CN104962973A - 铝合金件的表面处理结构及表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金件的表面处理结构及表面处理方法。通过使用本发明的表面处理方法得到的表面处理结构包括在所述铝合金件表面依次设置的镍层、铝层及铝阳极氧化层。本发明的表面处理方法工艺简单，对铝合金杂质成分无限制，可以针对所有型号的铝合金件进行表面处理，且表面处理结构容易加工成型，有利于提高工艺效率，降低成本。得到的铝合金件的表面处理结构具有整体均匀的外观效果，颜色鲜亮，质感强。

Description

铝合金件的表面处理结构及表面处理方法

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，尤其是涉及一种铝合金件的表面处理结构及表面处理方法。

背景技术

一般的压铸铝合金都可以做阳极氧化处理，但是大部分在氧化后呈灰褐色。这是由于压铸铝合金中Fe、Cu、Si等杂质含量过多，经阳极氧化后表面的气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷都显露出来。传统的开发有专门针对压铸铝合金阳极氧化后着色的电解液，但这些电解液只适用于特定杂质成分的压铸铝合金，不能在所有压铸铝合金上通用，因而大部分压铸铝合金的阳极氧化只能达到防腐的目的，无法达到3C产品的理想外观效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够解决传统的铝合金氧化后颜色灰暗等问题的铝合金件的表面处理结构及表面处理方法。

一种铝合金件的表面处理结构，包括在铝合金件的表面依次层叠设置的镍层、铝层及铝阳极氧化层；其中，所述镍层的厚度为1～2μm，所述铝阳极氧化层与所述铝层为一体式结构。

在其中一个实施例中，所述铝层的厚度为50～70μm。

在其中一个实施例中，所述铝阳极氧化层的厚度为10～12μm。

在其中一个实施例中，所述铝合金件的表面设有第一喷砂层，及/或所述铝阳极氧化层上设有第二喷砂层。

一种铝合金件的表面处理方法，包括如下步骤：

提供或制备铝合金件；

在所述铝合金件的表面镀制一层厚度为1～2μm的镍层作为中间镀层；

在得到的具有镍层的镀件的表面镀制一层铝层；以及

对镀制的所述铝层进行阳极氧化处理，在所述铝层表面生成一层与所述铝层一体的铝阳极氧化层。

在其中一个实施例中，所述表面处理方法还包括在镀制所述镍层之前，对所述铝合金件进行前处理的步骤，所述前处理的步骤包括：

对所述铝合金件进行除油处理；

对除油处理后的所述铝合金件进行碱蚀处理；以及

对碱蚀处理后的所述铝合金件进行剥黑膜出光处理。

在其中一个实施例中，在所述铝合金件的表面镀制一层厚度为1～2μm的镍层作为中间镀层是使用化学置换镀镍的方式，包括如下步骤：

对所述铝合金件进行一次沉锌处理；

对一次沉锌处理后得到的镀件进行脱锌处理；

对脱锌处理后得到的镀件进行二次沉锌处理，得到具有沉锌层的镀件；以及

对所述具有沉锌层的镀件进行化学镀镍处理，置换所述沉锌层，制备具有所述镍层的镀件。

在其中一个实施例中，在得到的具有镍层的镀件的表面镀制一层铝层是使用电镀的方式，包括如下步骤：

将具有镍层的镀件置于有机电镀液中，采用脉冲电流在所述镍层的表面镀制所述铝层；其中，所述有机电镀液为含有三乙基铝及氟化钠的甲苯溶液，所述三乙基铝的浓度为200～250g/L，所述氟化钠的浓度为40～50g/L，所述甲苯溶液的浓度为300～330g/L；电镀过程中工作电压为6V，脉冲电流为1A，脉冲电流的频率为100Hz，电镀时间为1.5～3小时。

在其中一个实施例中，对镀制的所述铝层进行阳极氧化处理将具有铝层的镀件置于浓度为200～230g/L的硫酸溶液中，在18～23℃下，以13～16V的电压进行阳极氧化处理20～40分钟，在所述铝层的表面制备一层与所述铝层一体的铝阳极氧化层。

