CN108018555A - 一种金属的表面处理方法、金属制品及金属塑料复合体 - Google Patents

一种金属的表面处理方法、金属制品及金属塑料复合体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属的表面处理方法、金属制品及金属塑料复合体，该方法包括：本发明采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理，以得到表面产生纳米级孔洞的金属。由于预先配制的所述酸性砂化试剂的性质合适，且直接作用在所述待处理金属表面，能够通过一次粗糙化表面蚀刻处理在所述待处理金属表面产生尺寸较大的纳米孔洞，通过上述方式，所述孔径尺寸较大的纳米孔洞能够使处理后的金属与后续注塑过程的塑料更加紧密的结合，有利于提高注塑产品的质量。

Description

一种金属的表面处理方法、金属制品及金属塑料复合体
技术领域
本发明涉及一种金属的表面处理方法、金属制品及金属塑料复合体。
背景技术
随着智能终端技术的不断发展，在所述智能终端功能不断丰富的同时，用户对所述智能终端的外观和手感的要求也越来越高，而通过注塑工艺得到塑料-金属复合体材料因外观精致、使用舒适成为智能终端领域研究的热点。
现有的塑料-金属复合体材料通常需要先需要在金属表面形成纳米孔洞，之后，通过一定压力，使塑料熔体进入金属表面的纳米孔洞中，从而形成一种复合结构。而在制备具有纳米孔洞的金属时，目前普遍使用的技术存在制备出来的所述具有纳米孔洞的金属与塑料的结合力差，塑料-金属复合材料的质量不过关的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种金属的表面处理方法、金属制品及金属塑料复合体，能够制备得到具有较大纳米孔洞结构的金属，且塑料注塑成型后，产品的结合力强。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种金属的表面处理方法，所述方法包括：采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理，以得到表面产生纳米级孔洞的金属。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种金属制品，所述金属制品采用如上所述的方法处理后得到。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种金属塑料复合体，所述金属塑料复合体包括：如上所述的金属制品和注塑在所述金属制品表面的塑料。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理，以得到表面产生纳米级孔洞的金属。由于预先配制的所述酸性砂化试剂的性质合适，且直接作用在所述待处理金属表面，能够通过一次粗糙化表面蚀刻处理在所述待处理金属表面产生尺寸较大的纳米孔洞，通过上述方式，所述孔径尺寸较大的纳米孔洞能够使处理后的金属与后续注塑过程的塑料更加紧密的结合，有利于提高注塑产品的质量。
附图说明
图1是本发明金属的表面处理方法一实施方式的流程图；
图2是本发明金属的表面处理方法中表面产生纳米级孔洞的金属的扫描电镜示意图；
图3是现有技术金属的表面处理方法中表面产生纳米级孔洞的金属的扫描电镜示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种金属的表面处理方法，其中，所述方法包括：
采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理，以得到表面产生纳米级孔洞的金属。由于所述酸性砂化试剂中的酸可以与金属进行反应，达到对金属进行粗糙化表面蚀刻的目的，进而在所述待处理金属表面生成纳米级孔洞。可选的，所述金属为镁、铝等能与酸发生化学反应的金属即可。
可选的，所述酸性砂化试剂包括：三氯化铁、盐酸、氟化氢氨、氯化铜或硫酸中的一种或多种，如所述酸性砂化试剂为盐酸和硫酸的混合溶液，所述酸性砂化试剂为三氯化铁、盐酸和氟化氢氨混合溶液，所述酸性砂化试剂为三氯化铁、盐酸、氟化氢氨、氯化铜和硫酸的混合溶液。采用不同种类的酸相互配合，能够使酸与金属反应进行的更加充分，有利于增大所述金属表面产生的纳米级孔洞的尺寸；可选的，选择三氯化铁、氟化氢氨及氯化铜这类强酸弱碱盐，一方面可以增加溶液的酸性，使所述粗糙化表面蚀刻处理进行的更加充分；另一方面，氯离子和氟离子具有较好的渗透性，能够从金属的孔穴中渗入，从而加速所述粗糙化表面蚀刻处理的进行。
