CN105063698B - 不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法 - Google Patents

不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法。该不锈钢基材的表面处理结构包括在不锈钢基材的表面依次层叠设置的打底层、镍效果层、锌层及黑钝层。该不锈钢基材的表面处理结构及其表面处理方法采用镀锌后黑钝的方式，产品的外观颜色能够比PVD真空镀黑铬的产品更黑，并且产品结构稳定，48小时中性盐雾和24小时人工汗达到10级，48小时人工汗达到6级。

Description

不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法
技术领域
本发明涉及电子通信设备领域，尤其是涉及一种不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法。
背景技术
电子通信设备往往使用不锈钢网作为通信设备的听筒网。不锈钢基材的网状结构具有耐腐蚀、结构强度高的优点。但传统的不锈钢基材在镀黑色时普遍采用物理气相沉积(PVD)等真空蒸镀的方式在不锈钢基材上镀一层黑铬层，然而，该黑铬层黑度不够、膜层结构稳定性较差且成本较高。
发明内容
基于此，有必要提供一种膜层结构稳定且能够降低成本的不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法。
一种不锈钢基材的表面处理结构，其特征在于，包括在不锈钢基材的表面依次层叠设置的打底层、镍效果层、锌层及黑钝层。
在其中一个实施例中，所述打底层为冲击镍层或无氰碱铜层。
在其中一个实施例中，所述打底层的厚度为0.1-0.5μm。
在其中一个实施例中，所述镍效果层为光镍层、哑镍层、半光镍层或珍珠镍层。
在其中一个实施例中，所述镍效果层的厚度为2-6μm。
在其中一个实施例中，所述锌层的厚度为6-12μm。
在其中一个实施例中，所述黑钝层为黑色的含锌钝化层，厚度为0.1-0.5μm。
在其中一个实施例中，所述表面处理结构还包括位于所述黑钝层上的封闭膜层。
在其中一个实施例中，所述封闭膜层的厚度为0.1-0.5μm。
一种不锈钢基材的表面处理方法包括如下步骤：
在不锈钢基材的至少一表面镀置打底层；
在所述打底层上镀置镍效果层；
在所述镍效果层上镀置锌层；
对所述锌层的表层进行黑钝处理，将所述表层处理为黑钝层。
在其中一个实施例中，在镀置所述打底层之前，还包括对所述不锈钢基材进行预处理的步骤，所述预处理包括如下步骤：
对所述不锈钢基材进行除油处理，以除去所述不锈钢基材表面的油污；
将除油处理后的所述不锈钢基材作为阴极进行阴极电解处理；
将阴电解处理后的所述不锈钢基材作为阳极进行阳极电解处理；
对阳极电解处理后的所述不锈钢基材进行酸活化处理，使所述不锈钢基材的表面处于活化状态。
在其中一个实施例中，所述镀置打底层是使用电镀的方式在所述不锈钢基材上镀置冲击镍层或无氰碱铜层。
在其中一个实施例中，在所述打底层上镀置镍效果层是使用电镀的方式在所述打底层上镀置光镍层、哑镍层、半光镍层或珍珠镍层。
在其中一个实施例中，在所述镍效果层上镀置锌层是使用电镀的方式镀置所述锌层。
在其中一个实施例中，在所述锌层镀置结束后，还包括对所述锌层进行表面抛光处理的步骤。
在其中一个实施例中，对所述锌层的表层进行黑钝处理是将含有所述锌层的镀件置于黑钝处理液中，对锌层的表面进行置换和氧化处理，得到所述黑钝层。
在其中一个实施例中，在所述黑钝层镀置结束后还包括对得到的镀件进行封闭处理，烘烤后在黑钝层的表面形成封闭膜层的步骤。
上述不锈钢基材的表面处理结构及其表面处理方法采用镀锌后黑钝的方式，产品的外观颜色能够比PVD真空镀黑铬的产品更黑，并且产品结构稳定，48小时中性盐雾和24小时人工汗达到10级，48小时人工汗达到6级。
该不锈钢基材的表面处理结构及其表面处理方法可以直接采用电镀等方式镀置各膜层，加工成本比PVD等真空镀低50％以上。
