专利名称：铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法
技术领域：
本发明涉及铝或铝合金制品的表面处理领域，更具体地说，涉及一种铝或铝合金 制品表面防腐蚀的处理方法。
背景技术：
铝、铝合金由于密度小、强度和刚度高、导热性能好、优异的铸造性和良好的加工 性能，同时还具有良好的阻尼性能，因而在各行各业中的应用越来越广泛。据统计，近年来 铝、铝合金用量在全球范围内的年增长率高达25%，显示了极好的应用前景。但是，铝、铝 合金的耐蚀性差，这一直是妨碍其进一步开发使用的一个主要因素。尤其是在潮湿大气、淡 水、海水、大多数有机酸及其盐、无机酸及其盐中，铝、铝合金都会受到较强烈的腐蚀破坏。 并且，由于铝、铝合金制品弯折、边角等部分结构复杂，在对铝、铝合金制品进行后续喷涂 时，在制品的弯折、边角等结构复杂部分会发生漏喷涂现象，上述缺陷大大的限制了铝或铝 合金制品的推广和应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有的铝或铝合金制品存在的缺点，提 供一种铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，工艺简单，能够显著的提高铝或铝合金制 品表面的防腐蚀性能。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种铝或铝合金制品表面防腐 蚀的处理方法，包括下述步骤前处理对铝或铝合金制品表面进行前处理；化学镀镍磷将经过前处理的铝或铝合金制品在化学镀镍磷溶液中进行化学镀镍 磷，所述化学镀镍磷溶液包含镍盐20 30g/L ；次磷酸钠20 35g/L ；助剂35 60g/L。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述化学镀镍磷的反 应条件为PH值4. 5 5 ；温度86 94°C ；时间1 汕。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述镍盐为硫酸镍 NiSO4 · 6H20、氯化镍 NiCl2 · 6H20、次磷酸镍 Ni (H2PO2) · 6H20 或醋酸镍 Ni (CH3COO)2 · 4H20。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述助剂包括络合 剂、稳定剂和PH值缓冲剂；所述络合剂为脂肪族羧酸、其取代衍生物或它们的盐类；所述稳 定剂为重金属离子；所述PH值缓冲剂为一元或二元有机酸及其盐类。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述镍盐为硫酸镍 NiSO4 · 6H20 ；所述络合剂为乳酸 CH3CH0HC00H、苹果酸 CHOHCH2 (COOH) 2、醋酸钠 CH3COONa 或 羟基乙酸钠HOCH2COONa ；所述稳定剂为I^b2+ ；所述缓冲剂为丙酸C2H5C00H、醋酸钠CH3COONa或羟基乙酸钠HOCH2COONa。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述前处理步骤具体 包括除油除油采用有机溶液和/或碱性溶液除去铝或铝金属制品表面的油污，然后 清洗、干燥；磷化处理将经过除油的铝或铝金属制品放入磷化液中温度80°C 90°C下浸泡 10 30min，然后清洗；所述磷化液包含NaOH 40 60g/L，Na2C0320 30g/L，Na3PO4 · 12H20 50 70g/L，Na2Si035 lOg/L ；酸液活化处理将经过除油、磷化处理后的铝或铝金属制品在室温下放入活化液 中浸蚀1 6min，所述活化液为50% HCl和10% H2SO4的混合液，然后水洗、干燥；有机溶剂浸泡将酸液活化处理后的铝或铝金属制品放入有机溶剂中浸泡1 3min，所述有机溶剂为三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮或汽油。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述除油工序中的有机 溶液为汽油、煤油、苯类、酮类、氯化烷烃或烯烃溶液；所述碱性溶液为磷化处理中的磷化液。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述前处理步骤与化 学镀镍磷步骤之间还包括下述步骤阳极处理将经过前处理的铝或铝金属制品接阳极，在电镀槽内浸入电镀液中，在 95 100°C的温度、3 10A/dm2的电流强度的条件下处理5 20min ；所述电镀液为氨基 磺酸镍配方，包含氨基磺酸镍250 350g/L，金属镍50 100g/L，氨基磺酸10 30g/L， 盐酸 10 15ml/L，PH 值 1 1. 