可选的，在所述酸性砂化试剂中，所述三氯化铁的浓度为30-300g/L，如30g/L、100g/L、170g/L、240g/L及300g/L等等；所述盐酸的浓度为30-300g/L，如30g/L、90g/L、150g/L、210g/L及300g/L等等；所述氟化氢氨的浓度为20-200g/L，如20g/L、70g/L、120g/L、170g/L及200g/L等等；所述氯化铜的浓度为5-50g/L，如5g/L、15g/L、25g/L、35g/L及50g/L等等；所述硫酸的浓度为30-300g/L，如30g/L、100g/L、160g/L、250g/L及300g/L等等。
进一步的，所述酸性砂化试剂的温度为20-60℃，如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃等等；处理时间为1-10min，如1min、3min、5min、7min、10min等等。通常来说，要获得相近的所述金属表面生成纳米级孔洞的孔径尺寸，所述酸性砂化试剂的温度越高，处理时间相应的减少；同时，所述考虑到酸浓度的影响，当酸性砂化试剂的温度和处理时间对所述金属表面生成的纳米级孔洞的孔径尺寸影响幅度相似时，酸浓度越高，所述金属表面生成纳米级孔洞的孔径尺寸越大。总之，所述酸性砂化试剂的浓度高、温度高、处理时间长有利于在金属表面生成孔径尺寸更大的纳米级孔洞。
可选的，所述采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理之前，还包括：对所述待处理金属进行预处理，所述预处理包括脱脂处理和酸中和处理。
可选的，所述采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理之后，还包括：对粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行表面除渣处理；对表面除渣处理后的金属进行镀膜处理。
请参考图1，图1是本发明金属的表面处理方法以实施方式的流程图，所述方法包括步骤：
S100、对所述待处理金属进行预处理；
在所述步骤S100中，所述预处理过程可以包括脱脂处理和酸中和处理；这是因为，金属制品的表面通常会涂有保护油、氧化物及灰尘等，为使后续的对金属进行的粗糙化表面处理获得较好的效果，在所述金属进行粗糙化表面处理处理前，采用脱脂剂对所述待处理金属表面进行脱脂处理。所述脱脂剂可以为碱性脱脂剂、乳液脱脂剂或溶液脱脂剂中的一种或多种。在一个实施例中，所述脱脂剂为VR6332-3、ELC409或GT-TZ102等碱性脱脂剂，所述碱性脱脂剂不仅无毒、价格便宜，脱脂效果比较好。再进行所述脱脂处理的过程中，所述脱脂剂的浓度为30-50g/L，如30g/L、35g/L、40g/L、45g/L或50g/L等等；所述脱脂处理的温度为50-80℃，如50℃、60℃、70℃、80℃等等；所述脱脂处理的时间为3-10min，如3min、5min、7min、9min、10min等等；当然，较高的所述脱脂剂浓度、较高的所述脱脂处理温度和较长的脱脂处理时间有利于获得更好的脱脂效果。此外，脱脂过程结束后，所述金属表面的一些肉眼不可见的小孔洞内还会残留一些脱脂剂，为避免所述脱脂剂对后续操作的影响，进一步用水或酒精等对脱脂处理后的金属表面进行清洗，所述清洗的方式为冲洗或超声清洗。
为避免所述碱性脱脂剂的残留对酸性试剂的粗糙化表面处理效果产生不利影响，可选的，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，且在所述酸中和处理中，酸中和处理剂为硝酸，所述硝酸的浓度为100-300g/L，如100g/L、150g/L、200g/L、250g/L或300g/L等等；所述酸中和处理的温度为25-50℃，如25℃、30℃、35℃、45℃或50℃等等；所述酸中和处理的时间为1-5min，如1min、2min、3min、4min或5min等等。当然，较高的酸浓度、较高的所述酸中和处理温度及较长的所述酸中和处理时间有利于获得较好的酸中和处理效果。
S200、对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理；
