CN1880502A - 镁合金纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镁合金表面纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用。复合镀溶液包括基础化学镀液和纳米氧化物浓缩浆，将纳米浓缩浆加入到基础化学镀液中，在超声波40～100KHz条件下分散5～30分钟，静置2～5小时后使用。化学镀分为两步，先在不加纳米粉的基础化学镀液中施镀5～30分钟，使基体被镍层完全包裹；然后再放入含有纳米粉的复合镀液中进行施镀，采用超声波间歇式搅拌，频率为50～80KHz，使纳米粉在镀液中一直呈良好的分散状态，温度控制在70～90℃，时间为1～3小时。本发明纳米氧化物是以纳米浓缩浆形式加入到镀液中的，此浆分散性好，固含量高，稳定性好，可以存放半年以上。所得镀层中纳米粉复合量高而均匀，硬度高，耐蚀性、耐磨性好。

Description

镁合金纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用

技术领域

本发明涉及镁合金表面防护技术，具体地说是一种镁合金纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用。

背景技术

镁是最轻的实用结构金属材料，它的密度为1.74g/cm³，是钢铁的1/4、铝的2/3。镁及镁合金还有许多其它优异的性能，例如，比强度、比刚度高，抗冲击性能好，良好的电磁屏蔽功能，导热导电性好以及易于回收利用等，使得镁及其合金在国防、军工、交通、通讯等领域具有广阔的应用前景。

但是，镁也是所有工业合金中化学活泼性最高的金属，标准电极电位为-2.37伏(相对于标准氢电极)，比铁低约2V，比铝低约0.7V。在干燥的大气中，镁表面可以形成氧化物膜，对基体有一定的保护作用。但是镁的氧化膜疏松多孔(MgO/Mg＝0.81)，在潮湿的环境中及Cl^-存在的条件下发生严重腐蚀。因此，要进一步扩大镁合金的应用，必须解决镁合金的腐蚀与防护问题。

镁合金在使用前一般须进行适当的表面处理，方法有转化膜、阳极氧化、电镀、化学镀以及表面改性等。其中通过化学镀方法获得的镀层硬度高，耐磨性、耐蚀性好，厚度均匀，有很好的可焊性和可抛光性。最重要的是化学镀方法获得的涂层是金属涂层，具有优良的传导性，这是转化膜和阳极氧化等方法无法比拟的。由于镁合金很高的化学活性，它属于一种难镀金属，传统工艺采用浸锌、氰化物打底，最后再化学镀的方法，不但工艺复杂，而且污染严重。后发展起来的直接化学镀方法中使用了六价铬和氢氟酸，都对人体和环境危害很大。近些年来对于镁合金化学镀的研究越来越多，镀液和工艺也不断完善。例如，中国专利申请(申请号200410018471.1)提及的是先化学镀以后再电镀，中性盐雾实验可达1000小时。中国专利申请(申请号200410018472.6和200410017369.x)报道的是用硫酸镍和氯化镍取代碱式碳酸镍，大大降低了成本。此外，许多日本专利，如公开号JP2003231979，JP2004068087，JP2003073843等也都是关于镁合金化学镀的研究。一般说来，化学镀层就可以满足通常的需要。但是对于航空航天、电子、军事等对镀层的耐蚀性、耐磨性要求高的领域就需要使用化学复合镀层。化学复合镀是在化学镀的基础上发展起来的一种表面处理技术。它是指在镀液中加入惰性微粒，如SiC，Al₂O₃，聚四氟乙烯，ZrO₂，TiO₂等粒子，使之与金属共同沉积，从而获得了具有沉积金属和惰性微粒双重性能的复合材料镀层。随着纳米材料科学的飞速发展，人们对纳米粒子性质认识不断深化。利用化学复合镀技术将纳米颗粒引入金属镀层中，由于纳米粒子独特的物理及化学性能，使得其形成的纳米化学复合镀层性能更加优异。另外，复合镀也存在镀液稳定性差，粒子分散不均匀的问题。现今化学复合镀的研究都局限于钢铁材料上，镁合金上纳米化学复合镀的研究还未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有较高硬度，较好耐蚀性和耐磨性，纳米粉在镀层中分散均匀，对环境污染小的镁合金纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种镁合金纳米化学复合镀溶液，包括基础化学镀液和纳米氧化物浓缩浆，按浓缩浆中的纳米氧化物量计，化学复合镀液中纳米氧化物含量为0.5～30g/L；按重量比计，纳米氧化物浓缩浆包括氧化物纳米粉30～80％，分散剂0.15～16％，水余量。