5 ；封闭处理将阳极处理后的铝或铝金属制品置入沸水中浸泡1 lOmin，取出后让 水流尽，再将其自然干燥或放入烘箱内在60°C 180°C的条件下烘干。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述封闭处理步骤与 化学镀镍磷步骤之间，还包括中和步骤将经过封闭处理后的铝或铝金属制品在氨水中浸 泡10 30s。在本发明所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法中，所述化学镀镍磷步骤 之后还包括后处理步骤将经过化学镀镍磷的铝或铝金属制品放入150 250°C烘箱中进 行1 3小时去应力处理，再放入380 400°C烘箱中进行0. 5 1小时热处理。本发明的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法的有益效果在铝或铝合金制品 (例如灯具)的外表面形成一层均勻且具有良好的耐酸、碱、盐性能的化学镀M-P防腐蚀 层，能够显著的提高铝或铝合金合金制品表面的防腐蚀性能，同时，可以避免因保护镀层厚 度不均勻，在制品的弯折、边角等结构复杂部分发生的漏喷涂现象。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法的流程图。
具体实施例方式图1所示是本发明铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法的流程图，本发明的铝5或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，包括如下步骤步骤1 除油除油工序采用有机溶液除去铝或铝金属制品表面的油污；本步骤所 采用的有机溶液为汽油、煤油、苯类、酮类、氯化烷烃或烯烃溶液，有机溶液除油的特点是除 油速度快，经除油后的溶液还可回收再利用，一般不腐蚀金属，但除油容易不彻底。步骤2 清洗将除油处理后的铝或铝金属制品在25 40°C的水中清洗、干燥。步骤3 磷化处理将铝或铝金属制品放入磷化液中温度80°C 90°C下浸泡10 30min，所述磷化液包含NaOH 40 60g/L，Na2C0320 30g/L，Na3PO4 · 12H20 50 70g/L， Na2Si035 lOg/L ；所述磷化处理步骤能够利用碱性溶液的皂化作用和乳化作用除去油污， 另外还能够形成磷化膜转接层，起到增加镀层的附着力的作用。步骤4 清洗将经过磷化处理后的铝或铝金属制品先用25 40°C的温水清洗 1 3min，再用冷水冲洗1 3min。步骤5 酸液活化处理将经过除油、磷化处理后的铝或铝金属制品在室温下放入 活化液中浸蚀1 6min，所述活化液为50% HCl和10% H2SO4的混合液。步骤6 清洗将经过酸液活化处理后的铝或铝金属制品用25 40°C的水清洗 1 3min后干燥。步骤7 有机溶剂浸泡将干燥后的铝或铝金属制品放入有机溶剂中浸泡1 3min，所述有机溶剂可为三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮、汽油等，本步骤的作用与除油步 骤的作用相似，能够有效的除去铝或铝金属制品表面的油污。上述步骤1 7属于铝或铝合金制品表面的前处理步骤，用于得到适合进行化学 镀镍磷的铝或铝合金制品表面。步骤8 阳极处理将经过前处理的铝或铝金属制品接阳极，放入电镀槽中浸入电 镀液，在95 100°C的温度、3 10A/dm2的电流强度的条件下处理5 20min ；所述电镀液 为氨基磺酸镍配方，包含氨基磺酸镍250 350g/L，金属镍50 100g/L，氨基磺酸10 30g/L，盐酸10 15ml/L，PH值1 1. 5，阳极处理用于形成过渡镍磷层，有利于后续的化学镀镍磷。步骤9 封闭处理将阳极处理后的灯具置入沸水中浸泡1 lOmin，取出后让水 流尽，再将其自然干燥或放入烘箱内在60°C 180°C的条件下烘干，封闭处理用于密封过 渡镍层的微孔，有利于后续的化学镀镍磷。步骤10 中和将经过封闭处理后的铝或铝金属制品在氨水中浸泡10 30s，再 在纯净水中浸泡清洗1 3min，用以调节过渡镍层的PH值。步骤11 化学镀镍磷(Ni-P)在化学镀镍磷(Ni-P)溶液中进行化学浸镀，反应条 件为PH值4. 5 5，温度86 94°C，时间1 汕。化学镀镍是在金属盐和还原剂共同存 在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积金属镀层的成膜技术，化学镀镍所镀出 的镀层为镍磷合金镀层，可以根据需要来选择镀层中的含磷量，分为低磷化学镀镍、中磷化 学镀镍或高磷化学镀镍。
