L铬光泽剂，2-5ml/L铬湿润剂的混合液反应1-3分钟，在所述镍层上形成铬层；
还包括在以上所述步骤完成后都进行水洗的步骤，水洗是指将在每一步经过处理后的铝或铝合金基材喷淋水；
在三价铬后水洗完成后进行烘干，在所述铝或者铝合金基材表面形成所述金属镀层。
2.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，脱脂步骤中的浸泡时间为3-5分钟。
3.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述第一、第二次剥黑膜的硝酸液用68％硝酸配置。
4.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述化镍步骤中的混合液的PH值为4.6-4.8。
5.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述焦铜步骤中，反应的温度为55℃，PH为9.0，电流密度为4A/dm2。
6.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述酸铜步骤中，反应的温度为25℃，电流密度为4A/dm2。
7.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述半光镍的步骤中，反应温度为55℃，PH为3.8-4.2，电流密度为4A/dm2。
8.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述三价铬的步骤中，需要的温度为35-45℃，PH为3.2-3.7，电压为6-12V，电流密度为10-15A/dm2。
9.如权利要求1所述的铝及铝合金表面处理方法，其特征在于，所述步骤电镀还包括，在形成金属镀层的铝或铝合金基材表面上通过物理气相沉积形成保护膜。
10.一种铝合金，其特征在于，所述铝合金由权利要求1-9任一项所述的处理方法的得到，所述铝合金包括基层、形成于基层一表面的磨砂层、形成于磨砂层的铜层、形成于铜层的镍层以及形成于所述镍层的铬层。
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