所述纳米氧化物为纳米氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化钛等中的任选一种，其粒度都在100nm以下。

所述分散剂是专门用于制备水性浓缩浆的商用分散剂中的一种或几种的复合，其用量是纳米粉重量的0.5～20％。

所述基础化学镀液包括碱式碳酸镍，氟化氢氨、碱金属氟化物中的一种或几种物质，柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或两种物质，次亚磷酸钠；其中，碱式碳酸镍5～15g/L，氟化氢氨5～15g/L，碱金属氟化物5～10g/L，柠檬酸或柠檬酸盐3～25g/L，次亚磷酸钠10～30g/L，水余量。

所述镁合金纳米化学复合镀溶液的制备工艺，将纳米浓缩浆加入到基础化学镀液中，使化学复合镀液中纳米氧化物含量为0.5～30g/L，再加入0.05～5mg/L的重金属离子、硫化物或含氧酸根中的任何一种作为稳定剂，在超声波40～100KHz条件下分散5～30分钟，静置2～5小时后使用。

所述纳米氧化物浓缩浆的制备方法是将分散剂放入到水中，再放入纳米氧化物，用高速分散机500～2000rpm分散2～15分钟，然后再用球磨机或砂磨机研磨3～6小时，制备出纳米氧化物浓缩浆。

所述基础化学镀液配置方法是在碱式碳酸镍中加入氟化氢氨、碱金属氟化物中的一种或几种物质，加入蒸馏水，放在60～100℃的水浴中使其完全溶解；将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或两种物质加水使其溶解，然后加入到先前溶解好的碱式碳酸镍溶液中，再将溶解好的次亚磷酸盐倒入上述溶液中，用玻璃棒搅拌使其混合充分；最后用碱金属的氢氧化物或氨水调节溶液的pH值，使其在5～7之间。

所述镁合金纳米化学复合镀溶液的应用，包含有前处理步骤、基础化学镀液的配置、纳米氧化锆浓缩浆的制备、纳米复合镀液的制备及两步法的化学复合镀工艺；进行化学复合镀时，先在不加纳米粉的基础化学镀液中施镀5～30分钟，使基体被镍层完全包裹；然后再放入纳米复合镀液中进行施镀，采用超声波震荡使纳米粉在镀液中一直呈良好的分散状态，其震荡频率为50～80KHz；采用间歇式震荡方式，每震荡1～5分钟停歇2～8分钟，温度控制在70～90℃，时间为1～3小时。

所述前处理包括研磨、碱浸和活化三个步骤，每步都要水洗；

所述研磨是指用180^#～1000^#水磨砂纸依次打磨，去除表面氧化皮或油脂污物，使基体表面平整清洁；

所述碱浸采用的是碳酸盐15～45g/L、焦磷酸盐25～75g/L、碳酸氢盐20～40g/L其中一种或几种复配的水溶液，其洗涤温度控制在50～80℃之间，时间为2～20分钟，用碱金属氢氧化物调节pH值大于12；

所述活化采用的是浓度为氟化氢氨30～300g/L、碱金属氟化物5～20g/L中一种或两种复配的水溶液，时间为5～20分钟。

本发明具有如下优点：

1、采用本发明的处理方法，无论是前处理溶液还是化学镀溶液都不含六价铬和氢氟酸等对人体和环境损害严重的有毒物质。

2、本发明的前处理步骤少，溶液成分简单，易于控制，工艺稳定，而且化学镀后镀层的结合力好。

3、本发明制备的纳米浓缩浆分散性好，固含量高，稳定性好，可以存放半年以上。

4、本发明复合镀时采用超声波分散，镀层中纳米粉分散均匀，并且含量高。

5、本发明采用两步施镀法，首先直接化学镀有利于减少镀层的孔隙率、改善结合力，接下来的复合镀层明显改善了耐磨性和耐蚀性。而且本发明制得的镀层，厚度均匀，与基体结合力好，各方面性能优异。