所述化学镀镍磷溶液包括 镍盐化学镀镍磷Ni-P溶液中的主盐是镍盐，例如可采用硫酸镍NiSO4 · 6H20、 氯化镍NiCl2 · 6H20、次磷酸镍Ni (H2PO2) · 6H20或醋酸镍Ni (CH3COO)2 · 4H20等，由于氯离 子的存在会降低镀层的耐蚀性，还会产生拉应力，因而一般不采用氯化镍做主盐，而醋酸镍Ni (CH3COO)2 · 4H20和次磷酸镍Ni (H2PO2) · 6H20的价格较高，因而一般也不采用，较佳的是 采用硫酸镍NiSO4 · 6H20，镍盐在化学镀镍磷溶液中的含量为20 30g/L。还原剂采用次磷酸盐作为还原剂，用于将金属镍从金属镍盐的水溶液中还原出 来并沉积在铝或铝合金制品的表面，较佳的是采用次磷酸钠Na(H2PO2) · 6H20，其价格低、镀 液容易控制，在水中易于溶解，而且使得镀层性能良好，次磷酸钠Na(H2PO2) ·6Η20在化学镀 镍磷溶液中的含量为20 35g/L。助剂助剂在化学镀镍磷溶液中的含量为35 60g/L。常用的助剂为络合剂和 稳定剂，还可根据需要添加缓冲剂、加速剂、光亮剂、润湿剂等，组分和含量可根据需要添 加。化学镀镍磷溶液中除了主盐与还原剂以外，最重要的组成成分是络合剂，络合剂可以 防止镀液析出沉淀，增加镀液稳定性、提高沉积速度并延长使用寿命，常用的络合剂主要是 脂肪族羧酸及其取代衍生物，例如采用丁二酸、柠檬酸(2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸)、 乳酸CH3CH0HC00H、苹果酸(羟基丁二酸)CHOHCH2 (COOH) 2及甘氨酸等，或采用它们的盐类， 例如醋酸钠CH3COONa或羟基乙酸钠HOCH2COONa,常见的一元羧酸，例如乙酸常用作缓冲 剂，丙酸则常用作加速剂。化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，而稳定剂的作用在于抑 制镀液的自发分解，稳定剂通常分为四类重金属离子、含氧酸盐、含硫化合物、有机酸衍生 物，化学镀镍磷常用的稳定剂为重金属离子，例如采用铅离子Ην。缓冲剂的加入是为了 稳定镀速及保证镀层质量，化学镀镍体系必须具备缓冲能力，使镀液能维持在一定PH值范 围内的正常值，加入PH值缓冲剂起到稳定调节PH值的作用，而化学镀镍溶液中常用的一 元或二元有机酸及其盐类不仅具备络合镍离子的能力，而且具有缓冲性能，例如采用丙酸 C2H5C00H、醋酸钠CH3COONa或羟基乙酸钠HOCH2COONa,兼有络合剂和缓冲剂的作用。另外， 为了增加化学镀的沉积速度，可在镀液中加入加速剂，因为短链饱和脂肪酸的阴离子有加 速沉积速度的作用，因而化学镀镍中许多络合剂也兼有加速剂的作用，例如丙酸常用作加 速剂。步骤12、后处理当镍磷镀层需要较高硬度或耐磨性时，可以对经过化学镀镍磷 后的铝或铝金属制品进行后处理，先将铝或铝金属制品放入150 250°C烘箱中进行1 3 小时去应力处理，再放入380 400°C烘箱中进行0. 5 1小时热处理，热处理后的样品硬 度达到900 1000HV，可显著提高样品的硬度和耐磨性能。下面通过实施例1 2为例进行具体说明实施例1 实施例1所采用的制品为铝或铝合金灯具，其表面防腐蚀的处理方法，包括如下 步骤Si、除油将铝或铝合金灯具放入丙酮溶液，进行灯具表面的去油污处理；S2、将除油处理后的灯具在25 40°C的纯净水下水洗、干燥；S3、磷化处理将灯具放入碱液中在温度80 90°C下浸泡10 30min，所述碱液 包含=NaOH 50g/L, Na2C0325g/L, Na3PO4 · 12H20 60g/L, Na2Si0310g/L ；S4、清洗先用30°C的温水清洗2min，再用冷水冲洗^iin ；S5、酸化处理将灯具放入50% HCl和10% H2SO4混合液中酸化处理，温度室温， 浸蚀时间2min。S6、用30°C的纯净水冲洗2min、干燥；
S7、将烘干后的灯具放入丙酮溶剂中浸泡1 ;3min ；S8、将灯具接阳极，在电镀槽内浸入电镀液中，在95 100°C的温度、3 10A/dm2 的电流强度的条件下处理5 20min ；所述电镀液为氨基磺酸镍配方，包含氨基磺酸镍 300g/L，金属镍75g/L，氨基磺酸20g/L,盐酸12ml/L, PH值1 1. 5 ；S9、将灯具置入沸水中浸泡1 lOmin，取出后让水流尽，再让其自然干燥或入烘 箱内在60°C 180°C的条件下烘干；S10、将灯具在15%的氨水溶液中浸泡15s，再在纯净水中浸泡清洗aiiin ；S 11、化学镀M-P 在高磷化学镀镍溶液中进行化学浸镀，所述高磷化学镀镍溶液的组成成分
权利要求
1.一种铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，包括下述步骤 前处理对铝或铝合金制品表面进行前处理；化学镀镍磷将经过前处理的铝或铝合金制品在化学镀镍磷溶液中进行化学镀镍磷， 所述化学镀镍磷溶液包含 镍盐20 30g/L ； 次磷酸钠20 35g/L ； 助剂35 60g/L。
2.如权利要求1所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述化 学镀镍磷步骤的反应条件为PH值4. 5 5 ；温度86 94°C ；时间1 池。
