CN101736333B - 一种铝合金工件表面处理方法及铝合金工件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金工件表面处理方法及铝合金工件，其中铝合金工件表面处理方法，其包括以下步骤：A、清洗被加工铝合金工件表面；B、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；C、清洗及烘烤经施镀处理后的铝合金工件。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，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。
Description
技术领域
本发明涉及表面处理技术，尤其涉及一种铝合金工件表面处理方法及铝合金工件。
背景技术
用于防爆照明灯具外壳的铝合金工件由于经常使用于恶劣环境，对其表面防腐，耐磨，耐高温等性能要求特别严格。对于用于防爆照明灯具外壳的铝合金工件，目前常用的防腐工艺是在工件外表面单纯喷塑粉。
这种表面处理工艺的主要缺点是：1)所得到的保护层厚度不均匀，在工件弯折、边角等结构复杂的部分难以喷到，在恶劣的环境中常常会出现裂纹、破裂、甚至会大片脱落，使基体容易腐蚀；2)由于在防爆照明灯具的防爆结合面不允许采用涂料来保护，外壳直接与腐蚀环境接触，使得防爆结合面上更容易发生腐蚀现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种铝合金工件表面处理方法，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。
本发明的另一目的在于，提供一种采用以上铝合金工件表面处理方法得到的铝合金工件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种铝合金工件表面处理方法，其包括以下步骤：
A、清洗被加工铝合金工件表面；
B、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；
C、清洗及烘烤经施镀处理后的铝合金工件。
本发明所述的铝合金工件表面处理方法，其中，所述镀镍层包括中磷镀镍层和高磷镀镍层，所述保护层为低磷镀镍层，所述步骤B包括：
B1、依次采用中磷镀镍溶液、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。
本发明所述的铝合金工件表面处理方法，其中，所述镀镍层为高磷镀镍层，所述保护层为低磷镀镍层，所述步骤B包括：
B2、采用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所述高层镀镍层，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。
本发明所述的铝合金工件表面处理方法，其中，所述步骤B中，所述中磷镀镍溶液pH值为4.5～5.5，施镀温度为85℃～95℃，施镀时间10～60分钟。
本发明所述的铝合金工件表面处理方法，其中，所述高磷镀镍溶液pH值为4.5～5，施镀温度为85℃～95℃，施镀时间10～60分钟。
本发明所述的铝合金工件表面处理方法，其中，所述低磷镀镍溶液pH值为4.5～5.5，施镀温度为85℃～95℃，时间10～60分钟。
本发明所述的铝合金工件表面处理方法，其中，所述步骤A包括：
A1、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，去掉碱蚀后残留在铝合金工件表面的污斑。
本发明还提供了一种铝合金工件，包括铝合金基体，其中，所述铝合金基体上设置有镀镍层，在所述镀镍层外还设置有保护层。
本发明所述的铝合金工件，其中，所述镀镍层从内向外依次包括中磷镀镍层和高磷镀镍层，所述保护层为低磷镀镍层。
本发明所述的铝合金工件，其中，所述镀镍层为高磷镀镍层，所述保护层为低磷镀镍层。
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。
具体实施方式
下面通过4组实施例，对本发明的铝合金工件表面多层镀镍的处理工艺作详细介绍。
实施例1
本发明实施例的铝合金工件表面多层镀镍的处理工艺，具体流程如下：
步骤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：
(1)先将铝合金工件表面进行喷砂处理；
(2)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；
(3)水洗：用清水清洗；
(4)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；
(5)水洗：用清水清洗；
(6)酸洗：去掉碱蚀后残留在铝合金工件表面的污斑；
(7)水洗：用离子水冲洗。
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。
步骤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。
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。
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。
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。
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。
步骤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。
实施例2
采用实施例1中同样的工艺对铝合金工件进行表面处理，所不同的是，在步骤S2中，所采用的中磷镀镍溶液为：30g/L的硫酸镍，35g/L的次磷酸钠，20g/L的柠檬酸和30g/L的乳酸的混合液，其pH值为5，施镀温度为90℃，施镀时间30分钟。
所采用的高磷镀镍溶液为：28g/L的硫酸镍，20g/L的次磷酸钠，15g/L的苹果酸，20g/L的乳酸，15g/L的丙酸和2mg/L稳定剂Pb2+的混合液，其pH值为4.8，施镀温度为90℃，施镀时间30分钟。
所采用的低磷镀镍溶液为：21g/L的硫酸镍，30g/L的次磷酸钠，20g/L的醋酸钠，30g/L的羟基乙酸钠和2mg/L稳定剂Pb2+的混合液，其pH值为5，施镀温度为90℃，施镀时间为30分钟。
实施例3
采用实施例1中同样的工艺对铝合金工件进行表面处理，所不同的是，在步骤S2中，所采用的中磷镀镍溶液为：35g/L的硫酸镍，40g/L的次磷酸钠，25g/L的柠檬酸和40g/L的乳酸的混合液，其pH值为5.5，施镀温度为95℃，施镀时间60分钟。
所采用的高磷镀镍溶液为：30g/L的硫酸镍，25g/L的次磷酸钠，20g/L的苹果酸，25g/L的乳酸，20g/L的丙酸和2.5mg/L稳定剂Pb2+的混合液，其pH值为5，施镀温度为95℃，施镀时间为60分钟。
所采用的低磷镀镍溶液为：30g/L的硫酸镍，35g/L的次磷酸钠，25g/L的醋酸钠，35g/L的羟基乙酸钠和2.5mg/L稳定剂Pb2+的混合液，其pH值为5.5，施镀温度为95℃，施镀时间为60分钟。
采用实施例1至3中的工艺对铝合金工件进行表面处理，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。
实施例4
采用实施例1至3中同样的工艺对铝合金工件进行表面处理，所不同的是，镀镍层只有高磷镀镍层，保护层为低磷镀镍层。采用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高层镀镍层，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。可以利用高磷镀镍层优秀的耐腐蚀性能，并能利用低磷镀镍层与高磷镀镍层的良好结合性能，对高磷镀镍层进行保护，避免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。
本发明的另一实施提供了一种采用前述实施例的表面处理工艺所制备的铝合金工件，其包括铝合金基体，在铝合金基体上设置有均匀致密、光亮度较好、结合力和防护性能良好的镀镍层，在镀镍层外还设置有保护层。
镀镍层优选地采用以上实施例4中的工艺制备，为高磷镀镍层，保护层也可以采用其他镀层，但是优选采用低磷镀镍层，以增强保护层与内部的高磷镀镍层之间的接合能力。
这样可以利用高磷镀镍层优秀的耐腐蚀性能，并能利用低磷镀镍层与高磷镀镍层的良好结合性能，对高磷镀镍层进行保护，避免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。
镀镍层更优选地采用以上实施例1至3中的工艺制备，从内向外依次包括中磷镀镍层和高磷镀镍层，保护层为低磷镀镍层。
这样可发挥了中、高、低磷镀镍层的优点，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。
本发明的铝合金工件表面处理方法通过采用化学镀Ni-P层技术，在铝合金工件表面形成一层均匀且具有良好防护、耐磨效果的镀镍层及保护层，避免了现有技术中保护层厚度不均匀，在铝合金工件的弯折、边角等结构复杂部分发生漏喷涂现象。
本发明方法充分发挥了中、高、低磷镀镍层的优点，显著提高铝合金工件的防护性能，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。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变。
Claims (6)
1.一种铝合金工件表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、清洗被加工铝合金工件表面；
B、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；
C、清洗及烘烤经施镀处理后的铝合金工件；
其中，所述镀镍层包括中磷镀镍层和高磷镀镍层，所述保护层为低磷镀镍层，所述步骤B包括：
B1、依次采用中磷镀镍溶液、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；其中，在所述步骤B1中：
所采用的中磷镀镍溶液为：30g/L的硫酸镍，35g/L的次磷酸钠，20g/L的柠檬酸和30g/L的乳酸的混合液；所采用的高磷镀镍溶液为：28g/L的硫酸镍，20g/L的次磷酸钠，15g/L的苹果酸，20g/L的乳酸，15g/L的丙酸和2mg/L稳定剂Pb2+的混合液；所采用的低磷镀镍溶液为：21g/L的硫酸镍，30g/L的次磷酸钠，20g/L的醋酸钠，30g/L的羟基乙酸钠和2mg/L稳定剂Pb2+的混合液。
2.根据权利要求1中所述的铝合金工件表面处理方法，其特征在于，所述步骤B中，所述中磷镀镍溶液pH值为5，施镀温度为90℃，施镀时间30分钟。
3.根据权利要求1中所述的铝合金工件表面处理方法，其特征在于，所述高磷镀镍溶液pH值为4.8，施镀温度为90℃，施镀时间30分钟。
4.根据权利要求1中所述的铝合金工件表面处理方法，其特征在于，所述低磷镀镍溶液pH值为5，施镀温度为90℃，时间30分钟。
5.根据权利要求1所述的铝合金工件表面处理方法，其特征在于，所述步骤A包括：
A1、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。
6.一种铝合金工件，包括铝合金基体，其特征在于，所述铝合金基体表面设置有镀镍层，在所述镀镍层外还设置有保护层；
其中，所述镀镍层从内向外依次包括中磷镀镍层和高磷镀镍层，所述保护层为低磷镀镍层；其中，
所述中磷镀镍层由中磷镀镍溶液形成，所述高磷镀镍层由高磷镀镍溶液形成，所述低磷镀镍层由低磷镀镍溶液形成；
所述中磷镀镍溶液为：30g/L的硫酸镍，35g/L的次磷酸钠，20g/L的柠檬酸和30g/L的乳酸的混合液；所述高磷镀镍溶液为：28g/L的硫酸镍，20g/L的次磷酸钠，15g/L的苹果酸，20g/L的乳酸，15g/L的丙酸和2mg/L稳定剂Pb2+的混合液；所述低磷镀镍溶液为：21g/L的硫酸镍，30g/L的次磷酸钠，20g/L的醋酸钠，30g/L的羟基乙酸钠和2mg/L稳定剂Pb2+的混合液。
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