在其中一个实施例中，所述表面处理方法还包括镀置所述镍层之前对所述铝合金件的表面进行打磨和喷砂处理，在所述铝合金件的表面制备第一喷砂层的步骤；及/或

还包括在阳极氧化处理之前，对得到的具有铝层的镀件进行喷砂处理，在所述铝层的表面制备第二喷砂层的步骤。

上述铝合金件的表面处理方法工艺简单，对铝合金杂质成分无限制，可以针对所有型号的铝合金件进行表面处理，且表面处理结构容易加工成型，有利于提高工艺效率，降低成本。得到的铝合金件的表面处理结构具有整体均匀的外观效果，颜色鲜亮，质感强。

附图说明

图1为一实施方式的铝合金件的表面处理结构的结构示意图；

图2为一实施方式的铝合金件的表面处理方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施方式的铝合金件的表面处理结构100，包括在铝合金件200的表面依次设置的第一喷砂层110、镍层120、铝层130、铝阳极氧化层140及第二喷砂层150。

其中，第一喷砂层110优选粒径0.045～0.085mm的锆砂。镍层120的厚度为1～2μm。铝层130为半光亮或哑光的纯铝镀层，其厚度优选为50～70μm。铝阳极氧化层140有利于对产品进行各种外观颜色的染色处理，有利于提升产品的质感。铝阳极氧化层140的厚度优选为10～12μm。第二喷砂层150优选粒径为0.045～0.085mm的锆砂或玻璃砂。图1中第一喷砂层110与第二喷砂层150只作为示意，并不用以表示其厚度或与其他层的厚度关系，实际上喷砂层类似于向基材表面打出很多小孔，无需厚度限定。

第一喷砂层110及第二喷砂层150可以使得表面处理结构100具有金属沙感。可理解，在其他实施方式中，该铝合金件的表面处理结构100也可以不含有该第一喷砂层110及/或第二喷砂层150。

通过在铝合金件200的外表面依次设置第一喷砂层110、镍层120、铝层130、铝阳极氧化层140及第二喷砂层150，整个铝合金件的表面处理结构100具有均匀的外观效果，且颜色鲜亮，质感强。

此外，本实施方式还提供了一种铝合金件的表面处理方法，如图2所示，该表面处理方法包括如下步骤：

步骤S310，提供或制备铝合金件。

铝合金件优选为压铸铝合金件。在本实施方式中，还包括对铝合金件进行打磨和喷砂处理，在铝合金件的表面喷置第一喷砂层的步骤。对压铸铝合金件的外表面进行打磨处理可以除去表面的黑膜和料纹，达到表面光亮的效果，其中打磨的方式可以但不限于布轮抛光机自动打磨或手动打磨等，砂料可以但不限于150～220号的锆砂；对打磨处理后的压铸铝合金件进行喷砂处理，喷制第一喷砂层，可以增强压铸铝合金件与后续镀膜层的结合力，其中，喷砂的方式可以但不限于手动或自动喷砂。

此外，还包括对铝合金件或表面具有第一喷砂层的铝合金件进行前处理的步骤，具体包括对所述铝合金件进行除油处理、对除油处理后的所述铝合金件进行碱蚀处理以及对碱蚀处理后的所述铝合金件进行剥黑膜出光处理等处理步骤。

其中，除油处理使用除油剂对铝合金件进行脱脂处理以除去表面的油污，使后续电镀能够顺利进行，增强结合力；碱蚀处理可以是将脱脂处理后的铝合金件置于浓度为50g/L的氢氧化钠或氢氧化钾等强碱性溶液中，在50～60℃下进行碱蚀处理，以除去表面的氧化膜及污物；剥黑膜出光处理可以是将碱蚀处理后的铝合金件置于浓度为500ml/L的硝酸溶液中反应0.5～1分钟进行剥黑膜处理，以除去碱蚀后残留在表面的残渣，其中，浓度为500ml/L的硝酸溶液是将500ml的质量浓度为68％、密度为1.68g/L的硝酸溶液与500ml的水混合配置而成。

步骤S320，在铝合金件的表面镀制一层厚度为1～2μm的镍层作为中间镀层。

在本实施方式中，是使用化学置换镀镍的方式镀制该镍层，具体包括如下步骤：

对铝合金件进行一次沉锌处理。如可以将铝合金件置于浓度为100g/L的锌酸盐溶液(如锌酸钠溶液等)中进行沉锌处理1分钟，在清除表面的天然氧化膜的同时，置换出一薄层致密而且附着力良好的锌层。