具体实施方式

(1)前处理：前处理包括研磨、碱浸和活化三个步骤，每步都要水洗。

所述研磨(即机械前处理)是指用180^#～1000^#水磨砂纸依次打磨，去除表面氧化皮或油脂等污物，使基体表面平整清洁。

所述碱浸采用的是15～45g/L碳酸盐、25～75g/L焦磷酸盐、20～40g/L碳酸氢盐其中一种或几种复配物，其洗涤温度控制在50～80℃之间，时间为2～20分钟，用碱金属氢氧化物调节pH值大于12。碱浸用于去除镁合金表面残余的油污和氧化物。

所述碱浸采用的碳酸盐可以为碳酸钠、碳酸钾；焦磷酸盐可以为焦磷酸钠、焦磷酸钾；碳酸氢盐可以为碳酸氢钠、碳酸氢钾。

所述活化通常采用的是浓度为30～300g/L氟化氢氨、5～20g/L碱金属氟化物中一种或两种复配溶液，用其除去碱浸步骤的残留污物，同时在镁合金表面生成一种新物质，利于化学镀时镍的沉积，增强镀层和基体的结合力。室温即可，时间为5～20分钟。

所述活化采用的是碱金属氟化物可以为氟化钾、氟化钠。

(2)化学复合镀

首先，配制好基础化学镀液放置待用。其方法是在碱式碳酸镍中加入氟化氢氨、碱金属氟化物中的一种或几种物质，加入适量的蒸馏水，放在60～100℃的水浴中使其完全溶解。将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或两种物质加水使其溶解，然后加入到先前溶解好的碱式碳酸镍溶液中，最后再将溶解好的次亚磷酸钠倒入上述溶液中，用玻璃棒搅拌使其混合充分。最后用碱金属的氢氧化物或氨水调节溶液的pH值，使其在5～7之间。碱式碳酸镍的用量为5～15g/L，氟化氢氨的用量为5～15g/L，碱金属氟化物的用量为5～10g/L，柠檬酸或柠檬酸盐的用量为3～25g/L，次亚磷酸钠的用量为10～30g/L。

所述碱金属氟化物可以为氟化钾、氟化钠；

所述柠檬酸盐可以为柠檬酸钾、柠檬酸钠；

其次，将纳米粉分散好放置待用。其方法是将分散剂放入到水中，放入粒度都在100nm以下纳米氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化钛等中的任选一种，用高速分散机500～2000rpm分散2～15分钟，然后再用球磨机或砂磨机研磨3～6小时，制备出水性纳米氧化物浓缩浆。此浆分散性好，固含量高，稳定性好，可以存放半年以上。

本发明所用的分散剂是指改性聚丙烯酸、多聚磷酸盐、聚有机羧酸盐、改性合成脂肪酸胺，聚氨酯聚合物、改性聚醚等分散剂的一种或二种以上的分散剂复配。分散剂采用专门用于制备水性浓缩浆的商用分散剂，来自于德国迪高(Tego)公司，荷兰埃夫卡助剂公司，德国毕克(BYK)化学公司或汉高(Henkel)公司所售分散剂中一种或几种，其用量是纳米粉重量的0.01～5％。如德国迪高(Tego)公司的Dispers650、Dispers651、Dispers652、Dispers715W、Dispers735W、Dispers740W、Dispers745W、Dispers750W、Dispers752W、Dispers760W等；荷兰埃夫卡助剂公司(EFKA)的EFKA-4530、EFKA-4540、EFKA-4550、EFKA-4560、EFKA-4570、EFKA-6220、EFKA-6225、EFKA-6230等；汉高(Henkel)公司的Hydropalat^1080、Hydropalat^3204、Hydropalat^3275、Hydropalat^140等；德国毕克(BYK)化学公司的Disperbyk-182、Disperbyk-184、Disperbyk-185、Disperbyk-190、Disperbyk-191、Disperbyk-192等。

较好的分散剂是德国迪高(Tego)公司的Dispers715W、Dispers735W、Dispers750W、Dispers752W、Dispers760W；荷兰埃夫卡助剂公司(EFKA)的、EFKA-4530、EFKA-4560、EFKA-6220、EFKA-6225、EFKA-6230等；汉高(Henkel)公司的Hydropalat^1080、Hydropalat^3204、Hydropalat^3275、Hydropalat^140；德国毕克(BYK)化学公司的Disperbyk-190、Disperbyk-191、Disperbyk-192等。

