专利名称：铝合金表面电镀方法
技术领域：
本发明是关于一种铝合金表面处理技术，尤其是关于一种铝合金表面电镀方法。
背景技术：
目前的铝合金表面电镀方法依次采用下述步骤1)对铝合金表面进行机械抛光处理；2)对铝合金表面进行除蜡、除油处理；3)对铝合金表面进行弱腐蚀处理；4)对铝合金表面进行除垢处理；5)对铝合金表面进行浸锌处理；6)对铝合金表面进行化学镀或电镀铜或镍；7)在铜或镍镀层表面电镀金、钯、枪色；8)在铝合金表面涂覆有机层，如喷漆、电泳漆；9)烘烤。用上述铝合金表面电镀方法获得的镀件通常难以保证镀层与铝合金基体材料之间具有良好的结合力，尤其是当铝合金镀件表面积较大且厚度较小时，用上述表面电镀方法会导致镀件起泡、表面色泽不均一且有白雾产生。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的铝合金表面电镀方法获得的镀件表面会起泡、色泽不均一且有白雾产生的缺点，提供一种镀件表面不起泡色泽均一且不产生白雾的铝合金表面电镀方法。
本发明提供的铝合金表面电镀方法包括下述步骤(a)喷砂；(b)化学抛光；(c)浸锌；和(d)沉积金属。
本发明成功地将喷砂和化学抛光与浸锌和沉积金属结合在一起，取代传统的弱腐蚀处理和除垢处理与浸锌处理和沉积金属的结合，应用到铝合金表面的电镀尤其是表面积大厚度小的铝合金电池盖表面的电镀上，使得铝合金镀件具有色泽均一、表面不起泡且不产生白雾的优点。而且，上述方法具有操作简便、成本低廉的优点。
具体实施例方式
本发明提供的铝合金表面电镀方法包括下述步骤1)喷砂；2)化学抛光；3)浸锌；4)沉积金属。其中，所述喷砂是利用喷砂机，通过压缩空气产生的压力使砂形成高速喷射的砂流，猛烈地冲击于金属制件表面上，以除去制件表面的污物，同时还使制件表面组织的粗细度均匀，为获得均一的电镀效果作准备。本发明所述喷砂采用250-350目砂。所述砂可以是的各种硬度的砂，例如可以是石英砂、玻璃砂或金刚砂中的一种或多种。所述压力优选为2-5于克力的具体操作。本发明人发现，通过在化学抛光前先进行喷砂处理可以有效消除铝合金表面镀层上白雾现象的产生。
所述化学抛光是指将铝合金零件在抛光溶液中浸渍一段时间，以除去铝合金零件表面的毛刺和氧化物，提高表面光洁度。尽管各种酸性抛光溶液都能实现本发明的目的，但本发明人意外地发现，用不含硝酸且由磷酸和硫酸组成的无机混合酸作为抛光溶液进行化学抛光后再进行浸锌处理后可以更加彻底地消除铝合金表面起泡的现象。所述无机混合酸中硫酸和磷酸的重量比优选为1∶19-1∶1，更优选为1∶9-3∶7。所述硫酸为浓度不低于95重量％的浓硫酸，所述磷酸为浓度不低于80重量％的浓磷酸。所述化学抛光的处理温度可以是30-150℃，优选80-105℃，所述化学抛光的处理时间即浸泡时间可以是5-300秒，优选10-75秒。
所述浸锌在浸锌液中实现，所述浸锌液市售可得，例如可以购自同道精饰技术有限公司。所述浸锌处理通常包括至少两次。所述多次浸锌可以在同一浸锌液中进行，也可以在不同的浸锌液中进行。所述浸锌的具体操作方法已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
通过上述化学抛光和浸锌可以有效消除铝合金表面处理过程中的起泡现象。
所述沉积金属包括将铜、镍、锌、铁中的一种或几种沉积到铝合金表面，金属的沉积厚度通常为0.1-20微米。所述沉积方式包括电镀法、化学镀法。本发明优选为化学镀铜、镍。
由于铝合金表面通常含有蜡或油污，因此，本发明所述方法优选还包括除蜡和除油步骤，用于除去铝合金表面油污。如果所要处理的铝合金表面有机械压痕，通常还需对铝合金表面进行机械抛光。通常情况下，机械抛光在除蜡除油步骤之前进行。所述除蜡和除油以及机械抛光方法的具体操作已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