在所述步骤S200中，用所述酸性砂化试剂对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理，由于所述酸性砂化试剂为预先配制的，在配制所述酸性砂化试剂前，可以根据待处理金属的种类、厚度及所需的表面产生纳米级孔洞的尺寸确定所述酸性砂化试剂的组成和浓度，并结合粗糙化表面处理的条件，如所述粗糙化表面蚀刻处理温度、所述粗糙化表面蚀刻处理时间等，得到较为合适的所述酸性砂化试剂，进而控制所述金属表面纳米级孔洞的尺寸。
此外，本实施方式中仅对所述待处理金属进行一次粗糙化表面蚀刻处理就能使金属表面产生尺寸更大的纳米级孔洞，减少了操作步骤，缩短了生产周期；同时，也减少了化学药品的用量，降低成本的同时，减少了污水排放，更加节能环保。
S300、对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行表面除渣处理；
在所述步骤S300中，对所述粗糙化表面蚀刻处理后残留在所述金属表面的杂质进行除渣处理；具体的，对粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行表面除渣处理，包括：
采用碱性溶液对粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理；在所述第一次表面除渣处理过程中，所述碱性溶液为片碱溶液，所述片碱溶液的浓度为10-150g/L，如10g/L、50g/L、90g/L、130g/L或150g/L等等；所述第一次表面除渣处理的温度为25-50℃，如25℃、35℃、40℃、45℃或50℃等等；所述第一次表面除渣处理的时间为1-5min，如1min、2min、3min、4min或5min等等；当然，较高的碱浓度、较高的所述第一次表面除渣处理处理温度及较长的所述第一次表面除渣处理处理时间有利于获得较好的所述第一次表面除渣处理效果。
可选的，采用第一酸性溶液对第一次表面除渣处理后的金属进行最终表面除渣处理；为清除所述第一次表面除渣处理中的碱液残留，利用酸碱中和的原理，进行最终表面除渣处理；所述第一酸性溶液为硝酸溶液，所述硝酸溶液的浓度为100-300g/L，如100g/L、150g/L、200g/L、250g/L或300g/L等等；所述最终表面除渣处理的温度为25-50℃，如25℃、30℃、35℃、45℃或50℃等等；所述最终表面除渣处理的时间为1-5min，如1min、2min、3min、4min或5min等等；当然，较高的所述第一酸性溶液的酸浓度、较高的所述最终表面除渣处理温度及较长的所述最终表面除渣处理时间有利于获得较好的所述最终表面除渣处理效果。
S400、对所述表面除渣处理后的金属进行镀膜处理；
在所述步骤S400中，镀膜处理是指利用电解原理在某些金属表面上镀上一层金属氧化物、金属或合金的过程，以起到防止金属氧化(如锈蚀)，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用。具体的，本实施例采用石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属做阳极(以金属铝为例)，酸做电解液，则通电后会在阳极金属铝表面生产氧化铝膜，达到保护所述表面除渣处理后的金属的目的。在所述反应过程中，所述电解液为第二酸性溶液，所述第二酸性溶液包括硫酸溶液、磷酸溶液或草酸溶液中的一种或多种，如，所述第二酸性溶液为硫酸溶液，所述第二酸性溶液为硫酸、磷酸和草酸的混合溶液；当所述第二酸性溶液为硫酸溶液、磷酸溶液和草酸溶液的混合溶液时，其中，所述硫酸的浓度为100-400g/L，如100g/L、180g/L、260g/L、340g/L或400g/L等等；所述磷酸的浓度为100-400g/L，如100g/L、180g/L、260g/L、340g/L或400g/L等等；所述草酸的浓度为100-400g/L，如100g/L、180g/L、260g/L、340g/L或400g/L等等；且所述镀膜处理温度为10-25℃，如10℃、14℃、18℃、22℃或25℃等等；所述镀膜处理时间为8-30min，如8min、13min、18min、23min或30min等等。当然，电解液中酸的所述第二酸性溶液的浓度越高，所述镀膜处理温度越高，能够在较短时间内生产一定厚度的氧化物膜。
