CN112725862A - 金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件 - Google Patents

金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件 Download PDF

Info

Publication number
CN112725862A
CN112725862A CN202011519779.XA CN202011519779A CN112725862A CN 112725862 A CN112725862 A CN 112725862A CN 202011519779 A CN202011519779 A CN 202011519779A CN 112725862 A CN112725862 A CN 112725862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxide film
metal
anodic oxide
metal piece
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011519779.XA
Other languages
English (en)
Inventor
胡玉梅
杨清豪
王政权
韩家伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Yuzhan Precision Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Yuzhan Precision Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Yuzhan Precision Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Yuzhan Precision Technology Co ltd
Priority to CN202011519779.XA priority Critical patent/CN112725862A/zh
Publication of CN112725862A publication Critical patent/CN112725862A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/10—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本申请提供一种金属件阳极氧化膜的制备方法，包括：将金属件放入电解液中，以所述金属件作为阳极对所述金属件进行阳极氧化，其中，所述电解液包括多质子酸、络合剂和溶剂，所述溶剂包括水和与所述水互溶的有机溶剂。本申请提供的金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件，通过对电解液配方进行调整，使阳极氧化膜的强度和耐蚀性等性能得到提升，从而提高金属塑胶复合件接合接口的强度并提升耐受性，有效的避免后续经过外观阳极氧化工艺时膜层的溶蚀与破坏，从而降低了强度失效的机率。