对一次沉锌处理后得到的镀件进行脱锌处理。由于第一次沉锌层粗糙多孔，附着力不强，因此将沉锌处理后的铝合金件进行脱锌处理，脱锌处理如可以将具有锌层的镀件置于浓度为500ml/L的硝酸溶液中进行退锌处理1～2分钟，以部分溶解表面沉积的锌层，其中，浓度为500ml/L的硝酸溶液是将500ml的质量浓度为68％、密度为1.68g/L的硝酸溶液与500ml的水混合配置而成。

对脱锌处理后得到的镀件进行二次沉锌处理，得到具有沉锌层的镀件。二次沉锌处理如可以将退锌处理后的铝合金件置于浓度为100g/L的锌酸盐溶液(如锌酸钠溶液等)中进行二次沉锌处理0.5分钟，在表面形成一层厚度为0.1～0.2μm的锌层；

对具有沉锌层的镀件进行化学镀镍处理，置换沉锌层，制备具有镍层的镀件。镀液如可以是浓度为140g/L的硫酸镍溶液，反应时间如可为5～10分钟。

此外，在本实施方式中，在镍层镀制后还包括将镀有镍层的镀件置于有机溶剂(如甲苯等)中浸泡处理1～2分钟，使镍层的表面完全覆盖有机溶剂的步骤，使后续镀铝更顺利进行。

步骤S330，在得到的具有镍层的镀件的表面镀制一层铝层。

在本实施方式中，是使用电镀的方式镀置该铝层。如可以将上述得到的镀件置于有机电镀液中，采用脉冲电流在铝合金件表面镀置厚度为30～100μm的纯铝镀层。有机电镀液为含有三乙基铝及氟化钠的甲苯溶液，其中，三乙基铝的浓度为200～250g/L，氟化钠的浓度为40～50g/L，甲苯的浓度为300～330g/L。电镀过程中，工作电压为6V，脉冲电流为1A，脉冲电流的频率为100Hz，电镀时间为1.5～3小时。

步骤S340，对镀制的铝层进行阳极氧化处理，在铝层表面生成一层与所述铝层一体式的铝阳极氧化层。

在本实施方式中，阳极氧化处理工艺可以使用普通的硫酸处理即可，无需复杂的阳极氧化工艺，如可以将具有铝层的镀件置于浓度为200～230g/L的硫酸溶液中，在18～23℃下，以13～16V的电压进行阳极氧化处理20～40分钟，在铝层的表面制备一层与该铝层一体式的铝阳极氧化层。

进一步，在本实施方式中，在对镀件进行阳极氧化处理之前，还包括对得到的具有铝层的镀件进行喷砂处理，制备第二喷砂层的步骤。如可以在铝层的表面使用粒径为0.045～0.085mm的锆砂或玻璃砂进行喷砂处理，以在铝层的表面喷制该第二喷砂层。

第二喷砂层喷置完成后，为使后续阳极氧化顺利进行，本实施方式还包括对具有第二喷砂层的镀件进行阳极氧化前处理的步骤，具体包括如下步骤：

使用除油剂对喷砂处理后的铝层表面进行脱脂处理以除去表面的油污，使表面清洁，有利于阳极氧化处理；

将脱脂处理后的镀件置于50g/L的氢氧化钠溶液中，在50～60℃下进行碱蚀处理，以除去表面的氧化膜及污物；

将碱蚀处理后的镀件进行除灰处理，以除去碱蚀处理后残留在表面的残渣；

将除灰处理后的镀件置于硝酸溶液与硫酸溶液的混合溶液中，在90～110℃下反应3～15秒进行化学抛光处理，以增强表面光泽，其中，硝酸溶液与硫酸溶液的体积比为3:1，硝酸溶液的质量浓度为68％，密度为1.68g/L，硫酸溶液的质量浓度为98％，密度为1.84g/L。