此外，本实施方式的镀膜处理过程是在对金属进行粗糙化表面蚀刻处理后进行的，也就是说所述粗糙化表面蚀刻处理产生的纳米级孔洞内也会被镀上氧化膜，这样有利于提高所述表面产生纳米级孔洞的金属的抗腐蚀和耐磨性能。而现有技术中，通常是在镀膜之后再进行多次碱液蚀刻，因此，碱液需要先出去所述金属表面的氧化膜，才能对金属本体进行蚀刻，所述蚀刻过程的阻力很大；因此，需要进行多次碱液蚀刻，且产生的纳米级孔洞的尺寸较小，不利于粗糙化表面处理后的金属与后续注塑过程中塑料的结合，得到的产品质量差。
S500、对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理。
在所述步骤S500中，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，能够有效防止产品表面的残余水中滋生细菌或发生化学反应腐蚀所述产品，影响产品质量。具体的，根据所述产品表面水分的残余量、环境温度等因素决定烘干处理的温度和时间，通常处理温度为50-80℃，如50℃、60℃、70℃或80℃等等；处理时间为20-50min，如20min、30min、40min或50min等等。当然，处理温度越高，所需的处理时间越短。
此外，在所述步骤S100-S400中，每一步骤之后都会对金属表面进行清洗，所述清洗过程使用水或酒精等对处理后的金属表面进行清洗，所述清洗的方式为冲洗或超声清洗。
进一步的，请参考图2，图2是本发明金属的表面处理方法中表面产生纳米级孔洞的金属的扫描电镜示意图，从图2中可以看出，采用上述方法处理后，所述表面产生纳米级孔洞的金属，所述纳米级孔洞的孔径范围为20-150nm，且所述纳米级孔洞的孔径范围主要集中在50-120nm；而图3中现有技术金属的表面处理方法中表面产生纳米级孔洞的金属的扫描电镜示意图中，所述纳米级孔洞的孔径范围主要集中在20-40nm；可见，采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理方式能够在金属表面产生尺寸更大的纳米级孔洞，且所述纳米级孔洞的尺寸为现有技术的2-3倍，有利于提高后续注塑过程中金属与塑料的结合力；且工艺简单，生产周期短，便于推广应用。
基于上述方法，本发明还公开了一种金属制品，其中，所述金属制品采用上述方法处理后得到的。
基于上述方法，本发明还公开了一种金属塑料复合体，其中，所述金属塑料复合体包括：上述金属制品和注塑在所述金属制品表面的塑料。由于所述金属制品表面的纳米级孔洞尺寸较大，能够与所述注塑过程中的塑料紧密结合，提高了所述金属塑料复合体的结构稳定性。
下面以具体的实施例来说明本申请上述的方法所获得的表面具有纳米孔洞的金属以及金属塑料复合体。
实施例1：
预处理：在所述脱脂处理的温度为70℃下，将所述待处理金属浸没于浓度为40g/L的脱脂剂ELC409中7min，对所述待处理金属进行脱脂处理，并对所述脱脂处理的金属进行水洗，得到脱脂处理后的金属；之后，在所述脱脂处理的温度为35℃下，将所述脱脂处理后的金属浸没于200g/L的硝酸中3min，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，并对所述酸中和处理的金属进行水洗后，得到预处理后的金属；
粗糙化表面蚀刻处理：在所述粗糙化表面处理温度为20℃下，将所述预处理后的金属浸没于含有三氯化铁的浓度为170g/L、盐酸的浓度为150g/L、氟化氢氨的浓度为120g/L、氯化铜的浓度为25g/L及硫酸的浓度为160g/L组成的酸性砂化试剂中5min，对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理，并对所述粗糙化表面处理的金属进行水洗后，得到粗糙化表面蚀刻处理后的金属；
表面除渣处理：在所述第一次表面除渣温度40℃下，将所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属浸没于90g/L的片碱溶液中3min，对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理，并在对所述第一次表面除渣处理的金属进行水洗后，得到第一次表面除渣处理后的金属；在所述最终表面除渣温度35℃下，将所述第一次表面处理后的金属浸没于200g/L的硝酸溶液中3min，对所述第一次表面处理后的金属进行最终除渣表面处理，并在对所述最终表面除渣处理的金属进行水洗后，得到表面除渣处理后的金属；