沉积金属之后，铝合金的表面为所沉积金属的颜色，为了美观和对铝合金表面的进一步保护，通常还在沉积金属之后再电镀一层镀层，例如电镀锡/钴枪黑色镀层，电镀的操作温度和电流密度已为本领域技术人员所公知，例如电镀温度可以是25-60℃，优选为30-50℃，电镀的电流密度控制在0.1-1.0安培每平方分米(ASD)，优选为0.2-0.6ASD，电镀的时间为30-300秒，优选60-180秒。
本发明所述的铝合金表面电镀方法优选在沉积金属之后还包括电泳漆步骤。电泳漆通常采用阳极哑光电泳漆，更优选采用固含量为8-11重量％的阳极哑光电泳漆。电泳漆的操作温度为20-30℃，优选为22-25℃。操作电压和操作时间可根据所需漆膜厚度来决定，电压增高，漆膜厚度增加；时间越长，漆膜也越厚。通常情况下，操作电压为10-120伏特，优选为40-80伏，操作时间为10秒至2分钟，优选为30-90秒。在上述条件下所得漆膜的厚度约为5-20微米。所述阳极哑光电泳漆市售可得，例如可以购自日本清水株式会社。哑光的效果可根据供应商提供的电泳漆的说明书进行调整。
为了使电泳漆膜固化并具有足够的硬度，在完成上述所有操作步骤之后，优选还将所得铝合金电镀制品进行烘烤。所述烘烤可以在真空干燥箱中进行，也可以在鼓风烘烤箱中进行，本发明优选在鼓风烘烤箱中进行。烘烤优选先在80-100℃下烘烤5-10分钟，之后再在160-170℃下烘烤30-50分钟。
下面的实施例将对本发明作进一步的说明。
实施例1本实施例用于说明本发明提供的铝合金表面电镀方法。
(1)喷砂用喷砂机在2.5千克力作用下将320目石英砂喷射到50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖表面进行喷砂处理。
(2)化学抛光将步骤(1)所得铝合金电池盖放入到由20重量％浓硫酸(浓度98重量％)和80重量％浓磷酸(浓度95重量％)组成的混合无机酸中，并在90℃下浸泡30秒，之后用清水漂洗两次。
(3)浸锌将步骤(2)所得铝合金电池盖放入浸锌液(同道精饰技术有限公司生产的Zincate CNF)中在室温下浸渍2分钟，之后用清水漂洗两次；然后在浓度为45重量％的硝酸溶液中浸渍5秒钟，之后用清水漂洗两次。之后再在上述浸锌液中在室温下浸渍30秒钟，之后用清水漂洗四次。
(4)沉积金属将步骤(3)所得铝合金电池盖放入碱性化学镀镍溶液(国际化工公司的GG-158)中在40℃下化学镀镍15分钟。之后再在电流密度为2ASD下在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸和45克氯化镍的电镀哑镍溶液中电镀哑镍5分钟、在每升含有60克浓硫酸和200克硫酸铜以及光亮剂的电镀酸酮溶液中电镀酸铜15分钟、在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸、45克氯化镍以及光亮剂的电镀光镍溶液中电镀光镍10分钟。得到镀层厚度约为10微米的50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖。
实施例2本实施例用于说明本发明提供的铝合金表面电镀方法。
(1)机械抛光采用2500转/分钟抛光机对尺寸为50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖进行机械抛光，抛去表面的伤痕。
(2)除蜡除油采用8重量％合金除蜡水溶液(帮琳化工公司的DHQ-929)在80℃下通过超声波对步骤(1)所得铝合金电池盖进行除蜡除油5分钟。
(3)喷砂处理用喷砂机在2.5千克力作用下将350目石英砂喷射到上述步骤(2)所得铝合金电池盖进行喷砂处理。
(4)化学抛光将步骤(3)所得铝合金电池盖放入到含有25重量％浓硫酸(浓度95重量％)、75重量％磷酸(浓度90重量％)的混合无机酸中，并在95℃下浸泡30秒，之后用清水冲洗三次。
(5)浸锌处理将步骤(4)所得铝合金电池盖放入浸锌液(同道精饰技术有限公司生产的Zincate CNF)中在室温下浸泡2分钟，之后用清水冲洗三次；在50重量％的硝酸溶液中浸泡5秒钟，之后用清水冲洗三次。之后再在浸锌液中在室温下浸渍30秒钟，之后用清水冲洗四次即可。