然后，将纳米氧化物浓缩浆加入到基础化学镀液中，再加入稳定剂，在超声波40～100KHz条件下分散5～30分钟，静置2～5小时后使用。所述的化学复合镀液中纳米氧化物含量为0.5～30g/L(按浓缩浆中的纳米氧化物量计)，稳定剂为重金属离子、硫化物或含氧酸根中的一种或几种，其用量为0.05～5mg/L。

所述重金属离子可以为Pb²⁺、Sn²⁺、Zn²⁺和Bi³⁺等；

所述硫化物可以为硫代硫酸钠、硫尿、巯基苯骈噻唑等；

所述含氧酸根可以为AsO₂ ^-、IO₃ ^-、BrO₃ ^-、NO₂ ^-；

最后，进行化学镀。由于第二相粒子纳米粉的加入，在初始沉积时可能会降低基体与镀层的结合力，并且镀层容易产生孔隙，使镀层的耐蚀性变差，先在不含纳米粉的基础化学镀液中施镀5～30分钟，使基体被镍层完全包裹，然后再放入复合镀液中进行施镀。所述复合镀是采用超声波震荡使纳米粉在镀液中一直呈良好的分散状态，其震荡频率为50～80KHz，采用间歇式震荡方式，每震荡1～5分钟停歇2～8分钟。温度控制在70～90℃，时间为1～3小时。

(3)后处理

将镀好的样品从镀槽中取出，用水冲洗干净，烘干，放入干燥器中存放待用。

下面结合实施例详述本发明。

实施例1

样品为压铸AZ91D镁合金，大小为30×35×2mm³的长方体，其具体操作步骤如下：

1、机械预处理：用180^#～1000^#由粗到细的水磨砂纸逐渐打磨，去除表面氧化皮或油脂等污物，使样品表面平整光滑，水洗。

2、碱浸：50g/L焦磷酸钠和35g/L碳酸钠溶解，用氢氧化钠调节pH值为12，温度控制在70℃，时间为5分钟，去除镁合金表面残余的油污和氧化物；水洗。

3、活化：碱浸后的样品在200g/L的氟化氢氨中浸泡15分钟，室温。除去碱浸过程中残留的污物，同时在镁合金表面生成一种新物质，利于化学镀时镍的沉积，增强镀层和基体的结合力；水洗。

4、配制基础化学镀液

基础化学镀液由11g/L的碱式碳酸镍、12g/L的氟化氢氨、10g/L柠檬酸钠、21g/L次亚磷酸钠组成。配料顺序为：先将碱式碳酸镍和氟化氢氨混合后加水，加热使碱式碳酸镍充分溶解，然后加入溶解好的柠檬酸钠，最后加入溶解好的次亚磷酸钠。用氨水调节pH为6即可。

5、制备纳米氧化锆浓缩浆

制备100g水性纳米氧化锆浓缩浆。在500ml烧杯放入23g水，7g分散剂Dispers715W，再加入40nm的纳米氧化锆70g，用高速分散机1300rpm分散10分钟后，用球磨机研磨4小时，制成纳米氧化锆重量比为70％的纳米氧化锆浓缩浆。

6、制备化学复合镀液

基础化学镀液中加入纳米氧化锆，使化学复合镀液中纳米氧化锆含量为5g/L(按浓缩浆中的纳米氧化锆量计)，再加入2mg/L的硫尿，超声波频率70KHz下分散20分钟，静置2小时。

7、化学镀

经过前处理后的镁合金样品放入水浴温度为80℃的镀液中化学镀25分钟，取出立即放入同样温度条件下的复合镀液中，采用超声波频率50KHz分散，震荡2分钟，停歇3分钟，化学复合镀2小时后取出。实际应用中可根据镀层厚度的要求施镀不同的时间。

8、后处理

镀好的样品从镀槽中取出，水洗，烘干，放入干燥器中备用。

镀层中纳米氧化锆的复合量为5.2％(wt)。在3.5％NaCl溶液浸泡实验，500小时后样品表面完好无损。350℃热处理1小时后镀层的显微硬度达到最大值为1302HV，不同时效处理温度下的该复合镀层的耐磨性明显优于普通的镍磷镀层。