3.如权利要求1所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所 述镍盐为硫酸镍NiSO4 · 6H20、氯化镍NiCl2 · 6H20、次磷酸镍Ni (H2PO2) · 6H20或醋酸镍 Ni (CH3COO)2 · 4H20。
4.如权利要求1所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述助 剂包括络合剂、稳定剂和PH值缓冲剂；所述络合剂为脂肪族羧酸、其取代衍生物或它们的 盐类；所述稳定剂为重金属离子；所述PH值缓冲剂为一元或二元有机酸及其盐类。
5.如权利要求4所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述镍 盐为硫酸镍NiSO4 · 6H20 ；所述络合剂为乳酸CH3CH0HC00H、苹果酸CHOHCH2 (COOH)2、醋酸钠 CH3COONa或羟基乙酸钠HOCH2COONa ；所述稳定剂为Hv ；所述缓冲剂为丙酸C2H5C00H、醋酸 钠CH3COONa或羟基乙酸钠HOCH2COONat5
6.如权利要求1所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述前 处理步骤具体包括除油除油采用有机溶液除去铝或铝金属制品表面的油污，然后清洗、干燥； 磷化处理将经过除油的铝或铝金属制品放入磷化液中温度80°C 90°C下浸泡10 30min，然后清洗；所述磷化液包含:NaOH 40 60g/L, Na2C0320 30g/L, Na3PO4 · Iffl2O 50 70g/L，Na2Si035 10g/L ；酸液活化处理将经过除油、磷化处理后的铝或铝金属制品在室温下放入活化液中浸 蚀1 6min，所述活化液为50% HCl和10% H2SO4的混合液，然后水洗、干燥；有机溶剂浸泡将酸液活化处理后的铝或铝金属制品放入有机溶剂中浸泡1 3min， 所述有机溶剂为三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮或汽油。
7.如权利要求6所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述除 油步骤中的有机溶液为汽油、煤油、苯类、酮类、氯化烷烃或烯烃溶液。
8.如权利要求1或6所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述 前处理步骤与化学镀镍磷步骤之间还包括下述步骤阳极处理将经过前处理的铝或铝金属制品接阳极，在电镀槽内浸入电镀液中，在 95 100°C的温度、3 10A/dm2的电流强度的条件下处理5 20min ；所述电镀液为氨基 磺酸镍配方，包含氨基磺酸镍250 350g/L，金属镍50 100g/L，氨基磺酸10 30g/L， 盐酸 10 15ml/L，PH 值 1 1. 5 ；封闭处理将阳极处理后的铝或铝金属制品置入沸水中浸泡1 lOmin，取出后让水流 尽，再将其自然干燥或放入烘箱内在60°C 180°C的条件下烘干。
9.如权利要求8所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述封 闭处理步骤与化学镀镍磷步骤之间，还包括中和步骤将经过封闭处理后的铝或铝金属制 品在氨水中浸泡10 30s。
10.如权利要求1所述的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，其特征在于，所述 化学镀镍磷步骤之后还包括后处理步骤将经过化学镀镍磷的铝或铝金属制品放入150 250°C烘箱中进行1 3小时去应力处理，再放入380 400°C烘箱中进行0. 5 1小时热 处理。
全文摘要
本发明涉及一种铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法，包括下述步骤前处理对铝或铝合金制品表面进行前处理；化学镀镍磷将经过前处理的铝或铝合金制品在化学镀镍磷溶液中进行化学镀镍磷，所述化学镀镍磷溶液包含镍盐20～30g/L；还原剂20～35g/L；助剂35～60g/L。本发明的铝或铝合金制品表面防腐蚀的处理方法在铝或铝合金制品的外表面形成一层均匀且具有良好的耐酸、碱、盐性能的化学镀Ni-P防腐蚀层，能够显著的提高铝或铝合金合金制品表面的防腐蚀性能。
文档编号C25D3/12GK102051605SQ20091011029
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者周明杰, 许勇 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司