(6)沉积金属将步骤(5)所得铝合金电池盖放入碱性化学镀镍溶液(国际化工公司的GG-158)中在40℃下化学镀镍10分钟。之后再在电流密度为2ASD下在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸和45克氯化镍的电镀哑镍溶液中电镀哑镍8分钟、在每升含有60克浓硫酸和200克硫酸铜以及光亮剂的电镀酸酮溶液中电镀酸铜18分钟、在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸、45克氯化镍以及光亮剂的电镀光镍溶液中电镀光镍15分钟。
(7)电镀锡/钴枪色将步骤(6)所得铝合金电池盖在0.3ASD电流密度下电镀锡钴枪色，电镀时间为120秒。
(8)电泳漆用固含量为9.5重量％的电泳漆在22℃、60伏下电泳漆50秒。
(9)烘烤将上述步骤(8)所得铝合金电池盖在100℃烘烤箱中烘烤10分钟，再在170℃下烘烤30分钟后从烘烤箱中取出自然冷却至室温。得到镀层厚度约为15微米的50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖。
实施例3本实施例用于说明本发明提供的铝合金表面电镀方法。
(1)机械抛光采用2500转/分钟抛光机对尺寸为50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖进行机械抛光，抛去表面的伤痕。
(2)除蜡除油采用8重量％合金除蜡水溶液(帮琳化工公司的DHQ-929)在80℃下通过超声波对步骤(1)所得铝合金电池盖进行除蜡除油8分钟。
(3)喷砂处理用喷砂机在3.5千克力作用下将300目玻璃砂喷射到上述步骤(2)所得铝合金电池盖进行喷砂处理。
(4)化学抛光将步骤(3)所得铝合金电池盖放入到含有10重量％浓硫酸(浓度为98重量％)、90重量％磷酸(浓度为95重量％)的混合无机酸中，并在100℃下浸泡50秒。
(5)浸锌处理将步骤(4)所得铝合金电池盖放入浸锌液(同道精饰技术有限公司生产的Zincate CNF)中在室温下浸泡2分钟，之后用清水冲洗三次；在50重量％的硝酸溶液中浸泡5秒钟，之后用清水冲洗三次。之后再在浸锌液中在室温下浸渍30秒钟，之后用清水冲洗四次即可。
(6)沉积金属将步骤(5)所得铝合金电池盖放入碱性化学镀镍溶液(国际化工公司的GG-158)中在40℃下化学镀镍10分钟。之后再在电流密度为2ASD下在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸和45克氯化镍的电镀哑镍溶液中电镀哑镍5分钟、在每升含有60克浓硫酸和200克硫酸铜以及光亮剂的电镀酸酮溶液中电镀酸铜15分钟、在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸、45克氯化镍以及光亮剂的电镀光镍溶液中电镀光镍10分钟。
(7)电镀锡/钴枪色将步骤(6)所得铝合金电池盖在0.3ASD电流密度下电镀锡钴枪色，电镀时间为120秒。
(8)电泳漆用固含量为9.5重量％的电泳漆在22℃、60伏下电泳漆50秒。
(9)烘烤将上述步骤(8)所得铝合金电池盖在100℃烘烤箱中烘烤10分钟，再在170℃下烘烤30分钟后从烘烤箱中取出自然冷却至室温。得到镀层厚度约为10微米的50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖。
实施例4本实施例用于说明本发明提供的铝合金表面电镀方法。
(1)机械抛光采用2500转/分钟抛光机对尺寸为50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖进行机械抛光5分钟，抛去表面的伤痕。
(2)除蜡除油采用8重量％合金除蜡水溶液(帮琳化工公司的DHQ-929)在80℃下通过超声波对步骤(1)所得铝合金电池盖进行除蜡除油8分钟，直至洗干净为止。
(3)喷砂处理用喷砂机在3.5千克力作用下将300目玻璃砂喷射到上述步骤(2)所得铝合金电池盖进行喷砂处理，喷砂时间为5分钟。