镀膜处理：以石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属铝做阳极，在含有硫酸的浓度为260g/L、磷酸的浓度为260g/L及草酸的浓度为260g/L的电解液中，在镀膜温度为18℃，镀膜时间为18min的条件下，对所述表面除渣后的金属进行镀膜处理，并在对所述镀膜处理的金属进行水洗后，得到镀膜处理后的金属；
烘干处理：在烘干处理温度为60℃下，对所述镀膜处理后的金属烘干处理30min，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，得到金属产品。
注塑处理:将所述烘干后的金属产品冷却至室温，然后通过注塑成型的方式将其与塑料结合在一起，形成金属塑料复合体；
结合力测试：采用推拉力机HM-6605C对注塑成型的金属塑料复合体进行拉力测试，结果见表1。
实施例2：
预处理：在所述脱脂处理的温度为30℃下，将所述待处理金属浸没于浓度为80g/L的脱脂剂ELC409中9min，对所述待处理金属进行脱脂处理，并对所述脱脂处理的金属进行水洗，得到脱脂处理后的金属；之后，在所述脱脂处理的温度为25℃下，将所述脱脂处理后的金属浸没于300g/L的硝酸中4min，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，并对所述酸中和处理的金属进行水洗后，得到预处理后的金属；
粗糙化表面蚀刻处理：在所述粗糙化表面处理温度为20℃下，将所述预处理后的金属浸没于含有盐酸的浓度为210g/L及硫酸的浓度为100g/L组成的酸性砂化试剂中7min，对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理，并对所述粗糙化表面处理的金属进行水洗后，得到粗糙化表面蚀刻处理后的金属；
表面除渣处理：在所述第一次表面除渣温度50℃下，将所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属浸没于10g/L的片碱溶液中5min，对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理，并在对所述第一次表面除渣处理的金属进行水洗后，得到第一次表面除渣处理后的金属；在所述最终表面除渣温度50℃下，将所述第一次表面处理后的金属浸没于100g/L的硝酸溶液中5min，对所述第一次表面处理后的金属进行最终除渣表面处理，并在对所述最终表面除渣处理的金属进行水洗后，得到表面除渣处理后的金属；
镀膜处理：以石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属铝做阳极，在磷酸的浓度为400g/L的电解液中，在镀膜温度为14℃，镀膜时间为23min的条件下，对所述表面除渣后的金属进行镀膜处理，并在对所述镀膜处理的金属进行水洗后，得到镀膜处理后的金属；
烘干处理：在烘干处理温度为60℃下，对所述镀膜处理后的金属烘干处理40min，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，得到金属产品。
注塑处理:将所述烘干后的金属产品冷却至室温，然后通过注塑成型的方式将其与塑料结合在一起，形成金属塑料复合体；
结合力测试：采用推拉力机HM-6605C对注塑成型的金属塑料复合体进行拉力测试，结果见表1。
实施例3：
预处理：在所述脱脂处理的温度为35℃下，将所述待处理金属浸没于浓度为80g/L的脱脂剂ELC409中3min，对所述待处理金属进行脱脂处理，并对所述脱脂处理的金属进行水洗，得到脱脂处理后的金属；之后，在所述脱脂处理的温度为30℃下，将所述脱脂处理后的金属浸没于250g/L的硝酸中1min，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，并对所述酸中和处理的金属进行水洗后，得到预处理后的金属；
粗糙化表面蚀刻处理：在所述粗糙化表面处理温度为30℃下，将所述预处理后的金属浸没于含有盐酸的浓度为100g/L、氟化氢氨的浓度为200g/L及硫酸的浓度为250g/L组成的酸性砂化试剂中7min，对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理，并对所述粗糙化表面处理的金属进行水洗后，得到粗糙化表面蚀刻处理后的金属；
