CN114717560A - 一种锆合金纳米处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锆合金纳米处理方法，包括：S1：将金属工件进行脱脂处理；S2：将脱脂处理后的金属工件进行表面酸洗粗化处理；S3：将酸洗粗化处理后的金属工件进行碱蚀处理；S4：将碱蚀处理后的金属工件再次进行酸洗粗化，使其表面形成均匀的孔洞；S5：将再次酸洗粗化后的金属工件加入酸性强化药液进行强化处理；S6：将强化处理后的工件进行烘烤。本发明中，经过以上步骤处理后的金属工件与热塑性塑胶料通过高温高压的方式注塑相接合，完成两种材料一体化。

Description

一种锆合金纳米处理方法
技术领域
本发明涉及一种锆合金纳米处理方法。
背景技术
智能穿戴设备的过程常用锆合金(液态金属)与热熔型塑胶件，在使用过程中，需要将两者安装在一起，现有技术中，通过金属工件表面的抓胶结构来实现两者结合，但是这样的结构无法达到一体化效果，进而无法通过气密测试，为了通过气密测试，需要进行点胶，过程繁琐不便。
发明内容
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种锆合金纳米处理方法，包括以下步骤：
S1：将金属工件进行脱脂处理；
S2：将脱脂处理后的金属工件进行表面酸洗粗化处理；
S3：将酸洗粗化处理后的金属工件进行碱蚀处理；
S4：将碱蚀处理后的金属工件再次进行酸洗粗化，使其表面形成均匀的孔洞；
S5：将再次酸洗粗化后的金属工件加入酸性强化药液进行强化处理；
S6：将强化处理后的工件进行烘烤。
在S1中，所采用的脱脂溶液为50-80ml/L含有磷酸钠，碳酸钠及焦磷酸钠成分的混合溶液，脱脂的处理的温度为60-80℃，金属工件浸泡时间为5-8 分钟。
在S2中，酸洗粗化处理所采用药液为包含有盐酸10％-15％，三氯化铁 10％-15％的混合溶液，该混合溶液还包含表面活性剂，粗化处理温度为40-50℃，金属工件浸泡时间为3-5分钟，表面活性剂为磷酸三钠。
在S3中，碱蚀处理所采用的药液为包含50-80g/L的氢氧化钠，1％-3％的亚硝酸钠的混合溶液，该混合溶液还包含催化剂，所述催化剂用于去除三氯化铁，碱蚀处理温度为60-80℃，金属工件浸泡时间为3-5分钟。
在S4中，酸洗粗化所采用的药液为包含硫酸10％-20％，盐酸10-20ml/L、表面成孔剂50-80ml/L、表面活性剂1-5ml/L的混合溶液，酸洗粗化温度为 50-60℃，金属工件浸泡时间10-15分钟，所采用的硫酸为98％,盐酸是35％工业级，表面成孔剂为是间硝基苯甲酸，表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚L64。
在S5中，强化处理所采用的药液包含硫酸20％-30％、盐酸20-30ml/L、表面成孔剂50-80ml/L、表面活性剂1-5ml/L的混合溶液，酸洗粗化温度为 70-90℃，金属工件浸泡时间15-30分钟，所采用的硫酸为98％,盐酸是35％工业级，表面成孔剂是间硝基苯甲酸，表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚L64。
在S6中，将金属工件恒温烘烤15-20分钟后拿出冷却，之后用OPP袋子密封装好，防止污染，包装好后转注塑。
本发明的有益效果在于：本发明中，经过以上步骤处理后的金属工件与热塑性塑胶料通过高温高压的方式注塑相接合，完成两种材料一体化。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本发明提供一种锆合金纳米处理方法，包括以下步骤：
S1：将金属工件进行脱脂处理；
S2：将脱脂处理后的金属工件进行表面酸洗粗化处理；
S3：将酸洗粗化处理后的金属工件进行碱蚀处理；
S4：将碱蚀处理后的金属工件再次进行酸洗粗化，使其表面形成均匀的孔洞；
S5：将再次酸洗粗化后的金属工件加入酸性强化药液进行强化处理；
S6：将强化处理后的工件进行烘烤。
进一步地，在S1中，所采用的脱脂溶液为50-80ml/L含有磷酸钠，碳酸钠及焦磷酸钠成分的混合溶液，脱脂的处理的温度为60-80℃，金属工件浸泡时间为5-8分钟。该步骤中，能有效清除金属工件表面油污，手指印及其他脏污的成分，保持金属工件表面清洁。脱脂时增加超声波清洗效果更佳。
进一步地，在S2中，酸洗粗化处理所采用药液为包含有盐酸10％-15％，三氯化铁10％-15％的混合溶液，该混合溶液还包含表面活性剂，优选的，表面活性剂为磷酸三钠，粗化处理温度为40-50℃，金属工件浸泡时间为3-5分钟。
在该步骤中，盐酸主要为氯离子成分，在加温的条件下能有效的腐蚀金属工件表面金属物质，保留原有的锆合金成分，在配合三氯化铁的情况下可以使金属工件表面形成粗糙度在2-3左右的形貌。而且采用表面活性剂可增强表面处理效果。
进一步地，在S3中，碱蚀处理所采用的药液为包含50-80g/L的氢氧化钠， 1％-3％的亚硝酸钠的混合溶液，该混合溶液还包含催化剂，催化剂可选用次亚磷酸钠，四丙基氢氧化铵，所述催化剂用于去除三氯化铁，碱蚀处理温度为 60-80℃，金属工件浸泡时间为3-5分钟。
在该步骤中，利用强碱将金属工件表面的Fe成分清洗干净。强碱促进工件金属活性，便于后工序处理。此工序的主要目的是将工件表面的铁成分清洗干净的同时利用强碱的腐蚀性将工件表面的其他成分清除，使工件表面有轻微的裂纹状。增强后工序药水渗透效果。也可以增加超声清洗、延长时间来优化。
进一步地，在S4中，酸洗粗化所采用的药液为包含硫酸10％-20％，盐酸 10-20ml/L、表面成孔剂50-80ml/L、表面活性剂1-5ml/L的混合溶液，酸洗粗化温度为50-60℃，金属工件浸泡时间10-15分钟。在该步骤中，再次酸洗粗化是将工件腐蚀出大小均匀的纳米孔。其中，所采用的硫酸为98％,盐酸是35％工业级，表面成孔剂为是间硝基苯甲酸，表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚L64。此工序的目的是利用药水成孔腐蚀效果在工件表面腐蚀出纳米孔形态，可适当提高药水浓度，温度，延长时间。
进一步地，在S5中，强化处理所采用的药液包含硫酸20％-30％、盐酸 20-30ml/L、表面成孔剂50-80ml/L、表面活性剂1-5ml/L的混合溶液，酸洗粗化温度为70-90℃，金属工件浸泡时间15-30分钟。在该步骤中，强化处理后，使得孔变大变深。所采用的硫酸为98％,盐酸是35％工业级，表面成孔剂是间硝基苯甲酸，表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚L64。此工序的目的是在上工序腐蚀出孔洞的基础上强化腐蚀，将工件表面孔径大小腐蚀到30-200左右的效果，由于工艺属于化学腐蚀工艺，孔径大小会变化较大，如需要增加孔大小可以将药水浓度提高10-30％,延长处理时间。使空洞达到需要的大小形态。
进一步地，在S6中，将金属工件恒温烘烤15-20分钟后拿出冷却。烘烤温度在80-100℃范围内。之后用OPP袋子密封装好，防止污染，包装好后转注塑。
本发明中，经过以上步骤处理后的金属工件与塑胶料通过高温高压的方式相接合，完成两种不同材质的一体化。主要原理是利用工件表面有大小不规则絮状的纳米孔洞，塑胶在高温，高压，高速的条件下，迅速进入纳米孔洞内，塑胶进入纳米孔内相结合，完成两种材料一体化。常用的塑胶料拉力有所不同，常用塑胶料PPS，PA，PBT,PPS PA塑胶料拉力可到达30-40MPa， PBT塑胶料拉力可达到25-35MPa。
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实用新型专利范围的限制。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)

