[发明专利]预加工7XXX铝合金以便粘性粘结的方法及与之相关的产品

说明书

公开了预加工7xxx铝合金产品以便粘性粘结的方法及由此制得的产品。一般来说，所述方法包括预加工7xxx铝合金产品以便阳极化，然后阳极化所述7xxx铝合金产品，并然后使经阳极化的7xxx铝合金产品与适当的化学品接触以创建功能化层。此新型的7xxx铝合金产品可实现改善的剪切粘结性能。

背景技术

7xxx铝合金是除铝外以锌和镁作为其主要合金成分的铝合金。促进7xxx铝合金与其自身和其他材料(例如，用于汽车应用的其他材料)的粘性粘结将是有用的。

发明内容

概括地说，本公开涉及预加工7xxx铝合金以在其上产生功能化层(例如，以便粘性粘结)的方法及与之相关的7xxx铝合金产品。现在参考图1-2，方法可包括任选的接收步骤(100)，其中接收7xxx铝合金产品(1)，该产品具有7xxx铝合金基底(10)，基底上具有表面氧化物层(20)。表面氧化物层(20)(本文中有时称为接收状态氧化物层)通常具有接收状态厚度，该厚度通常为5nm至60nm，具体取决于其态。以W态或T态装运的产品可具有较厚的接收状态厚度(例如，约20至60纳米)，而F态产品可具有较薄的接收状态氧化物厚度(例如，约5至20纳米)。虽然将表面氧化物层(20)示意为大体上均匀的，但表面氧化物层通常具有不均匀的形貌。

仍然参考图1-2，可预加工(200)7xxx铝合金产品(1)以便阳极化。预加工步骤(200)通常包括减小接收状态表面氧化物层(20)的厚度和/或消除接收状态表面氧化物层。预加工步骤(200)还可去除7xxx铝合金基底的顶层的一小部分(例如，几纳米)和/或可去除接收状态7xxx铝合金产品中所含的任何金属间颗粒(例如，主要的含铜金属间颗粒，如Al₇Cu₂Fe颗粒)。在预加工步骤(200)结束后，7xxx铝合金产品通常包含经预加工的氧化物层(30)(图4)。此经预加工的氧化物层(30)比接收状态氧化物层(20)薄，平均(中间)厚度通常为约5-10纳米或上下。经预加工的氧化物层(30)通常还包含非均匀(例如，贝壳形)形貌。此经预加工的氧化物层(30)通常有助于后续阳极化(300)和创建功能层(400)步骤。

在一个实施方案中并且现在参考图3-4，预加工步骤(200)包括清洁步骤(210)和氧化物去除步骤(220)。当采用时，清洁步骤(210)通常包括使7xxx铝合金产品与适当的溶剂(例如，有机溶剂如丙酮或己烷)、然后是碱性或酸性清洁剂接触。此清洁步骤便于去除接收状态7xxx铝合金产品的表面上的碎屑、润滑剂和其他东西，这些东西可能抑制或破坏后续的氧化物去除步骤(220)。在一个实施方案中，在施加溶剂之后，冲洗表面并然后暴露于碱性清洁剂，直至表面“无水膜破裂”(例如，由水均匀地润湿，如当实现零(0)度的接触角时和/或当实现至少0.072N/m的表面张力时)。

在清洁步骤(210)之后，通常使7xxx铝合金产品经受氧化物去除步骤(220)，该步骤使氧化物层(20)变薄和/或去除氧化物层。氧化物去除步骤(220)可包括例如将经清洁的7xxx铝合金表面暴露于碱性溶液(例如，NaOH)，然后冲洗，然后将7xxx铝合金表面暴露于酸性溶液(例如，硝酸)，并然后再次冲洗。可采用其他类型的氧化物减厚方法。在氧化物去除步骤(220)之后，7xxx铝合金主体表面上存在很少的或不存在接收状态表面氧化物层。在氧化物减厚之后，7xxx铝合金产品通常包含经预加工的氧化物层(30)。此经预加工的氧化物层(30)比接收状态氧化物层(20)薄，平均(中间)厚度通常为约5-10纳米或上下。经预加工的氧化物层(30)通常还包含非均匀(例如，贝壳形)形貌。此经预加工的氧化物层(30)通常有助于后续阳极化(300)和创建功能层(400)步骤。