一种铝合金表面处理工艺的制作方法

文档序号:38835026发布日期:2024-07-30 17:34阅读:17来源:国知局

本发明涉及低碳排放,具体涉及一种铝合金表面处理工艺。


背景技术:

1、铝合金基于自身强度高且密度小的优势,被广泛的应用在航天航空领域。然而,铝合金化学性质比较活泼,因此难以抵抗恶劣腐蚀环境的侵蚀,导致维护成本的增加,甚至导致航空事故的发生。与此同时,基于铝合金表面较高的反射率无法提高飞机的隐形性。因此,铝合金表面实现抗腐蚀抗反射性能的实现,对于进一步增强和改善其功能具有重要意义。

2、现有技术中,铝合金表面处理技术主要存在以下问题:

3、(1)目前最有效降低金属表面反射率的手段是在金属表面引入微纳米结构,形成独特的“陷光”结构。然而传统引入微纳米结构的方式多采用高能耗、高耗时、高成本的制备工艺,不利于大面积的制备。

4、(2)铝表面极易生成氧化膜,氧化膜又疏松多孔、不均匀和不连续,不能作为铝表面的防护层,因此需要在铝及铝合金表面制备防护层来达到防锈的目的。常用的方法是阳极氧化法,通过电化学方法在铝合金表面形成转化膜,这种方法虽然可提高铝合金的耐蚀性能,但是铝合金转化膜层耐磨性能没有得到很大的改善;而且这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀,同时铝及铝合金易产生晶间腐蚀,表面硬度偏低,不耐磨。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种铝合金表面处理工艺。

2、为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种铝合金表面处理工艺:

3、s1:清洗被加工铝合金工件表面;

4、s2:对步骤s1中清洗后的铝合金工件进行施镀,在铝合金工件表面形成镀镍层,并在镀镍层外镀上一层保护层;

5、s3:烘烤经施镀处理后的铝合金工件。

6、较佳的,在步骤s1中,将铝合金工件表面进行喷砂处理,去除铝合金工件表面的油污,去除铝合金工件表面上的自然氧化膜,去掉残留在铝合金工件表面的污斑。

7、较佳的,在步骤s2中,所述镀镍层包括中璘镀镍层和高璘镀镍层;所述保护层为低璘镀镍层。

8、较佳的,在步骤s2中,分别采用中璘镀镍溶液和高璘镀镍溶液对清洗后的铝合金工件施镀,在铝合金工件表面形成两层镀镍层,由内到外分别是中璘镀镍层和高璘镀镍层,再采用低璘镀镍溶液对铝合金工件施镀,在高璘镀镍层上形成低璘镀镍层。

9、较佳的,所述低磷镀镍溶液与中磷镀镍溶液的ph 值均为 4.5 ~ 5.5,施镀温度均为 85℃~ 95℃,施镀时间均为10 ~ 60 分钟。

10、较佳的,所述高磷镀镍溶液的ph值为 4.5 ~ 5,施镀温度为 85℃~ 95℃,施镀时间 10 ~ 60 分钟。

11、较佳的,在步骤s3中,对施镀处理后的铝合金工件进行烘烤前还需要再进行一次烘干;烘干温度在50℃~ 60℃;烘干时间15分钟。

12、较佳的,烘干后的铝合金工件进行烘烤,烘烤温度在75℃~ 90℃;烘干时间20~40分钟。

13、较佳的,烘烤后的铝合金工件还需进行电解沉积处理。

14、与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明的铝合金工件表面处理方法充分发挥了中、高、低磷镀镍层的优点,采用该多层镀镍工艺可在铝合金工件形成一层均匀且具有良好防护、耐磨效果的镀层,为铝合金工件的防护提供了一种有效的措施,克服了现有技术工艺对铝合金工件易造成防护层不均匀,或者在裸露的结合面容易发生腐蚀现象的缺点,所制得的铝合金工件尤其适合用于制备用于恶劣环境下的产品,如防爆照明灯具等。

15、实施方式

16、为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。

17、本发明提供了一种铝合金表面处理工艺,

18、s1:清洗被加工铝合金工件表面,可采用如下步骤进行 :喷砂→碱洗→水洗→碱蚀→水洗→酸洗→水洗,具体包括:

19、先将铝合金工件表面进行喷砂处理;

20、碱洗:去掉铝合金工件表面的油污,以保证在碱蚀工序中铝合金工件表面的均匀性,提高产品质量;

21、水洗:用清水清洗;

22、碱蚀:进一步净化铝合金工件表面,并将铝合金工件表面上的自然氧化膜清除干净;

23、水洗:用清水清洗 ;

24、酸洗:去掉碱蚀后残留在铝合金工件表面的污斑;