1.一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将金属工件进行脱脂处理；
S2：将脱脂处理后的金属工件进行表面酸洗粗化处理；
S3：将酸洗粗化处理后的金属工件进行碱蚀处理；
S4：将碱蚀处理后的金属工件再次进行酸洗粗化，使其表面形成均匀的孔洞；
S5：将再次酸洗粗化后的金属工件加入酸性强化药液进行强化处理；
S6：将强化处理后的工件进行烘烤。
2.根据权利要求1所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：在S1中，所采用的脱脂溶液为50-80ml/L含有磷酸钠，碳酸钠及焦磷酸钠成分的混合溶液，脱脂的处理的温度为60-80℃，金属工件浸泡时间为5-8分钟。
3.根据权利要求1所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：在S2中，酸洗粗化处理所采用药液为包含有盐酸10％-15％，三氯化铁10％-15％的混合溶液，该混合溶液还包含表面活性剂，粗化处理温度为40-50℃，金属工件浸泡时间为3-5分钟。
4.根据权利要求3所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：表面活性剂为磷酸三钠。
5.根据权利要求1所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：在S3中，碱蚀处理所采用的药液为包含50-80g/L的氢氧化钠，1％-3％的亚硝酸钠的混合溶液，该混合溶液还包含催化剂，所述催化剂用于去除三氯化铁，碱蚀处理温度为60-80℃，金属工件浸泡时间为3-5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：在S4中，酸洗粗化所采用的药液为包含硫酸10％-20％，盐酸10-20ml/L、表面成孔剂50-80ml/L、表面活性剂1-5ml/L的混合溶液，酸洗粗化温度为50-60℃，金属工件浸泡时间10-15分钟。
7.根据权利要求6所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：所采用的硫酸为98％,盐酸是35％工业级，表面成孔剂为是间硝基苯甲酸，表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚L64。
8.根据权利要求1所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：，在S5中，强化处理所采用的药液包含硫酸20％-30％、盐酸20-30ml/L、表面成孔剂50-80ml/L、表面活性剂1-5ml/L的混合溶液，酸洗粗化温度为70-90℃，金属工件浸泡时间15-30分钟。
9.根据权利要求8所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：所采用的硫酸为98％,盐酸是35％工业级，表面成孔剂是间硝基苯甲酸，表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚L64。
10.根据权利要求1所述的一种锆合金纳米处理方法，其特征在于：在S6中，将金属工件恒温烘烤15-20分钟后拿出冷却，之后用OPP袋子密封装好，防止污染，包装好后转注塑。
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