[发明专利]一种制备铝合金的铜基微晶涂层的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种制备铝合金的铜基微晶涂层的方法。

背景技术

在铝或铝合金基体表面涂敷涂层是提高耐腐蚀性能的重要方法，目前采用在铝合金基体上化学镀铜是一种常见的提高耐腐蚀性能的方法，试验表明，由于纯铜室温下的电导率很低，且具有一定的强度和塑性等性能，因此，纯铜板材常作为各种电源控制柜的开关材料及各种电器元件。但是，由于纯铜硬度偏低、价格昂贵，易变色，限制其使用。微晶作为金属铜存在的特殊形式，具有高耐腐蚀性、高硬度以及防变色性能，在交通、通讯、电器、自动化等领域有着广泛的应用领域。但是，由于微晶材料制备工艺复杂，限制了其在一些领域的应用。又由于微晶材料控制范围窄，因此，在常规的一些金属表面制备方法受到一定的限制。目前，微材料制备方法主要为晶体生长，工艺复杂且设备昂贵，生长速度慢，后处理复杂。例如，现在国内外普遍采用的是美国ASTM推荐的涂装的标准方法，迄今，已经发现了不同基微晶材料十多种， 但是稳定而结构完整并用于生产的微晶材料少之又少。而在铝合金基体表面化学镀铜形成的晶体铜涂层的耐腐蚀性能并不理想，如何提高合金表面涂层的耐腐蚀性能是目前急需解决的问题。

发明内容

针对现有铝合金表面涂层制备所存在的技术问题，本发明提供一种制备铝合金的铜基微晶涂层的方法，通过对化学镀工艺的改进，在铝合金基体表面制备微晶涂层，提高涂层的综合性能。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将铝基体置于水中，采用膜式气压离子交换器进行电析，控制水的电导率为20~40μS/cm，然后向水中加入乳化剂OP，控制OP在水中的浓度为3~5mg/L，电析1~5h获得电导铝基体；

2、将电导铝基体置于去应力溶液中，浸泡30~40h，然后取出用水将表面清洗干净，再在120~220℃条件下烘干15~20h，获得去应力铝基体；所述的去应力溶液中双辛基琥珀酸钠浓度为12~45g/L，偏硅酸钠的浓度为12~50 g/L；

3、将去应力铝基体放入脱脂溶液中，在温度55~75℃和搅拌条件下，向脱脂溶液中加入OP，至OP的浓度为1~3 g/L，保温20~35min，然后取出用温度60±5℃的水将表面清洗干净，再用常温水清洗表面3~5min，获得脱脂铝基体；所述的脱脂溶液中椰油两性二丙酸二钠的浓度为15~66g/L，平平加浓度为8~31 g/L；

4、将脱膜铝基体置于预制液中，在温度为40~65℃和电流密度为3~5A/dm ²的条件下处理20~30s，取出后用水将表面清洗干净，获得预制铝基体；所述的预制液中硫酸镍的浓度为100~300 g/L，柠檬酸钠的浓度为50~250 g/L，硼酸的浓度为10~150g/L；

5、将预制铝基体置于微晶处理液中，在温度30~50℃以及电流密度为10~15A/dm ²的条件下处理80~120min，取出后用水将表面清洗干净，获得具有铜基微晶涂层的铝合金基体；所述的微晶处理液中硼酸钠的浓度为2~50 g/L，硫酸镍的浓度为2~10 g/L，光亮剂脂肪醇磺酸钠的浓度为0.1~22 g/L。

上述的铜基微晶涂层的厚度为100~300μm。

上述的铜基微晶涂层的硬度为HV100~210，电导率最高为1.589×10⁶ Ω·cm，腐蚀速率≤4.7g/am²。

本发明的方法通过合理的微晶处理工艺，不采用含氰、铬及氟的成分，减少了环境污染，操作简便，制备的具有铜基微晶涂层硬度高，热震960小时表面无变化，没有裂纹，具有优良的耐腐蚀性能和耐磨损性能，并且外表美观，能够用于装饰材料。

具体实施方式

本发明实施例中的铜基微晶涂层的厚度为100~300μm。

本发明实施例中的铜基微晶涂层的硬度为HV100~210，电导率最高为1.589×10⁶Ω·cm，腐蚀速率≤4.7g/am²。

实施例1

将铝基体置于水中，采用膜式气压离子交换器进行电析，控制水的电导率为20~μS/cm，然后向水中加入乳化剂OP，控制OP在水中的浓度为5mg/L，电析1h获得电导铝基体；

将电导铝基体置于去应力溶液中，浸泡30h，然后取出用水将表面清洗干净，再在220℃条件下烘干15h，获得去应力铝基体；所述的去应力溶液中双辛基琥珀酸钠浓度为12g/L，偏硅酸钠的浓度为12 g/L；