25、水洗:用离子水冲洗。

26、其中,所采用的碱洗剂优选为5%的 naoh,温度为 50℃,时间 0.5 分钟;所采用的碱蚀剂优选为浓度30g/l的naoh,温度50℃,直到有气泡产生时拿出铝合金样品;所采用的酸洗剂优选为:盐酸、有机酸和水的比例为 1:1:4。

27、s2:对清洗后的铝合金工件施镀,在铝合金工件表面形成镀镍层,并在镀镍层外镀上一层保护层;其中,镀镍层包括中磷镀镍层和高磷镀镍层,保护层为低磷镀镍层。

28、操作方法为:采用中磷镀镍溶液、高磷镀镍溶液对清洗后的铝合金工件施镀,在铝合金工件表面形成两层镀镍层,从内至外依次为中磷镀镍层和高磷镀镍层,再采用低磷镀镍溶液对铝合金工件进行施镀,在高磷镀镍层上形成所述低磷镀镍层。

29、其中,所采用的中磷镀镍溶液为25g/l 的硫酸镍,30g/l 的次磷酸钠,15g/l 的柠檬酸和 25g/l 的乳酸的混合液,其 ph 值为 4.5,施镀温度为 85℃,施镀时间 10 分钟。

30、所采用的高磷镀镍溶液为25g/l 的硫酸镍,15g/l 的次磷酸钠,10g/l 的苹果酸,15g/l 的乳酸,10g/l 的丙酸的混合液和 1.5mg/l 稳定剂 pb2+ 的混合液,其 ph 值为4.5,施镀温度为 85℃,施镀时间 10 分钟。

31、所采用的低磷镀镍溶液为 :20g/l 的硫酸镍,25g/l 的次磷酸钠,15g/l 的醋酸钠,25g/l 的羟基乙酸钠和 1.5mg/l 稳定剂 pb2+ 的混合液,其 ph 值为 4.5,施镀温度为 85℃,施镀时间 10 分钟。

32、s3:清洗及烘烤经施镀处理后的铝合金工件,具体可以采用以下步骤进行:先用清水清洗,再进行烘烤,驱除镀镍时吸附的氢气,并释放镀层中存在的应力,提高镀层与铝合金工件表面的结合强度。

33、所制得的镀镍层包括中磷镀镍层和高磷镀镍层,保护层为低磷镀镍层。所制得的镀层均匀致密,光亮度较好,结合力和防护性能良好,可发挥了中、高、低磷镀镍的优点,利用中磷镀镍层良好的硬度,高磷镀镍层良好的耐腐蚀性,并采用低磷镀镍层作为保护层,避免耐腐蚀性好的高磷镀镍层由于刮伤等原因遭破坏,影响铝合金工件的防腐蚀性能。

34、较佳的,在步骤s3中,对施镀处理后的铝合金工件进行烘烤前还需要再进行一次烘干;烘干温度在50℃~ 60℃;烘干时间15分钟。

35、对施镀处理后的铝合金工件进行烘烤前还需要再进行一次烘干,有效确保工件表面是干燥的,以避免水分对涂层的不良影响;同时,烘干的过程中还可以对铝合金工件在预定的温度下进行预热,以确保温度均匀分布;避免在后续的烘烤过程中受热不均以及突然间的受热导致覆盖在铝合金工件进行的涂层受到破损。

36、较佳的,烘干后的铝合金工件进行烘烤,烘烤温度在250℃~ 300℃;烘干时间20~ 40分钟。

37、铝合金工件进行烘烤,有效去除工件表面和内部的水分。由于水分可能在制造、清洗或其他处理过程中进入铝合金工件,而通过烘烤可以将其蒸发,防止后续的腐蚀或其他问题;同时在进行各种处理过程(如清洗、喷砂、电镀等)后,铝合金表面可能残留有处理剂或其他化学物质;烘烤有助于将这些残留物除去,确保工件表面的纯净性。

38、烘烤后的铝合金工件还促进涂层固化。由于铝合金工件经过涂层或喷涂处理,烘烤可以促使涂层材料更好地固化和附着在表面上;这有助于提高涂层的耐久性和抗腐蚀性能。

39、较佳的,烘烤后的铝合金工件还需进行电解沉积处理。

40、利用电解沉积技术,在铝合金工件表面沉积纳米颗粒,形成微观的结构,可以改善表面的电化学性能,提高导电性和电催化性能。

41、通过电解沉积处理,可以对不规则铝合金表面大面积地进行处理,提高不规则铝合金表面抗腐蚀抗反射性能,有效降低金属表面反射率,并提高其表面的防腐性能,最终达到提高不规则铝合金表面抗腐蚀抗反射性能的目的。

42、同时通过采用表面预处理、防腐层涂覆、固化处理等步骤,对铝合金制品表面涂覆的粘合层以及防腐层进行烘干固化,探索烘干温度为和烘干时间,通过粘合层将防腐层紧密粘合在铝合金制品表面,一次提高铝合金制品的防腐性能,以提高其使用寿命。

43、本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。

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