Description

金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件
技术领域
本申请涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件。
背景技术
消费类电子产品越来越多的用于人们的日常生活中，手机的壳体包括屏幕，后盖以及位于屏幕和后盖之间的中框。手机中框的材质一般含有铝合金，手机中框的工艺主要包括以下步骤：铝合金CNC(数控)→微孔洞腐蚀→纳米孔洞腐蚀(功能阳极氧化)→注塑成型→CNC→…→外观阳极氧化→组装。其中，先在铝合金上进行微米蚀刻以扩大铝合金比表面积，然后在铝合金表面进行功能阳极氧化处理形成纳米孔洞，将塑胶注塑进入微米孔和纳米孔，形成金属塑胶结合件的中框，从而使铝合金与塑胶之间的界面紧密结合且具备防水效果(达到IP68防水等级)。
但是，后续的外观阳极氧化步骤中容易对纳米孔洞腐蚀步骤中形成的阳极氧化膜造成损伤，从而导致金属塑胶结合件在金属和塑胶的接合界面密封性受损，进而影响手机中框的密封效果，导致手机中框的气防和水防效果失效。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种金属件阳极氧化膜的制备方法，可防止外观阳极化步骤对功能阳极氧化步骤中的膜层造成影响，保证了后续形成气防、水防、接合强度的综合性能。
为达到上述目的，本申请提出的一种金属件阳极氧化膜的制备方法，包括：将金属件放入电解液中，以所述金属件作为阳极对所述金属件进行阳极氧化，其中，所述电解液包括多质子酸、络合剂和溶剂，所述溶剂包括水和与所述水互溶的有机溶剂。
一种实施方式中，所述有机溶剂的体积与所述水的体积比的范围为(5～9):(1～5)。
一种实施方式中，所述络合剂选自羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。
一种实施方式中，所述多质子酸选自磷酸、硫酸、草酸、酒石酸中的至少一种。
一种实施方式中，所述多质子酸的浓度为10g/L-200g/L。
一种实施方式中，所述有机溶剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。
一种实施方式中，所述阳极氧化在室温和定电圧模式下进行20min-40min，电压范围为15V-50V。
本申请还提出一种具有阳极氧化膜的金属件，所述金属件包括金属基体和位于所述金属基体表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包含孔，所述孔的孔壁厚度范围为1nm-10nm，所述孔的孔径范围为10nm-100nm。
一种实施方式中，所述阳极氧化膜的厚度范围为200nm-1000nm。
一种实施方式中，所述金属件的材质为铝及其合金中的至少一种。
本申请提供的金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件，通过对电解液配方进行调整，使阳极氧化膜的强度和耐蚀性等性能得到提升，从而提高金属塑胶复合件接合处的强度并提升耐受性，有效的避免后续经过外观阳极氧化工艺时阳极氧化膜的膜层的溶蚀与破坏，从而降低了强度失效的机率，保证了金属塑胶复合件的水防和气防性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
图1为本申请实施例1制备的金属塑胶复合件的接合界面的形貌图。
图2为图1中所述金属塑胶复合件的接合界面经外观阳极氧化后的形貌图。
图3为图1中所述金属塑胶复合件的接合界面经外观阳极氧化后的SEM图。
图4对比例1制备的金属塑胶复合件的接合界面的形貌图。
图5为图4中所述金属塑胶复合件的接合界面经外观阳极氧化后的形貌图。
图6为图4中所述金属塑胶复合件的接合界面经外观阳极氧化后的SEM图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请实施例。
具体实施方式
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申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请实施例。
相关技术中，在手机中框铝合金的纳米孔洞腐蚀后，会增加表面活化的步骤，即外加有机活化剂(如胺、硫醇、有机硅烷等)进行表面活化修饰。然而，此方法步骤繁琐，造成原料、人力与时间的耗费，有待改进。
本申请提出的一种金属件阳极氧化膜的制备方法，包括：将金属件放入电解液中，以所述金属件作为阳极对所述金属件进行阳极氧化，其中，所述电解液包括多质子酸、络合剂和溶剂，所述溶剂包括水和与所述水互溶的有机溶剂。其中，所述金属件表面具有微米孔。
一些实施例中，所述有机溶剂的体积与所述水的体积比的范围为(5～9):(1～5)。
一些实施例中，所述络合剂选自羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。
一些实施例中，所述多质子酸选自磷酸、硫酸、草酸、酒石酸中的至少一种。
一些实施例中，所述多质子酸的浓度为10g/L-200g/L。
一些实施例中，所述有机溶剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。
一些实施例中，所述阳极氧化在室温和定电圧模式下进行20min-40min，电压范围为15V-25V。
本申请还提出一种具有阳极氧化膜的金属件，所述金属件包括金属基体和位于所述金属基体表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包含孔，所述孔的孔壁厚度范围为1nm-10nm，所述孔的孔径范围为10nm-100nm。
一些实施例中，所述阳极氧化膜的厚度范围为200nm-1000nm。
一些实施例中，所述金属件为铝及其合金中的至少一种。
以下将结合具体实施例对本申请所述制备方法及所述具有阳极氧化膜的金属件作进一步说明。
实施例1
前处理：金属件在进行纳米孔洞腐蚀(阳极氧化)处理前，需要经过脱脂→碱咬→剥黑膜→微米孔洞蚀刻→烘干等步骤。其中，微米孔洞蚀刻用(电)化学蚀刻、喷砂、激光造孔等常用蚀刻方法在金属件表面蚀刻出20～50μm的微米孔，以增加金属件的比表面积，其余步骤均采用常用方法处理，此处不再赘述。所述金属件为铝合金、镁合金或不锈钢等合金，一些实施例中为铝合金，所述铝合金为7K03。
阳极氧化：将25g磷酸和5g羟基乙叉二膦酸(HEDP)溶解于910mL乙二醇和90mL去离子水中，配制成1L电解液；然后将经过前处理的金属件放入上述电解液中，以所述金属件作为阳极对所述金属件进行阳极氧化，阳极氧化在室温和定电圧模式下进行20min-40min，电压范围为15V-25V。所述电解液中，磷酸的浓度为25g/L，HEDP的浓度为5g/L。
可以理解的是，有机溶剂还可以选自丙二醇、丙三醇中等可与水互溶的溶剂，多质子酸还可以选自硫酸、草酸、酒石酸等。利用可与水互溶的有机溶剂取代水系溶剂，可降低无机酸于氧化过程中对氧化膜壁的溶蚀与破坏。结合有机溶剂提高整体电解液的电阻，提升在固定电压下的尖端效应，使添加的络合剂能够加强尖角薄弱处的作用强度。络合剂还可以为乙二胺四乙酸(EDTA)等对锌金属有高度亲和性的络合剂，通过额外添加对锌金属有高度亲和性的络合剂对金属件内扩散出的锌离子进行络合，降低锌金属等杂质元素对氧化膜性能造成的不良影响。