表面除渣处理：在所述第一次表面除渣温度45℃下，将所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属浸没于50g/L的片碱溶液中2min，对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理，并在对所述第一次表面除渣处理的金属进行水洗后，得到第一次表面除渣处理后的金属；在所述最终表面除渣温度45℃下，将所述第一次表面处理后的金属浸没于150g/L的硝酸溶液中2min，对所述第一次表面处理后的金属进行最终除渣表面处理，并在对所述最终表面除渣处理的金属进行水洗后，得到表面除渣处理后的金属；
镀膜处理：以石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属铝做阳极，在含有硫酸的浓度为180g/L及草酸的浓度为340g/L的电解液中，在镀膜温度为22℃，镀膜时间为13min的条件下，对所述表面除渣后的金属进行镀膜处理，并在对所述镀膜处理的金属进行水洗后，得到镀膜处理后的金属；
烘干处理：在烘干处理温度为70℃下，对所述镀膜处理后的金属烘干处理30min，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，得到金属产品。
注塑处理:将所述烘干后的金属产品冷却至室温，然后通过注塑成型的方式将其与塑料结合在一起，形成金属塑料复合体；
结合力测试：采用推拉力机HM-6605C对注塑成型的金属塑料复合体进行拉力测试，结果见表1。
实施例4：
预处理：在所述脱脂处理的温度为40℃下，将所述待处理金属浸没于浓度为60g/L的脱脂剂GT-TZ102中5min，对所述待处理金属进行脱脂处理，并对所述脱脂处理的金属进行水洗，得到脱脂处理后的金属；之后，在所述脱脂处理的温度为45℃下，将所述脱脂处理后的金属浸没于150g/L的硝酸中2min，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，并对所述酸中和处理的金属进行水洗后，得到预处理后的金属；
粗糙化表面蚀刻处理：在所述粗糙化表面处理温度为50℃下，将所述预处理后的金属浸没于含有三氯化铁的浓度为300g/L、盐酸的浓度为300g/L、氟化氢氨的浓度为200g/L、氯化铜的浓度为50g/L及硫酸的浓度为300g/L组成的酸性砂化试剂中3min，对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理，并对所述粗糙化表面处理的金属进行水洗后，得到粗糙化表面蚀刻处理后的金属；
表面除渣处理：在所述第一次表面除渣温度35℃下，将所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属浸没于130g/L的片碱溶液中1min，对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理，并在对所述第一次表面除渣处理的金属进行水洗后，得到第一次表面除渣处理后的金属；在所述最终表面除渣温度30℃下，将所述第一次表面处理后的金属浸没于250g/L的硝酸溶液中1min，对所述第一次表面处理后的金属进行最终除渣表面处理，并在对所述最终表面除渣处理的金属进行水洗后，得到表面除渣处理后的金属；
镀膜处理：以石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属铝做阳极，在含有硫酸的浓度为100g/L、磷酸的浓度为100g/L及草酸的浓度为100g/L的电解液中，在镀膜温度为25℃，镀膜时间为8min的条件下，对所述表面除渣后的金属进行镀膜处理，并在对所述镀膜处理的金属进行水洗后，得到镀膜处理后的金属；
烘干处理：在烘干处理温度为50℃下，对所述镀膜处理后的金属烘干处理50min，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，得到金属产品。
注塑处理:将所述烘干后的金属产品冷却至室温，然后通过注塑成型的方式将其与塑料结合在一起，形成金属塑料复合体；
结合力测试：采用推拉力机HM-6605C对注塑成型的金属塑料复合体进行拉力测试，结果见表1。
实施例5：
