一种铝合金的电镀或化学镀的前处理方法及其用图
【技术领域】
[0001]本发明属于铝合金电镀技术，涉及一种铝合金的电镀或化学镀的前处理方法及其用途。
【背景技术】
[0002]铝及铝合金是应用最广泛的金属之一，其具有导电性好、传热快、比重轻、强度高、易于成型等优点。但是，铝及铝合金也存在硬度低、不耐磨、易于发生晶间腐蚀、不易焊接等缺点，影响其应用范围和使用寿命。铝及其合金经过表面处理后可扬长避短，延长其使用寿命和扩大应用范围，赋予其防护、装饰等用途。
[0003]铝合金的表面处理技术包括阳极氧化、电镀、化学镀等方法。通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层铜的方法，称为镀铜。铝合金为难镀材料，铝上电镀比其他金属上电镀要困难得多，容易出现气泡和脱皮，结合力不良等问题，相比钢铁等其它金属材料电镀工艺过程复杂，需进行特殊的前处理，还要进行浸锌处理；铝合金镀铜层一般被用于提高铝合金与其他金属的锡焊能力，因此铝合金镀铜除了需要常温下的镀层结合力测试，还需进行高温下的镀层结合力测试，使用现有电解镀铜技术无法获得合格镀层，电解镀铜后280°C高温焊接过程中起泡和脱落(如图1所示)。在零件电镀和化学镀等领域，镀层结合力的符合性尤为重要。
【发明内容】
[0004]针对现有的铝合金镀铜技术无法制备得到既满足常温下结合力测试要求，又在高温下具有较高镀层结合力的合格镀层的问题，本发明的目的在于提供一种铝合金的电镀或化学镀的前处理方法以及一种铝合金的镀铜方法，所述前处理方法可以改善镀铜或其他金属时的结合状况，所述方法通过合理的工艺流程、溶液配方及工艺参数，可获得在常温及高温下结合力均合格的镀层，热震实验结果显示铝合金零件经本发明所述方法镀铜后可经受280°C高温3min不起泡，起皮或脱落，可应用到大批零件的电镀、化学镀工艺中。所述前处理工艺稳定，处理过程易于控制，不仅适用于铝合金材料的氰化镀铜处理，还适用于铝合金材料的其它电镀和化学镀的前处理工艺。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
[0006]第一方面，本发明提供了一种铝合金的电镀或化学镀的前处理方法，所述方法包括以下步骤:
[0007]将铝合金零件依次进行化学砂化处理，去挂灰，一次浸锌，二次浸锌以及预镀镍，其中，化学砂化处理通过将铝合金零件浸入砂化溶液实现，所述砂化溶液由以下成分组成:氢氧化钠40-80g/L，磷酸钠50-70g/L，氟化氢钱20_40g/L，氯化钱5_15g/L，余量为水。
[0008]优选地，砂化溶液以水为溶剂，由以下成分组成:氢氧化钠40-80g/L，磷酸钠50-70g/L，氟化氢铵20-40g/L，氯化铵5_15g/L，余量为水。
[0009]优选地，砂化溶液中氢氧化钠的含量为40-80g/L，例如可为40g/L、45g/L、48g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、68g/L、70g/L、75g/L 或 80g/L 等。
[0010]优选地，砂化溶液中磷酸钠的含量为50-70g/L，例如可为50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、67g/L 或 70g/L 等。
[0011]优选地，砂化溶液中氟化氢钱的含量为20-40g/L，例如可为20g/L、25g/L、27g/L、30g/L、35g/L 或 40g/L 等。
[0012]优选地，砂化溶液中氯化铵的含量为5-15g/L，例如可为6g/L、8g/L、10g/L、llg/L、12g/L 或 14g/L 等。
[0013]优选地，化学砂化处理的温度为30-60°(:，例如可为30°(:、35°(:、38°(:、40°(:、42°(:、44。(:、45。(:、50。(:、55。(:或60。(:等。
[0014]优选地，化学砂化处理的时间为0.5_3min，例如可为0.5min、0.8min、lmin、