经过所述阳极氧化后，所述金属件包括金属基体和位于所述金属基体表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包含孔，所述孔的孔壁厚度范围为1nm-10nm，所述孔的孔径范围为10nm-100nm，所述阳极氧化膜的厚度范围为200nm-1000nm。
将实施例1经阳极氧化后的金属件进行注塑成型，得到的金属塑胶复合件的接合界面的形貌图如图1所示。由图1可知，所述金属/塑胶复合件的接口接合完整，表面有大量残留塑胶。将所述金属塑胶复合件进行外观阳极氧化，得到的界面图如图2所示。由图2可知，经过外观阳极氧化后的金属塑胶复合件的接合界面因受到阳极氧化膜的保护接合完整，表面未观察到破坏情况，所述阳极氧化膜的气防、水防性能等并未受到破坏，可维持在经过外观阳极氧化前的水平。
在外观阳极氧化的过程中，不同时间段实施例1中所述金属塑胶复合件的接合界面的SEM(扫描式电子显微镜)图如图3所示。图3中，(a)表示的是经过外观阳极氧化后25分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图，(b)表示的是经过外观阳极氧化后30分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图，(c)表示的是经过外观阳极氧化后35分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图，(d)表示的是经过外观阳极氧化后40分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图。从图中可以清楚地看出，经过外观阳极氧化后25分钟、30分钟、35分钟和40分钟后的接合界面，所述阳极氧化膜的孔洞外边缘形状规整，在外观阳极氧化过程中并没有被溶解。
对比例1
与实施例1不同之处在于电解液中磷酸浓度为105g/L，并且没有添加络合剂HEDP，其余条件参数都相同。
将对比例1经阳极氧化后的金属件进行注塑成型，得到金属塑胶复合件的接合界面的形貌图如图4所示。由图4可知，所述金属塑胶复合件的接口接合完整，表面有大量残留塑胶。将所述金属塑胶复合件进行外观阳极氧化，得到的界面图如图5所示。由图5可知，经过外观阳极氧化后的金属塑胶复合件的接口因受到溶液腐蚀导致接合不完整，表面可观察到破坏情况，气防和水防性能因此下降了20～30％。
在外观阳极氧化的过程中，不同时间段对比例1中所述金属塑胶复合件的接合界面的SEM(扫描式电子显微镜)图如图6所示。图6中，(a)表示的是经过外观阳极氧化后25分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图，(b)表示的是经过外观阳极氧化后30分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图，(c)表示的是经过外观阳极氧化后35分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图，(d)表示的是经过外观阳极氧化后40分钟后的金属塑胶复合件的接合界面SEM图。从图中可以清楚地看出，经过外观阳极氧化后25分钟后的接合界面，所述阳极氧化膜的孔洞外边缘形状规整。但是，在30分钟和35分钟后，所述阳极氧化膜的孔洞外边缘形状开始变得不规整，表示阳极氧化膜有轻微溶解。在40分钟后，所述阳极氧化膜的孔洞外边缘形状变得杂乱无序，表明所述阳极氧化膜被严重溶解。
本申请以有机溶剂和水混合的体系作为溶剂外加络合剂的配方，可提升制备的阳极氧化膜的强度、耐蚀性，从而提升界面在经过外观阳极氧化后的接合强度以及气防水防质量。其中，有机溶剂可以避免在阳极氧化过程中使用的酸对阳极氧化膜的破坏，络合剂可与金属件中的锌络合，防止锌破坏阳极氧化膜的强度，从而提高阳极氧化膜的强度，进而防止后续外观阳极氧化时对之前阳极氧化膜的破坏。有机溶剂和络合剂的配合使用，可以防止有机溶剂体系中尖端效应的加剧而导致的阳极氧化膜的强度降低。本申请通过简易的一步法阳极氧化，达到与有机活化层加强界面结合力的同等效果，并提升了氧化膜的物化性能，保证了气防、水防、接合强度的综合性能。
以上实施方式仅用以说明本申请实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种金属件阳极氧化膜的制备方法，包括：
将金属件放入电解液中，以所述金属件作为阳极对所述金属件进行阳极氧化，其中，所述电解液包括多质子酸、络合剂和溶剂，所述溶剂包括水和与所述水互溶的有机溶剂。
2.如权利要求1所述的金属件阳极氧化膜的制备方法，其中，所述有机溶剂的体积与所述水的体积比的范围为(5～9):(1～5)。
3.如权利要求1所述的金属件阳极氧化膜的制备方法，其中，所述络合剂选自羟基乙叉二膦酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。
4.如权利要求1所述的金属件阳极氧化膜的制备方法，其中，所述多质子酸选自磷酸、硫酸、草酸、酒石酸中的至少一种。
5.如权利要求1所述的金属件阳极氧化膜的制备方法，其中，所述多质子酸的浓度为10g/L-200g/L。
6.如权利要求1所述的金属件阳极氧化膜的制备方法，其中，所述有机溶剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。
7.如权利要求1所述的金属件阳极氧化膜的制备方法，其中，所述阳极氧化在室温和定电圧模式下进行20min-40min，电压范围为15V-50V。
8.一种具有阳极氧化膜的金属件，其中，所述金属件包括金属基体和位于所述金属基体表面的阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包含孔，所述孔的孔壁厚度范围为1nm-10nm，所述孔的孔径范围为10nm-100nm。
9.如权利要求8所述的具有阳极氧化膜的金属件，其中，所述阳极氧化膜的厚度范围为200nm-1000nm。
10.如权利要求8所述的具有阳极氧化膜的金属件，其中，所述金属件的材质为铝及其合金中的至少一种。
CN202011519779.XA 2020-12-21 2020-12-21 金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件 Pending CN112725862A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011519779.XA CN112725862A (zh) 2020-12-21 2020-12-21 金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011519779.XA CN112725862A (zh) 2020-12-21 2020-12-21 金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112725862A true CN112725862A (zh) 2021-04-30

