CN107034507A - 7系列铝合金表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种7系列铝合金表面处理工艺，包括以下步骤：S1表面氧化处理，将7系列铝合金放入盛放温度为18‑22℃氧化试剂的氧化槽中，氧化槽接入工作电压，氧化12‑15分钟；S2水洗；S3 用60‑70℃的除油试剂进行除油处理，时间2‑3分钟；S4水洗；S5在常温的中和试剂浸泡30‑60秒；S6水洗；S7放入PH值为9‑11的扩孔剂中进行扩孔处理,在常温下浸泡5‑7分钟；S8水洗；S9在温度为20‑25℃的纳米试剂中进行纳米处理，时间8‑12分钟；S10水洗；S11在常温的表调剂中浸泡1‑2分钟；S12水洗、烘干。本发明提供的7系列铝合金表面处理工艺，提高了铝合金表面与树脂的结合强度。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料的表面处理技术领域，具体地说，涉及一种7系列铝合金表面处理工艺。
背景技术
7系列铝合金包括Al-Zn-Mg 系和Al-Zn-Mg-Cu 系合金, 都具有密度低、加工性能好及焊接性能优良等优点。因此, 在航空航天工业、车辆、建筑、桥梁、工兵装备和大型压力容器等方面都得到了广泛的应用。现代工业的飞速发展, 对7系列铝合金的强度、韧性以及抗应力腐蚀(SCR)性能等提出了更高的要求。
目前行业内采用粘合剂在常温或加热情况下将金属与树脂一体化结合，但是采用这些方法的复合体金属与塑胶之间结合力差，且胶粘剂耐酸耐碱性能差，复合体无法进行后续的阳极氧化等表面处理。因此，研究一种高强度的树脂与7系列铝合金一体化的办法是一项重要的课题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种7系列铝合金表面处理工艺。
本发明公开的7系列铝合金表面处理工艺所采用的技术方案是:
一种7系列铝合金表面处理工艺，包括以下步骤：
S1表面氧化处理，将7系列铝合金放入盛放温度为18-22℃氧化试剂的氧化槽中，氧化槽接入工作电压，氧化12-15分钟；
S2水洗；
S3 用60-70℃的除油试剂进行除油处理，时间2-3分钟；
S4水洗；
S5在常温的中和试剂浸泡30-60秒；
S6水洗；
S7放入PH值为9-11的扩孔剂中进行扩孔处理,在常温下浸泡5-7分钟；
S8水洗；
S9在温度为20-25℃的纳米试剂中进行纳米处理，时间8-12分钟；
S10水洗；
S11在常温的表调剂中浸泡1-2分钟；
S12水洗、烘干。
作为优选方案，步骤S1中的氧化试剂为浓度为190g/L的硫酸，工作电压为17.5V。
作为优选方案，步骤S3中的除油试剂为碱盐混合物、缓蚀剂、表面活性剂、乳化剂、二乙醇胺和水，所述碱盐混合物的质量百分比为50-55%，所述缓蚀剂的质量比为0.5-1%，所述表面活性剂的质量百分比为0.5-1%，所述乳化剂的质量百分比为0.3-0.5%，所述二乙醇胺的质量百分比为3-5%，其余为水。
作为优选方案，步骤S5中的中和试剂为硫酸、氯化铁、硝酸和水的混合液，所述硫酸的质量百分比为20%，所述氯化铁的质量百分比为0.5-1%，所述硝酸的质量百分比为15%，其余为水。
作为优选方案，步骤S7中的扩孔试剂为二胺四乙酸四钠、乙酸钠、碳酸钠、苹果酸、十二烷基硫酸钠和水的混合液，所述乙二胺四乙酸四钠的质量百分比为20%，所述乙酸钠的质量百分比为15%，所述碳酸钠的质量百分比为5%，所述苹果酸的质量百分比为2%，所述十二烷基硫酸钠的质量百分比为1%，其余为水。
作为优选方案，步骤S9中的纳米试剂为草酸、硫酸、磷酸、乙二胺四乙酸二钠和水的混合液，所述草酸的质量百分比为5%，所述 硫酸的质量百分比为8%-10%， 所述磷酸的质量百分比为25%，所述乙二胺四乙酸二钠的质量百分比为1%，其余为水。
作为优选方案，步骤S11中表调剂为三聚磷酸钠、十二烷基磺酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、硅酸钠和水的混合液，所述三聚磷酸钠的质量百分比为2.5%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分比为0.5%，所述醋酸钠的质量百分比为1.5%，所述磷酸二氢钠的质量百分比为15%，所述硅酸钠的质量百分比为1.5%，其余为水。
本发明公开的7系列铝合金表面处理工艺的有益效果是：可提高铝合金表面与树脂的结合强度。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。