附图说明
图1为一实施方式的不锈钢基材的表面处理结构的结构示意图；
图2为一实施方式的不锈钢基材的表面处理方法的流程示意图；
图3为实施例1的流程示意图；
图4为实施例2的流程示意图。
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的不锈钢基材的表面处理结构及表面处理方法进行更全面的描述。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。
如图1所示，一实施方式的不锈钢基材的表面处理结构10包括在不锈钢基材100的表面依次层叠设置的打底层200、镍效果层300、锌层400、黑钝层500及封闭膜层600。
不锈钢基材100可以为板状基材或网格状基材等，如电子设备的不锈钢听筒网。
打底层200设在不锈钢基材100的至少一个表面，如可以设在不锈钢基材100的外表面。打底层200为在不锈钢基材100的表面形成的致密的功能性镀层，用于给后续镀置的膜层提供良好的附着力。打底层200优选冲击镍层或无氰碱铜层等，其厚度优选为0.1-0.5μm。
镍效果层300设在打底层200上，可以决定最终产品的外观效果，如可以采用光镍层作为镍效果层，光镍层可以增加最终产品的光泽度；又如可以采用珍珠镍层、半光镍层、哑镍层等作为镍效果层，珍珠镍层、半光镍层及哑镍层可以使最终产品具有哑光效果。镍效果层300的厚度优选为2-6μm。
锌层400设在镍效果层300上，可以为后续黑钝处理提供锌材料支持。锌层400的厚度优选为6-12μm。
黑钝层500为黑色的含锌钝化层。黑钝层500可以决定产品的最终外观效果，并使产品具有较高的耐蚀性。黑钝层的厚度优选为0.1-0.5μm。
封闭膜层600设在黑钝层500上，可以对内部的各膜层形成外层保护，以进一步增强整个产品的耐蚀性。封闭膜层600的厚度优选为0.1-0.5μm。可理解，在其他实施方式中，该不锈钢基材的表面处理结构10也可以不含有该封闭膜层600。
该不锈钢基材的表面处理结构10采用镀锌后黑钝的方式，产品的外观颜色能够比PVD真空镀黑铬的产品更黑，并且48小时中性盐雾和24小时人工汗达到10级，48小时人工汗达到6级，产品结构稳定可靠。
本实施方式还提供了一种不锈钢基材的表面处理方法，如图2所示，该表面处理方法包括如下步骤：
步骤S110，在不锈钢基材的至少一表面镀置打底层。
在本实施方式中，在镀置打底层之前，还包括对不锈钢基材进行预处理的步骤，预处理包括如下步骤：
对不锈钢基材进行除油处理，以除去不锈钢基材表面的油污，增加电镀结合力；
将除油处理后的不锈钢基材作为阴极进行阴极电解处理，以除去不锈钢基材表面的浸渍残渣和部分氧化膜；
将阴电解处理后的不锈钢基材作为阳极进行阳极电解处理，以进一步除去不锈钢基材表面的浸渍残渣和氧化膜；
对阳极电解处理后的不锈钢基材进行酸活化处理，使不锈钢基材的表面处于活化状态，便于后续镀置各膜层。
在本实施方式中，打底层的镀置方式采用电镀的方式，如采用电镀的方式在不锈钢基材上镀置冲击镍层或无氰碱铜层等。
步骤S120，在打底层上镀置镍效果层。
在本实施方式中，在打底层上镀置镍效果层是使用电镀的方式在打底层上镀置光镍层、哑镍层、半光镍层或珍珠镍层，以使最终产品具有所需的光泽度效果。
步骤S130，在镍效果层上镀置锌层。
在本实施方式中，在镍效果层上镀置锌层是使用电镀的方式镀置锌层，为后续黑钝处理提供锌材料基础。
此外，在本实施方式中，在锌层镀置结束后，还包括对锌层进行表面抛光处理的步骤，以使镀置的锌层的整体光泽度一致。
步骤S140，对锌层的表层进行黑钝处理，将表层处理为黑钝层。
在本实施方式中，对锌层的表层进行黑钝处理是将含有锌层的镀件置于黑钝处理液中，对锌层的表面进行置换和氧化处理，得到黑钝层。
步骤S150，对得到的镀件进行封闭处理，烘烤后在黑钝层的表面形成封闭膜层。
可理解，在其他实施方式中，该表面处理方法也可以不含有该步骤S150。
该不锈钢基材的表面处理结构及其表面处理方法可以直接采用电镀或化学镀等方式镀置各膜层，加工成本比PVD等真空镀显著降低，可降低至50％以上。