1.5min、2min、2.2min、2.5min 或 3min 等，优选为 0.5-lmin。
[0015]本发明所述化学砂化处理能够粗化铝合金表面，均匀去除表面氧化产物及自然钝化膜，增加镀层结合力。经化学砂化处理后，铝合金表面呈灰黑色。
[0016]优选地，所述方法还包括在化学砂化处理之前进行化学除油，以清理掉铝合金零件表面的油污。
[0017]优选地，所述方法还包括在化学砂化处理之后去挂灰之前，将铝合金零件用清水冲洗干净。
[0018]本发明采用化学砂化处理代替机械吹砂，并采用合适的砂化溶液配方以及化学砂化处理的温度和时间，使得在保证不腐蚀铝合金基体的基础上，均匀的去除表面氧化皮和钝化膜，且具有终点易于控制的优点。
[0019]优选地，去挂灰为将经化学砂化处理后的零件浸入去挂灰溶液中，所述去挂灰溶液为硝酸或硝酸与氢氟酸的混合溶液；
[0020]本发明所述硝酸的质量分数为40_60wt%，例如可为40wt %、42wt %、45wt %或50wt%等。
[0021]优选地，硝酸与氢氟酸的混合溶液由氢氟酸、硝酸以及水组成，氢氟酸占硝酸与氢氟酸的混合溶液的体积百分数为5vol%，硝酸与氢氟酸的体积比优选为1:5。
[0022]优选地，氢氟酸的质量分数为40wt%。
[0023]本发明所述去挂灰在室温下进行，在去挂灰的过程中，要注意观察铝合金零件的表面颜色变化，以控制结束去挂灰的终点，当浸入去挂灰溶液至黑色挂灰完全去除，露出金属光泽呈现出铝本色时结束去挂灰。
[0024]本发明所述室温为20-35 °C。
[0025]本发明去挂灰的工艺采用强氧化剂硝酸及氢氟酸的溶液去除挂灰，可以将化学砂化处理后的铝合金零件表面的腐蚀产物有效去除，使其裸露出未被氧化的基体表面，得到干净、未钝化且表面粗糙度均匀的铝合金基体表面。
[0026]优选地，本发明所述一次浸锌为将经去挂灰后的零件浸入一次浸锌溶液中，一次浸锌溶液以水作为溶剂，由以下成分组成:氧化锌30-50g/L，氢氧化钠200-320g/L，三氯化铁30-45g/L，酒石酸钾钠2-5g/L，硫酸镍2_5g/L，余量为水。
[0027]本发明所述一次浸锌溶液为一次三元浸锌溶液，其中包含三种金属盐，分别为氧化锌30-50g/L，三氯化铁30-45g/L和硫酸镍2_5g/L，通过调整三种金属盐的组分以及氢氧化钠和酒石酸钾钠的用量，通过多种金属盐间的交互作用，使得浸锌后能在铝合金基体表面迅速形成复合浸锌层。
[0028]优选地，一次浸锌溶液中氧化锌的含量为30-50g/L，例如可为30g/L、35g/L、38g/L、40g/L、45g/L、47g/L、49g/L 或 50g/L 等。
[0029]优选地，一次浸锌溶液中氢氧化钠的含量为200-320g/L，例如可为200g/L、220g/L、240g/L、270g/L、300g/L 或 320g/L 等。
[0030]优选地，一次浸锌溶液中三氯化铁的含量为30-45g/L，例如可为30g/L、35g/L、38g/L、40g/L 或 45g/L 等。
[0031]优选地，一次浸锌溶液中酒石酸钾钠的含量为2-5g/L，例如可为2g/L、3g/L、4g/L或5g/等。
[0032]优选地，一次浸锌溶液中硫酸镍的含量为2-5g/L，例如可为2g/L、3g/L、4g/L或5g/等。
[0033]优选地，一次浸锌的时间为2_5min，例如可为2min、3min、4min或5min等。
[0034]本发明所述一次浸锌在室温下进行，一次浸锌工艺在去挂灰处理后的铝合金零件表面置换出一层含锌铁镍三种组分的复合浸锌层。
[0035]优选地，本发明所述二次浸锌为将经一次浸锌后的零件浸入二次浸锌溶液中，所述二次浸锌溶液以水为溶剂，由以下成分组成:氧化锌10-15g/L，氢氧化钠100-250g/L，三氯化铁30-50g/L，酒石酸钾钠2-5g/L，硫酸镍2_5g/L，硝酸钠2_5g/L，余量为水。
[0036]本发明所述二次浸锌溶液为二次三元浸锌溶液，其中包含三种金属盐，分别为氧化锌10-15g/L，三氯化铁