预处理：在所述脱脂处理的温度为25℃下，将所述待处理金属浸没于浓度为50g/L的脱脂剂VR6332-3中10min，对所述待处理金属进行脱脂处理，并对所述脱脂处理的金属进行水洗，得到脱脂处理后的金属；之后，在所述脱脂处理的温度为50℃下，将所述脱脂处理后的金属浸没于100g/L的硝酸中5min，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，并对所述酸中和处理的金属进行水洗后，得到预处理后的金属；
粗糙化表面蚀刻处理：在所述粗糙化表面处理温度为60℃下，将所述预处理后的金属浸没于含有三氯化铁的浓度为30g/L、盐酸的浓度为30g/L、氟化氢氨的浓度为20g/L、氯化铜的浓度为5g/L及硫酸的浓度为30g/L组成的酸性砂化试剂中10min，对所述预处理后的金属进行粗糙化表面蚀刻处理，并对所述粗糙化表面处理的金属进行水洗后，得到粗糙化表面蚀刻处理后的金属；
表面除渣处理：在所述第一次表面除渣温度25℃下，将所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属浸没于150g/L的片碱溶液中4min，对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理，并在对所述第一次表面除渣处理的金属进行水洗后，得到第一次表面除渣处理后的金属；在所述最终表面除渣温度25℃下，将所述第一次表面处理后的金属浸没于300g/L的硝酸溶液中4min，对所述第一次表面处理后的金属进行最终除渣表面处理，并在对所述最终表面除渣处理的金属进行水洗后，得到表面除渣处理后的金属；
镀膜处理：以石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属铝做阳极，在含有硫酸的浓度为300g/L、磷酸的浓度为300g/L及草酸的浓度为300g/L的电解液中，在镀膜温度为10℃，镀膜时间为30min的条件下，对所述表面除渣后的金属进行镀膜处理，并在对所述镀膜处理的金属进行水洗后，得到镀膜处理后的金属；
烘干处理：在烘干处理温度为80℃下，对所述镀膜处理后的金属烘干处理20min，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，得到金属产品。
注塑处理:将所述烘干后的金属产品冷却至室温，然后通过注塑成型的方式将其与塑料结合在一起，形成金属塑料复合体；
结合力测试：采用推拉力机HM-6605C对注塑成型的金属塑料复合体进行拉力测试，结果见表1。
对比例：
预处理：在所述脱脂处理的温度为70℃下，将所述待处理金属浸没于浓度为40g/L的脱脂剂ELC409中7min，对所述待处理金属进行脱脂处理，并对所述脱脂处理的金属进行水洗，得到脱脂处理后的金属；之后，在所述脱脂处理的温度为35℃下，将所述脱脂处理后的金属浸没于200g/L的硝酸中3min，对所述脱脂处理后的金属进行酸中和处理，并对所述酸中和处理的金属进行水洗后，得到预处理后的金属；
表面除渣处理：在所述第一次表面除渣温度40℃下，将所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属浸没于90g/L的片碱溶液中3min，对所述粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理，并在对所述第一次表面除渣处理的金属进行水洗后，得到第一次表面除渣处理后的金属；在所述最终表面除渣温度35℃下，将所述第一次表面处理后的金属浸没于200g/L的硝酸溶液中3min，对所述第一次表面处理后的金属进行最终除渣表面处理，并在对所述最终表面除渣处理的金属进行水洗后，得到表面除渣处理后的金属；
镀膜处理：以石墨为阴极，所述表面除渣处理后的金属铝做阳极，在含有硫酸的浓度为260g/L、磷酸的浓度为260g/L及草酸的浓度为260g/L的电解液中，在镀膜温度为18℃，镀膜时间为18min的条件下，对所述表面除渣后的金属进行镀膜处理，并在对所述镀膜处理的金属进行水洗后，得到镀膜处理后的金属；
第一次扩孔处理：在所述第一次扩孔处理温度为30℃下，将所述镀膜处理后得到的技术浸没于30g/L的碳酸钠溶液中5min，对所述镀膜处理后的金属进行第一次扩孔处理，并在对所述第一次扩孔处理的金属进行水洗后，得到第一次扩孔处理后的金属；