以下为具体实施例部分
实施例1
产品结构：不锈钢基材/冲击镍层(厚度：0.2μm)/光镍层(厚度：5μm)/锌层(厚度：8μm)/黑钝层(厚度：0.2μm)/封闭膜层(厚度：0.2μm)(其中，“/“表示层叠设置。)
如图3所示，对不锈钢基材进行表面处理的详细的工艺流程及工艺参数如下：
(1)除油
作用：清除不锈钢基材表面油污，增加电镀结合力。
温度：60-80℃。
时间：6-10min。
搅拌条件：超声波震荡处理。
槽液组成：安美特除油液LCB(安美特(中国)化学有限公司，以下该公司产品简称为“安美特”):30-45mL/L(即取30-45mL溶液加水补充至1L，以下mL/L单位同理)；及
安美特除油液349：60-90mL/L。
(2)水洗
将前一步处理后的残留液用自来水清洗干净，防止污染下一步槽液(后续步骤水洗作用相同，故省略)。
(3)阴极电解、阳极电解
先进行阴极电解，再调转电极进行阳极电解，每次电解的参数相同。
作用：去除不锈钢基材表面的浸渍残渣和某些氧化膜。
温度：40-60℃。
时间：60-120sec。
电流密度：2-6A/dm2。
搅拌条件：无需搅拌，只需将不锈钢基材进行旋转即可。
槽液组成：超邦电解除油粉7061(广州超邦化工有限公司，以下该公司产品简称为“超邦”)：40-60g/L。
(4)酸洗
作用：使不锈钢基材的表面处于活化状态。
温度：常温。
时间:30-60sec。
槽液组成：37wt％的盐酸：80-120mL/L。
(5)冲击镍层
作用：在活化的不锈钢基材表面电镀出一层致密又附着力良好的打底镍层。
温度：常温。
时间：30-60sec。
电流密度：4-6A/dm2。
槽液组成：NiCl2·6H2O：160-220g/L；及
HCl：80-110ml/L。
(6)光镍层
作用：增加产品的光泽度。
温度：45-55℃。
pH：3.8-4.2。
时间：2-10min。
搅拌条件：空气循环搅拌(即从电镀槽底部抽取槽液后再加入至电镀槽中，如此循环反复，同时进行对槽液进行鼓气。)。
电流密度：3-8A/dm2。
槽液组成：NiSO4·7H2O：250-330g/L；
NiCl2·6H2O：40-60g/L；
H3BO3：40-60g/L；
安美特光镍辅助剂SA-1：2-12mL/L；
安美特光镍湿润剂Y-19：0.5-2mL/L；以及
安美特光镍主光剂NF：0.2-1mL/L。
(7)锌层
作用：形成锌层，为后面黑钝处理提供锌。
温度：20-30℃。
时间：20-30min。
搅拌条件：循环，不加空气(即从电镀槽底部抽取槽液后再加入至电镀槽中，如此循环反复，不作鼓气处理。)。
电流密度：2-6A/dm2。
槽液组成：NaOH：110-150g/L；
Zn2+溶液：8-12g/L(为Zn2+的质量浓度。)；
H3BO3：40-60g/L；
超邦无氰碱锌2699-M：3-6mL/L；
超邦无氰碱锌2699-W：1-4mL/L；
超邦无氰碱锌2699-Base：6-12mL/L；以及
超邦无氰碱锌2699-Bri：0.2-1mL/L。
(8)出光
作用：对镀置的锌层进行抛光，使整体光泽一致。
温度：常温。
时间：3-10sec。
槽液组成：HNO3：0.2-0.4wt％
(9)黑钝层
作用：生成黑色含锌钝化层，实现黑色外观效果，达到耐蚀性的目的。
温度：常温。
pH：2.3-2.7。
时间：60-120sec。
搅拌条件：鼓气搅拌。
槽液组成：德翔黑钝液912A(苏州德翔金属表面材料有限公司，以下简称为“德翔”)：60-100mL/L；及
德翔黑钝液912B：60-100mL/L。
(10)封闭膜层
作用：增加耐蚀性。
温度：38-43℃。
pH：3.5-4.0。
时间：10-20sec。
槽液组成：德翔黑钝封闭剂18S：100mL/L。
(11)烘烤
对封闭膜进行烘烤处理，得到亮黑的最终产品，经检测，该产品48小时中性盐雾和24小时人工汗达到10级，48小时人工汗达到6级，产品结构稳定可靠。
实施例2