实施例一：一种7系列铝合金表面处理工艺，包括以下步骤：
S1表面氧化处理，将7系列铝合金放入盛放氧化试剂的氧化槽中，氧化剂为浓度为190g/L的硫酸，温度保持为22℃，氧化槽接入工作电压17.5V，氧化12分钟。
S2经过步骤S1后的7系列铝合金经过两次水洗；
S3在温度为60℃的除油试剂中，除油处理2分钟，除油试剂为碱盐混合物、缓蚀剂、表面活性剂、乳化剂、二乙醇胺和水的混合液，所述碱盐混合物为质量比为5：1的三聚磷酸钠和柠檬酸钠的混合物，所占除油试剂的质量百分比为55%，所述缓蚀剂为无水偏硅酸钠，质量百分比为0.5%，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，其质量百分比为0.5%，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，其质量百分比为0.3%，所述二乙醇胺的质量百分比为5%，其余为水。
S4经两道水洗；
S5在常温的中和试剂中浸泡30秒，所述中和试剂为硫酸、氯化铁、硝酸和水的混合液，所述硫酸的质量百分比为20%，所述氯化铁的质量百分比为1%，所述硝酸的质量百分比为15%，其余为水。
S6经两道水洗；
S7扩孔处理，在常温的扩孔剂中浸泡5分钟，所述扩孔剂为质量百分比为20%的乙二胺四乙酸四钠、质量百分比为15%的乙酸钠、质量百分比为5%碳酸钠、质量百分比为2%的苹果酸、质量百分比为1%的十二烷基硫酸钠和水的混合液，其PH值为10；
S8经两道水洗；
S9纳米处理，在温度为20℃的纳米试剂中，工作电压为20V，纳米处理12分钟，所述纳米试剂为草酸、硫酸、磷酸、乙二胺四乙酸二钠和水的混合液，所述草酸的质量百分比为5%，所述硫酸的质量百分比为8%， 所述磷酸的质量百分比为25%，所述乙二胺四乙酸二钠的质量百分比为1%，其余为水。
S10经两道水洗；
S11在常温表调剂中浸泡1分钟，表调剂为三聚磷酸钠、十二烷基磺酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、硅酸钠和水的混合液，所述三聚磷酸钠的质量百分比为2.5%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分比为0.5%，所述醋酸钠的质量百分比为1.5%，所述磷酸二氢钠的质量百分比为15%，所述硅酸钠的质量百分比为1.5%，其余为水。
S12经两道水洗、烘干。
实施例二：一种7系列铝合金表面处理工艺，包括以下步骤：
S1表面氧化处理，将7系列铝合金放入盛放氧化试剂的氧化槽中，氧化剂为浓度为190g/L的硫酸，温度保持为18℃，氧化槽接入工作电压17.5V，氧化15分钟。
S2经过步骤S1后的7系列铝合金经过两次水洗；
S3在温度为65℃的除油试剂中，除油处理2分钟，除油试剂为碱盐混合物、缓蚀剂、表面活性剂、乳化剂、二乙醇胺和水的混合液，所述碱盐混合物为质量比为5：1的三聚磷酸钠和柠檬酸钠的混合物，所占除油试剂的质量百分比为55%，所述缓蚀剂为无水偏硅酸钠，质量百分比为1%，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，其质量百分比为0.5%，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，其质量百分比为0.3%，所述二乙醇胺的质量百分比为5%，其余为水。
S4经两道水洗；
S5在常温的中和试剂中浸泡30秒，所述中和试剂为硫酸、氯化铁、硝酸和水的混合液，所述硫酸的质量百分比为20%，所述氯化铁的质量百分比为1%，所述硝酸的质量百分比为15%，其余为水。
S6经两道水洗；
S7扩孔处理，在常温的扩孔剂中浸泡5分钟，所述扩孔剂为质量百分比为22%的乙二胺四乙酸四钠、质量百分比为15%的乙酸钠、质量百分比为5%碳酸钠、质量百分比为2%的苹果酸、质量百分比为1%的十二烷基硫酸钠和水的混合液，其PH值为11；
S8经两道水洗；
S9纳米处理，在温度为25℃的纳米试剂中，工作电压为20V，纳米处理10分钟，所述纳米试剂为草酸、硫酸、磷酸、乙二胺四乙酸二钠和水的混合液，所述草酸的质量百分比为5%，所述硫酸的质量百分比为10%， 所述磷酸的质量百分比为25%，所述乙二胺四乙酸二钠的质量百分比为1%，其余为水。
S10经两道水洗；