实施例2

采用铸造AZ91D镁合金锭，大小为30×35×2mm³的长方体。

与实施例1不同之处在于：

1、制备纳米氧化铝浓缩浆

制备100g水性纳米氧化铝浓缩浆。在500ml烧杯中放入59.2g水，0.8g分散剂EFKA-6220，再加入30nm的纳米氧化铝40g，用高速分散机1500rpm分散8分钟后，用球磨机研磨3小时，制成纳米氧化铝重量比为40％的浓缩浆。

2、化学镀

经过前处理后的镁合金样品放入水浴温度为85℃的镀液中化学镀20分钟，取出立即放入同样温度条件下纳米氧化铝含量为8g/L的复合镀液中，采用超声波60KHz分散，震荡3分钟，停歇4分钟，化学复合镀2小时后取出。

镀层中纳米氧化铝的复合量为6.1％(wt)。在3.5％NaCl溶液浸泡实验，500小时后样品表面完好无损。350℃热处理1小时后镀层的显微硬度达到最大值为1286HV，不同时效处理温度下的该复合镀层的耐磨性明显优于普通的镍磷镀层。

实施例3

采用挤压态AZ31D镁合金，大小为30×35×2mm³的长方体。

与实施例1不同之处在于：

1、活化：碱浸后的样品在50g/L的氟化氢氨中浸泡10分钟，室温。水洗。

2、配置基础化学镀液

基础化学镀液由9g/L的碱式碳酸镍、10g/L的氟化氢氨、8g/L柠檬酸钠、8g/L氟化钾、20g/L次亚磷酸钠组成。配料顺序为：先将碱式碳酸镍、氟化钾和氟化氢氨混合后加水，加热，使碱式碳酸镍充分溶解，然后加入溶解好的柠檬酸钠，最后加入溶解好的次亚磷酸钠。用氨水调节pH为5.5即可。

3、制备化学复合镀液

基础化学镀液中加入3g/L的纳米氧化锆(按浓缩浆中的纳米氧化锆量计)，再加入1.5mg/L的硫尿，超声波频率80KHz下分散30分钟，静置2小时。

4、化学镀

经过前处理后的镁合金样品放入水浴温度为75℃的镀液中化学镀30分钟，取出立即放入同样温度的复合镀液中，采用超声波70KHz分散，震荡5分钟，停歇8分钟，化学复合镀2小时后取出。

镀层中纳米氧化锆的复合量为4.86％(wt)。在3.5％NaCl溶液浸泡实验，500小时后样品表面完好无损。350℃热处理1小时后镀层的显微硬度达到最大值为1285HV，不同时效处理温度下的该复合镀层的耐磨性明显优于普通的镍磷镀层。

实施例4

样品为压铸AZ91D镁合金，大小为30×35×2mm³的长方体。

与实施例1不同之处在于：

1、碱浸：40g/L焦磷酸钠和40g/L碳酸氢钠溶解，用氢氧化钠调节pH值为13，温度控制在60℃，时间为10分钟，去除镁合金表面残余的油污和氧化物；水洗。

2、活化：碱浸后的样品在150g/L的氟化氢氨与20g/L的氟化钾中浸泡20分钟，室温。除去碱浸过程中残留的污物，同时在镁合金表面生成一种新物质，利于化学镀时镍的沉积，增强镀层和基体的结合力；水洗。

3、制备纳米氧化钛浓缩浆

制备100g水性纳米氧化钛浓缩浆。在500ml烧杯放入51.85g水，3.15g分散剂Hydropalat^3275，再加入50nm的纳米氧化钛45g，用高速分散机1800rpm分散12分钟后，用球磨机研磨5小时，制成纳米氧化钛重量比为45％的纳米氧化钛浓缩浆。

4、制备化学复合镀液

基础化学镀液中加入纳米氧化钛浓缩浆，使化学复合镀液中纳米氧化钛含量为15g/L(按浓缩浆中的纳米氧化钛量计)，再加入3mg/L的硫尿，超声波频率80KHz下分散30分钟，静置4小时。

镀层中纳米氧化钛的复合量为7.2％(wt)。在3.5％NaCl溶液浸泡实验，500小时后样品表面完好无损。350℃热处理1小时后镀层的显微硬度达到最大值为1334HV，不同时效处理温度下的该复合镀层的耐磨性明显优于普通的镍磷镀层。