在阳极氧化处理之后，得到具有与铝层一体式结构的铝阳极氧化层，该铝阳极氧化层可以经染色处理和封闭处理等进一步表面处理后得到各种外观颜色，质感强。其中，染色处理如可以是将阳极氧化处理后的镀件在水洗后置于含有茜黄素S 0.3g/L和茜红素R 0.5g/L染料的染液中反应1～2分钟。封孔处理如可以是将染色处理后的镀件在水洗后置于含硫酸镍4.5g/L封孔液中，于90℃下反应15分钟。通过对铝阳极氧化层进行着色并封孔处理，可以得到特定需求的外观颜色，如使用上述茜黄素S和茜红素R染料可以得到金黄色外观的产品。

上述铝合金件的表面处理方法工艺简单，对铝合金杂质成分无限制，可以针对所有型号的铝合金件进行表面处理，且表面处理结构容易加工成型，有利于提高工艺效率，降低成本。得到的铝合金件的表面处理结构具有整体均匀的外观效果，颜色鲜亮，质感强。

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 (10)

1.一种铝合金件的表面处理结构，其特征在于，包括在铝合金件的表面依次层叠设置的镍层、铝层及铝阳极氧化层；其中，所述镍层的厚度为1～2μm，所述铝阳极氧化层与所述铝层为一体式结构。

2.如权利要求1所述的铝合金件的表面处理结构，其特征在于，所述铝层的厚度为50～70μm。

3.如权利要求1所述的铝合金件的表面处理结构，其特征在于，所述铝阳极氧化层的厚度为10～12μm。

4.如权利要求1所述的铝合金件的表面处理结构，其特征在于，所述铝合金件的表面设有第一喷砂层，及/或所述铝阳极氧化层上设有第二喷砂层。

5.一种铝合金件的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供或制备铝合金件；

在所述铝合金件的表面镀制一层厚度为1～2μm的镍层作为中间镀层；

在得到的具有镍层的镀件的表面镀制一层铝层；以及

对镀制的所述铝层进行阳极氧化处理，在所述铝层表面生成一层与所述铝层一体的铝阳极氧化层。

6.如权利要求5所述的铝合金件的表面处理方法，其特征在于，还包括在镀制所述镍层之前，对所述铝合金件进行前处理的步骤，所述前处理的步骤包括：

对所述铝合金件进行除油处理；

对除油处理后的所述铝合金件进行碱蚀处理；以及

对碱蚀处理后的所述铝合金件进行剥黑膜出光处理。

7.如权利要求5所述的铝合金件的表面处理方法，其特征在于，在所述铝合金件的表面镀制一层厚度为1～2μm的镍层作为中间镀层是使用化学置换镀镍的方式，包括如下步骤：

对所述铝合金件进行一次沉锌处理；

对一次沉锌处理后得到的镀件进行脱锌处理；

对脱锌处理后得到的镀件进行二次沉锌处理，得到具有沉锌层的镀件；以及

对所述具有沉锌层的镀件进行化学镀镍处理，置换所述沉锌层，制备具有所述镍层的镀件。

8.如权利要求5所述的铝合金件的表面处理方法，其特征在于，在得到的具有镍层的镀件的表面镀制一层铝层是使用电镀的方式，包括如下步骤：

将具有镍层的镀件置于有机电镀液中，采用脉冲电流在所述镍层的表面镀制所述铝层；其中，所述有机电镀液为含有三乙基铝及氟化钠的甲苯溶液，所述三乙基铝的浓度为200～250g/L，所述氟化钠的浓度为40～50g/L，所述甲苯溶液的浓度为300～330g/L；电镀过程中工作电压为6V，脉冲电流为1A，脉冲电流的频率为100Hz，电镀时间为1.5～3小时。

9.如权利要求5所述的铝合金件的表面处理方法，其特征在于，对镀制的所述铝层进行阳极氧化处理将具有铝层的镀件置于浓度为200～230g/L的硫酸溶液中，在18～23℃下，以13～16V的电压进行阳极氧化处理20～40分钟，在所述铝层的表面制备一层与所述铝层一体的铝阳极氧化层。

10.如权利要求5所述的铝合金件的表面处理方法，其特征在于，还包括镀置所述镍层之前对所述铝合金件的表面进行打磨和喷砂处理，在所述铝合金件的表面制备第一喷砂层的步骤；及/或

还包括在阳极氧化处理之前，对得到的具有铝层的镀件进行喷砂处理，在所述铝层的表面制备第二喷砂层的步骤。