(4)化学抛光将步骤(3)所得铝合金电池盖放入到含有40重量％浓硫酸、60重量％磷酸的混合溶液中，并在95℃下浸泡30秒。
(5)浸锌处理将步骤(4)所得铝合金电池盖放入浸锌液(同道精饰技术有限公司生产的Zincate CNF)中在室温下浸泡2分钟，之后用清水冲洗三次；在50重量％的硝酸溶液中浸泡5秒钟，之后用清水冲洗三次。之后再在浸锌液中在室温下浸渍30秒钟，之后用清水冲洗四次即可。
(6)沉积金属将步骤(5)所得铝合金电池盖放入碱性化学镀镍溶液(国际化工公司的GG-158)中在40℃下化学镀镍10分钟。之后再在电流密度为2ASD下在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸和45克氯化镍的电镀哑镍溶液中电镀哑镍5分钟、在每升含有60克浓硫酸和200克硫酸铜的电镀酸酮溶液电镀酸铜5分钟、在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸、45克氯化镍以及光亮剂的电镀光镍溶液中电镀光镍10分钟。
(7)电镀锡/钴枪色将步骤(6)所得铝合金电池盖在0.3ASD电流密度下电镀锡/钴枪色，电镀时间为120秒。
(8)电泳漆用固含量为9.5重量％的电泳漆在22℃、60伏下电泳漆50秒。
(9)烘烤将上述步骤(8)所得铝合金电池盖在100℃烘烤箱中烘烤10分钟，再在170℃下烘烤30分钟后从烘烤箱中取出自然冷却至室温。得到镀层厚度约为10微米的50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖。
实施例5本实施例用于说明本发明提供的铝合金表面电镀方法。
(1)喷砂用喷砂机在2.5千克力作用下将320目石英砂喷射到50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖表面进行喷砂处理。
(2)化学抛光将步骤(1)所得铝合金电池盖放入到由20重量％浓硫酸(浓度98重量％)、78重量％浓磷酸(浓度95重量％)和2重量％浓硝酸(浓度98重量％)组成的混合无机酸中，并在90℃下浸泡30秒，之后用清水漂洗两次。
(3)浸锌将步骤(2)所得铝合金电池盖放入浸锌液(同道精饰技术有限公司生产的Zincate CNF)中在室温下浸渍2分钟，之后用清水漂洗两次；然后在浓度为45重量％的硝酸溶液中浸渍5秒钟，之后用清水漂洗两次。之后再在上述浸锌液中在室温下浸渍30秒钟，之后用清水漂洗四次。
(4)沉积金属将步骤(3)所得铝合金电池盖放入碱性化学镀镍溶液(国际化工公司的GG-158)中在40℃下化学镀镍15分钟。之后再在电流密度为2ASD下在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸和45克氯化镍的电镀哑镍溶液中电镀哑镍5分钟、在每升含有60克浓硫酸和200克硫酸铜以及光亮剂的电镀酸酮溶液中电镀酸铜15分钟、在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸、45克氯化镍以及光亮剂的电镀光镍溶液中电镀光镍10分钟。得到镀层厚度约为10微米的50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖。
对比例1本对比例用于说明现有技术铝合金表面电镀方法。
(1)机械抛光采用2500转/分钟的抛光机对尺寸为50毫米×50毫米×0.6毫米的铝合金电池盖进行机械抛光。
(2)除蜡除油采用8重量％合金除蜡水溶液(帮琳化工公司的DHQ-929)在80℃下通过超声波对步骤(1)所得铝合金电池盖进行除蜡除油，直至直至洗干净为止。
(3)弱腐蚀将上述步骤(2)所得铝合金电池盖在MicroEtch Al溶液(同道精饰技术有限公司公司)中在室温下浸渍5分钟，之后用清水漂洗二次。
(4)除垢处理将上述步骤(3)所得铝合金电池盖在Desmult Al溶液(同道精饰技术有限公司公司)室温下浸渍1分钟，之后用清水漂洗两次。