Family

ID=75604347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011519779.XA Pending CN112725862A (zh) 2020-12-21 2020-12-21 金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112725862A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1051665A (zh) * 1962-06-15
CN102586833A (zh) * 2012-01-19 2012-07-18 黑龙江省科学院石油化学研究院 一种用于胶接前的钛合金表面处理方法
CN103451701A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 比亚迪股份有限公司 一种表面处理的金属及其表面处理的方法和金属树脂复合体及其制备方法
CN105132985A (zh) * 2015-09-16 2015-12-09 瑞声声学科技(深圳)有限公司 金属件与树脂的复合体及其制作方法
CN108115881A (zh) * 2017-11-27 2018-06-05 上海实舰金属表面技术研发中心 一种金属表面处理工艺
CN109795071A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 深圳市裕展精密科技有限公司 金属与树脂的复合体及其制造方法
CN111041478A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 深圳市裕展精密科技有限公司 金属制品、复合体及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1051665A (zh) * 1962-06-15
CN102586833A (zh) * 2012-01-19 2012-07-18 黑龙江省科学院石油化学研究院 一种用于胶接前的钛合金表面处理方法
CN103451701A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 比亚迪股份有限公司 一种表面处理的金属及其表面处理的方法和金属树脂复合体及其制备方法
CN105132985A (zh) * 2015-09-16 2015-12-09 瑞声声学科技(深圳)有限公司 金属件与树脂的复合体及其制作方法
CN109795071A (zh) * 2017-11-17 2019-05-24 深圳市裕展精密科技有限公司 金属与树脂的复合体及其制造方法
CN108115881A (zh) * 2017-11-27 2018-06-05 上海实舰金属表面技术研发中心 一种金属表面处理工艺
CN111041478A (zh) * 2019-12-20 2020-04-21 深圳市裕展精密科技有限公司 金属制品、复合体及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
袁朴等编著: "《PS版技术及应用》", 30 June 1994, 印刷工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112318814B (zh) 金属塑胶复合体、制备方法及装置
CN104786426B (zh) 使金属嵌件注塑成型的方法及金属嵌件的注塑产品
US20160160371A1 (en) Metal-and-resin composite and method for making the same
JP4600701B2 (ja) 樹脂金属接合体及びその製造方法
US20090152120A1 (en) Surface treatment process for coloring metal articles
CN107295760B (zh) 一种具有陶瓷面板的金属壳体及其制备方法和应用
JP2012193448A (ja) ステンレス鋼と樹脂の複合体及びその製造方法
US20120208042A1 (en) Stainless steel article and method for making same
WO2018001131A1 (zh) 壳体及其制备方法和应用
US20130157006A1 (en) Method for making magnesium/magnesium alloy-and-resin composite and magnesium/magnesium alloy-and-resin composite thereof
US20190159352A1 (en) Housing and method for fabrication thereof and application thereof
CN108342762B (zh) 壳体的制作方法、壳体及电子装置
CN106584761A (zh) 一种纳米注塑方法
CN109913923A (zh) 用于镁合金铝合金复合件表面处理的表面处理液及方法
CN101722622A (zh) 金属与塑胶结合的方法
CN112725862A (zh) 金属件阳极氧化膜的制备方法及具有阳极氧化膜的金属件
EP3154778B1 (en) Anodized metal component
KR101568991B1 (ko) 알루미늄-수지 금속 복합체 및 이의 제조방법
FR3106838A1 (fr) Procede de colmatage des alliages d’aluminium
CN106544711A (zh) 结合异质材料的金属工件的阳极处理方法
CN111619171A (zh) 金属制品及其制备方法和金属复合体及其制备方法
CN204936373U (zh) 金属和树脂的复合体及应用该复合体的壳体
JP2006026912A (ja) 基材部品および金属樹脂複合成形体および金属樹脂複合成形体の製造方法
TWM545692U (zh) 不銹鋼件與合成樹脂件的複合成型體
CN110117809B (zh) 氧化膜制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210430