S11在常温表调剂中浸泡1分钟，表调剂为三聚磷酸钠、十二烷基磺酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、硅酸钠和水的混合液，所述三聚磷酸钠的质量百分比为2%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分比为0.5%，所述醋酸钠的质量百分比为1.5%，所述磷酸二氢钠的质量百分比为12%，所述硅酸钠的质量百分比为1.5%，其余为水。
S12经两道水洗、烘干。
性能测试：将两块相同材质的7系列铝合金按照上述实施例进行表面纳米处理，表面处理后的7系列铝合金放置在注塑机上，设置参数后，对表面进行纳米处理后的铝制品进行注塑成型。注塑参数包括注塑机的射嘴温度305℃，热流道模具温度90℃，注塑背压9.5KPa，测试塑胶与7系列铝合金之间的拉拔力结果如下：
同等条件下测试拉拔力结果如下
| 拉拔力/(N/cm2) | |
| 实施例一 | 1750 |
| 实施例二 | 1800 |
经过上述实施例制成铝制品，其表面与树脂结合强度极强，拉拔力1500N/cm2以上，满足要求。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1表面氧化处理，将7系列铝合金放入盛放温度为18-22℃氧化试剂的氧化槽中，氧化槽接入工作电压，氧化12-15分钟；
S2水洗；
S3 用60-70℃的除油试剂进行除油处理，时间2-3分钟；
S4水洗；
S5在常温的中和试剂浸泡30-60秒；
S6水洗；
S7放入PH值为9-11的扩孔剂中进行扩孔处理,在常温下浸泡5-7分钟；
S8水洗；
S9在温度为20-25℃的纳米试剂中进行纳米处理，时间8-12分钟；
S10水洗；
S11在常温的表调剂中浸泡1-2分钟；
S12水洗、烘干。
2.如权利要求1所述的7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，步骤S1中的氧化试剂为浓度为190g/L的硫酸，工作电压为17.5V。
3.如权利要求1所述的7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，步骤S3中的除油试剂为碱盐混合物、缓蚀剂、表面活性剂、乳化剂、二乙醇胺和水，所述碱盐混合物的质量百分比为50-55%，所述缓蚀剂的质量比为0.5-1%，所述表面活性剂的质量百分比为0.5-1%，所述乳化剂的质量百分比为0.3-0.5%，所述二乙醇胺的质量百分比为3-5%，其余为水。
4.如权利要求1所述的7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，步骤S5中的中和试剂为硫酸、氯化铁、硝酸和水的混合液，所述硫酸的质量百分比为20%，所述氯化铁的质量百分比为0.5-1%，所述硝酸的质量百分比为15%，其余为水。
5.如权利要求1所述的7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，步骤S7中的扩孔试剂为二胺四乙酸四钠、乙酸钠、碳酸钠、苹果酸、十二烷基硫酸钠和水的混合液，所述乙二胺四乙酸四钠的质量百分比为20%，所述乙酸钠的质量百分比为15%，所述碳酸钠的质量百分比为5%，所述苹果酸的质量百分比为2%，所述十二烷基硫酸钠的质量百分比为1%，其余为水。
6.如权利要求1所述的7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，步骤S9中的纳米试剂为草酸、硫酸、磷酸、乙二胺四乙酸二钠和水的混合液，所述草酸的质量百分比为5%，所述硫酸的质量百分比为8%-10%， 所述磷酸的质量百分比为25%，所述乙二胺四乙酸二钠的质量百分比为1%，其余为水。
7.如权利要求1所述的7系列铝合金表面处理工艺，其特征在于，步骤S11中表调剂为三聚磷酸钠、十二烷基磺酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、硅酸钠和水的混合液，所述三聚磷酸钠的质量百分比为2.5%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分比为0.5%，所述醋酸钠的质量百分比为1.5%，所述磷酸二氢钠的质量百分比为15%，所述硅酸钠的质量百分比为1.5%，其余为水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170811 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |