[发明专利]一种铝合金表面镀敷工艺

说明书

本发明提供了一种铝合金表面镀敷工艺，通过光刻胶显影技术，能够获得规整的铜钉微米阵列；通过在待电镀区域进行酸洗，能够有效的使得铜钉扎入铝材内部；通过在化学镀镍前进行浸铜处理，获得致密浸铜层，上述过程均能有效的提高铝合金镀敷材料的结合力。

技术领域

本发明涉及铝金属材料表面处理技术，具体涉及一种在铝及铝合金表面化学镀高结合力镍层的方法。

背景技术

铝合金是 Al 元素与其他元素 (如 Cu，Sn，Mn，Si，Mg)中的一种或几种组合而成的合金。铝合金强度比较高，接近或超过优质钢，可塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上应用广泛，用量仅次于钢。铝合金作为最轻的工程结构材料之一，由于其密度小，比强度高，导热和导电性好。耐磨，耐蚀性好，色泽美观以及可塑性好和易于压力加工等特点，越来越广泛地被应用于航空航天，汽车，火车，电子，家电，轻便工具等领域。

化学镀镍是铝及铝合金理想的表面改性技术之一。化学镀镍层的一些特殊性质使的化学镀镍技术在国民经济中得到了广泛的应用，如：为了减轻汽车的重量，汽车上将有更多的零部件采用铝合金制造，目前采用化学镀镍保护汽车零部件，如齿轮，制动活塞，散热器，喷油嘴和铝制电子连接元件等已经成为一种普遍的方法；又如航空航天中使用的大量铝合金零部件都需要经化学镀镍处理。经化学镀镍处理后的铝合金零部件具有良好的耐蚀，耐磨性能，显著提高了铝合金的使用寿命，即通过化学镀镍使得铝合金表面提高了耐磨性能、抗蚀性能、可焊性和电接触性，而且还能通过镀覆各种镍基合金，给铝及铝合金赋予磁性能、润滑性能等各种新的性能。

铝是一种化学性质比较活泼的金属，铝的表面有一层天然的、致密的氧化膜，这层膜的厚度约为50nm，不去除它，就难以获得结合良好的镀层，而去除以后在大气中又会迅速形成。铝的电极电位很负，很容易失去电子，当浸入镀液时，能与多种金属离子立即发生置换反应，从而使其它金属与铝制品表面形成疏松层，其与基体的结合强度很差，因此严重影响镀层与基体的结合力。一般是在基体金属与镀层之间制取既和基体铝结合力好，同时又与镀层结合力好的中间层，使得在除去铝表面的自然氧化膜后能防止氧化膜的再产生，并防止零件浸入镀液中产生疏松粗糙镀层的置换金属的反应，这样才能保证化学镀的正常进行和获得结合力良好的镀层。

迄今为止，研究开发并已应用的工艺方法主要是采用浸锌-预镀层法。国外对铝及铝合金化学镀前的预处理通常分为六道，即：除油→浸蚀→第一次浸锌→硝酸退除→第二次浸锌→碱性化学镀镍→正常化学镀镍。浸锌后获得的极薄锌层在化学镀镍时几乎完全溶解，毒化镀液。因此浸锌后先进行闪镀化学镍作为预镀以延长主镀槽溶液的使用寿命。浸锌工艺工艺复杂，其主要缺点是在潮湿的腐蚀性环境中，锌相对于镍镀层来说是阳极，将受到横向腐蚀，最终导致镍层剥落。此外，过渡锌层熔点低，限制了应用范围，而且两次浸锌之间还有一次硝酸退锌工序，污染生产环境，为保证镀层与基体间的结合力，保证镀层的外观及性能，在铝材表面化学镀镍的工艺还需进行改善。

发明内容

基于现有技术存在的不足，提供了一种铝合金表面镀敷工艺，通过在铝合金基材与镍基材之间填充铜钉，有效的提高铝合金镀敷材料的结合力，结合力强度高达6-9N/cm，所述镀层致密，硬度HV≥450，具体铝合金表面镀敷工艺包括如下步骤：

（1）表面预处理获得清洁铝合金表面；

（2）通过光刻胶-显影技术获得待镀区域和非镀区域；

（3）酸浸处理；

（4）在待镀区域上直接电镀铜，所述电镀铜的高度大于非镀区域的厚度；

（5）除去非镀区域的光刻胶；

（6）化学浸铜，清洗；

（7）化学镀镍。

在某些实施例中，用 500、800、1000、1200目金刚石砂纸依次对铝合金表面进行打磨、再用抛光机抛光、超纯水超声清洗、无水乙醇脱水。