(5)浸锌处理将步骤(4)所得铝合金电池盖放入浸锌液((同道精饰技术有限公司生产的Zincate CNF)中在室温下浸泡2分钟，之后用清水冲洗；然后在50重量％的硝酸溶液中浸泡5秒钟，之后用清水冲洗。之后再在上述浸锌液中在室温下浸渍30秒钟，之后用清水冲洗四遍即可。
(6)沉积金属将步骤(5)所得铝合金电池盖放入碱性化学镀镍溶液(国际化工公司的GG-158)中在40℃下化学镀镍10分钟。之后再在电流密度为2ASD下在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸和45克氯化镍的电镀哑镍溶液中电镀哑镍5分钟、在每升含有60克浓硫酸和200克硫酸铜以及光亮剂的电镀酸酮溶液中电镀酸铜5分钟、在每升含有300克硫酸镍、45克硼酸、45克氯化镍以及光亮剂的电镀光镍溶液中电镀光镍10分钟。
(7)电镀锡/钴枪色将步骤(6)所得铝合金电池盖在0.3ASD电流密度下电镀锡钴枪色，电镀时间为120秒。
(8)电泳漆用固含量为9.5重量％的电泳漆在22℃、60伏下电泳漆50秒。
(9)烘烤将上述步骤(8)所得铝合金电池盖在100℃烘烤箱中烘烤10分钟，再在170℃下烘烤30分钟后从烘烤箱中取出自然冷却至室温。
表1
从上表1可以看出，用本发明电镀方法获得的镀层结合力好，未见有镀层起泡现象，且零件表面色泽均匀一致、无白雾现象。并且采用由浓硫酸和浓磷酸组成的混合酸溶液作为化学抛光溶液进行表面处理得到的镀层经200℃高温烘烤60分钟也没有镀层起泡现象，而采用含有浓硫酸、浓磷酸和浓硝酸的混合无机酸作为化学抛光溶液进行同样处理得到的镀层在200℃下烘烤30分钟后即发现镀层起泡现象，说明前者的镀层结合力比后者的高很多，而且节省了原料、简化了配料工艺。
权利要求
1.一种铝合金表面电镀方法，该方法包括下述步骤(a)喷砂；(b)化学抛光；(c)浸锌；和(d)沉积金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷砂采用250-350目的砂，所述砂选自石英砂、玻璃砂、金刚砂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述化学抛光在由硫酸、磷酸组成的混合无机酸中进行。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述混合无机酸中，硫酸与磷酸的重量比为1∶19-1∶1。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述混合无机酸中，硫酸与磷酸的重量比1∶9-3∶7。
6.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述化学抛光的温度为80-105℃，所述化学抛光的时间为10-75秒。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沉积金属包括将铜、镍、锌、铁中的一种或几种沉积到铝合金表面。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括机械抛光和/或除蜡除油步骤，所述机械抛光和/或除蜡除油步骤在喷砂处理前进行。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括电泳漆步骤，所述电泳漆步骤在沉积金属之后进行。
全文摘要
一种铝合金表面电镀方法，该方法包括下述步骤(a)喷砂；(b)化学抛光；(c)浸锌；(d)沉积金属。用本发明提供的表面电镀方法可以成功地对表面积大厚度小的铝合金电池盖进行表面电镀，并且所获镀层表面色泽均一、不起泡且不产生白雾。
文档编号C25D5/34GK1955343SQ20051011438
公开日2007年5月2日 申请日期2005年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者李爱华, 刘龙华, 周智江 申请人:比亚迪股份有限公司