产品结构：不锈钢基材/冲击镍层(厚度0.2μm)/珍珠镍层(厚度：5μm)/锌层(厚度：8μm)/黑钝层(厚度：0.2μm)/封闭膜层(厚度：0.2μm)(其中，“/“表示层叠设置。)
如图4所示，对不锈钢基材进行表面处理的详细的工艺流程及工艺参数如下：
除镀置珍珠镍层外，其他工艺流程及工艺参数等与实施例1的相同，其中镀置珍珠镍层的参数如下：
作用：形成哑光效果。
温度：50-60℃。
pH：4.0-4.8。
时间：2-10min。
搅拌条件：循环，不加空气，同时将工件来回移动或摆动。
电流密度：3-8A/dm2
槽液组成：NiSO4·7H2O：450-500g/L；
NiCl2·6H2O：40-60g/L；
H3BO3：40-60g/L；
超邦珍珠镍走位剂PN-608C：10-20mL/L；
超邦珍珠镍辅助剂PN-608B：4-8mL/L；以及
超邦珍珠镍沙剂PN-608A：0.6-1.0mL/L。
最终制得具有哑黑效果的产品，经检测，该产品48小时中性盐雾和24小时人工汗达到10级，48小时人工汗达到6级，产品结构稳定可靠。
可理解，实施例1和实施例2作为示例，在其他实施例中，上述各步骤中所使用的溶液的种类、浓度及温度和处理时间等工艺参数不限于上面所述，可以根据需要制备的膜层的厚度具体设置，各膜层的厚度以上述数据范围为准。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (11)

1.一种不锈钢基材的表面处理结构，其特征在于，包括在不锈钢基材的表面依次层叠设置的打底层、镍效果层、锌层及黑钝层，所述打底层为冲击镍层或无氰碱铜层，所述打底层的厚度为0.1-0.5μm，
所述镍效果层为光镍层、哑镍层、半光镍层或珍珠镍层，所述镍效果层的厚度为2-6μm。
2.如权利要求1所述的不锈钢基材的表面处理结构，其特征在于，所述锌层的厚度为6-12μm。
3.如权利要求1所述的不锈钢基材的表面处理结构，其特征在于，所述黑钝层为黑色的含锌钝化层，厚度为0.1-0.5μm。
4.如权利要求1所述的不锈钢基材的表面处理结构，其特征在于，还包括位于所述黑钝层上的封闭膜层。
5.如权利要求4所述的不锈钢基材的表面处理结构，其特征在于，所述封闭膜层的厚度为0.1-0.5μm。
6.一种不锈钢基材的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
在不锈钢基材的至少一表面镀置打底层；
在所述打底层上镀置镍效果层；
在所述镍效果层上镀置锌层；
对所述锌层的表层进行黑钝处理，将所述表层处理为黑钝层，
所述镀置打底层是使用电镀的方式在所述不锈钢基材上镀置冲击镍层或无氰碱铜层，
在所述打底层上镀置镍效果层是使用电镀的方式在所述打底层上镀置光镍层、哑镍层、半光镍层或珍珠镍层，所述镍效果层的厚度为2-6μm。
7.如权利要求6所述的不锈钢基材的表面处理方法，其特征在于，在镀置所述打底层之前，还包括对所述不锈钢基材进行预处理的步骤，所述预处理包括如下步骤：
对所述不锈钢基材进行除油处理，以除去所述不锈钢基材表面的油污；
将除油处理后的所述不锈钢基材作为阴极进行阴极电解处理；
将阴极电解处理后的所述不锈钢基材作为阳极进行阳极电解处理；
对阳极电解处理后的所述不锈钢基材进行酸活化处理，使所述不锈钢基材的表面处于活化状态。
8.如权利要求6所述的不锈钢基材的表面处理方法，其特征在于，在所述镍效果层上镀置锌层是使用电镀的方式镀置所述锌层。
9.如权利要求6或8所述的不锈钢基材的表面处理方法，其特征在于，在所述锌层镀置结束后，还包括对所述锌层进行表面抛光处理的步骤。
10.如权利要求6所述的不锈钢基材的表面处理方法，其特征在于，对所述锌层的表层进行黑钝处理是将含有所述锌层的镀件置于黑钝处理液中，对锌层的表面进行置换和氧化处理，得到所述黑钝层。
11.如权利要求6所述的不锈钢基材的表面处理方法，其特征在于，在所述黑钝层镀置结束后还包括对得到的镀件进行封闭处理，烘烤后在黑钝层的表面形成封闭膜层的步骤。
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