Claims (9)

1、一种镁合金纳米化学复合镀溶液，其特征在于：包括基础化学镀液和纳米氧化物浓缩浆，按浓缩浆中的纳米氧化物量计，化学复合镀液中纳米氧化物含量为0.5～30g/L；按重量比计，纳米氧化物浓缩浆包括氧化物纳米粉30～80％，分散剂0.15～16％，水余量。

2、按照权利要求1所述的镁合金纳米化学复合镀溶液，其特征在于：所述纳米氧化物为纳米氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化钛等中的任选一种，其粒度都在100nm以下。

3、按照权利要求1所述的镁合金纳米化学复合镀溶液，其特征在于：所述分散剂是专门用于制备水性浓缩浆的商用分散剂中的一种或几种的复合，其用量是纳米粉重量的0.5～20％。

4、按照权利要求1所述的镁合金纳米化学复合镀溶液，其特征在于：所述基础化学镀液包括碱式碳酸镍，氟化氢氨、碱金属氟化物中的一种或几种物质，柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或两种物质，次亚磷酸钠；其中，碱式碳酸镍5～15g/L，氟化氢氨5～15g/L，碱金属氟化物5～10g/L，柠檬酸或柠檬酸盐3～25g/L，次亚磷酸钠10～30g/L，水余量。

5、按照权利要求1所述镁合金纳米化学复合镀溶液的制备工艺，其特征在于：将纳米浓缩浆加入到基础化学镀液中，使化学复合镀液中纳米氧化物含量为0.5～30g/L，再加入0.05～5mg/L的重金属离子、硫化物或含氧酸根中的任何一种作为稳定剂，在超声波40～100KHz条件下分散5～30分钟，静置2～5小时后使用。

6、按照权利要求5所述镁合金纳米化学复合镀溶液的制备工艺，其特征在于：所述纳米氧化物浓缩浆的制备方法是将分散剂放入到水中，再放入纳米氧化物，用高速分散机500～2000rpm分散2～15分钟，然后再用球磨机或砂磨机研磨3～6小时，制备出纳米氧化物浓缩浆。

7、按照权利要求5所述镁合金纳米化学复合镀溶液的制备工艺，其特征在于：所述基础化学镀液配置方法是在碱式碳酸镍中加入氟化氢氨、碱金属氟化物中的一种或几种物质，加入蒸馏水，放在60～100℃的水浴中使其完全溶解；将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或两种物质加水使其溶解，然后加入到先前溶解好的碱式碳酸镍溶液中，再将溶解好的次亚磷酸盐倒入上述溶液中，用玻璃棒搅拌使其混合充分；最后用碱金属的氢氧化物或氨水调节溶液的pH值，使其在5～7之间。

8、按照权利要求1所述镁合金纳米化学复合镀溶液的应用，其特征在于：包含有前处理步骤、基础化学镀液的配置、纳米氧化锆浓缩浆的制备、纳米复合镀液的制备及两步法的化学复合镀工艺；进行化学复合镀时，先在不加纳米粉的基础化学镀液中施镀5～30分钟，使基体被镍层完全包裹；然后再放入纳米复合镀液中进行施镀，采用超声波震荡使纳米粉在镀液中一直呈良好的分散状态，其震荡频率为50～80KHz；采用间歇式震荡方式，每震荡1～5分钟停歇2～8分钟，温度控制在70～90℃，时间为1～3小时。

9、按照权利要求8所述镁合金纳米化学复合镀溶液的应用，其特征在于：所述前处理包括研磨、碱浸和活化三个步骤，每步都要水洗；

所述研磨是指用180^#～1000^#水磨砂纸依次打磨，去除表面氧化皮或油脂污物，使基体表面平整清洁；

所述碱浸采用的是碳酸盐15～45g/L、焦磷酸盐25～75g/L、碳酸氢盐20～40g/L其中一种或几种复配的水溶液，其洗涤温度控制在50～80℃之间，时间为2～20分钟，用碱金属氢氧化物调节pH值大于12；

所述活化采用的是浓度为氟化氢氨30～300g/L、碱金属氟化物5～20g/L中一种或两种复配的水溶液，时间为5～20分钟。