第二次扩孔处理：在所述第二次扩孔处理温度为60℃下，将所述第一次扩孔处理后的金属浸没于采用50g/L的碳酸钠溶液中8min，对所述第一次扩孔处理后的金属进行第二次扩孔处理，并在对所述第二次扩孔处理的金属进行水洗后，得到第二次扩孔处理后的金属；
第三次扩孔处理：在所述第三次扩孔处理温度为25℃下，将所述第二次扩孔后的金属浸没于10g/L的碳酸钠溶液中5min，对所述第二次扩孔处理后的金属进行第三次扩孔处理，并在对所述第三次扩孔处理的金属进行水洗后，得到第三次扩孔处理后的金属；
烘干处理：在烘干处理温度为60℃下，对所述镀膜处理后的金属烘干处理30min，对所述镀膜处理后的金属进行烘干处理，得到金属产品。
注塑处理:将所述烘干后的金属产品冷却至室温，然后通过注塑成型的方式将其与塑料结合在一起，形成金属塑料复合体；
结合力测试：采用推拉力机HM-6605C对注塑成型的金属塑料复合体进行拉力测试，结果见表1。
表1
项目 拉力测试结果/KGF
实施例1 141.50
实施例2 143.20
实施例3 148.60
实施例4 146.30
实施例5 143.70
对比例 121.22
从表1的测试结果可知，采用本发明方法的实施例1-5的拉力大小要明显大于对比例的拉力大小，因此，经过本方法处理后的金属和塑料注塑成型后，产品的结合力强，质量好。
此外，实施例1与对比例的生产周期对比如表2所示；
表2
项目 生产周期/min
实施例1 69
对比例 82
从表2的结果可知，采用本发明方法的实施例1的生产周期小于对比例的生产周期，这是因为，在其它步骤耗时基本相同时，本发明的技术方案仅需要一次粗糙化表面蚀刻处理，就能在金属表面产生尺寸较大的纳米级孔洞，而对比例的方法中，需要多次进行扩孔处理才能在技术表面产生纳米级孔洞，因此，本反面的金属表面处理方法生产周期短，生产效率高。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种金属的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括：
采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理，以得到表面产生纳米级孔洞的金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性砂化试剂包括：三氯化铁、盐酸、氟化氢氨、氯化铜或硫酸中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述酸性砂化试剂中：所述三氯化铁的浓度为30-300g/L；所述盐酸的浓度为30-300g/L；所述氟化氢氨的浓度为20-200g/L；所述氯化铜的浓度为5-50g/L；所述硫酸的浓度为30-300g/L。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述粗糙化表面蚀刻处理的过程中，所述酸性砂化试剂的温度为20-60℃，处理时间为1-10min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理之前，还包括：
对所述待处理金属进行预处理，所述预处理包括脱脂处理和酸中和处理；
所述脱脂剂的浓度为30-50g/L，脱脂处理的温度为50-80℃，脱脂处理的时间为3-10min；
在所述酸中和处理中，硝酸的浓度为100-300g/L，酸中和处理的温度为25-50℃，酸中和处理的时间为1-5min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用酸性砂化试剂对待处理金属进行粗糙化表面蚀刻处理之后，还包括：
对粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行表面除渣处理；
对表面除渣处理后的金属进行镀膜处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行表面除渣处理，包括：
采用碱性溶液对粗糙化表面蚀刻处理后的金属进行第一次表面除渣处理；
采用第一酸性溶液对第一次表面除渣处理后的金属进行最终表面除渣处理；
所述碱性溶液为片碱溶液，所述片碱溶液的浓度为10-150g/L，第一次表面除渣处理的温度为25-50℃，第一次表面除渣处理的时间为1-5min；
所述第一酸性溶液为硝酸溶液，所述硝酸溶液的浓度为100-300g/L，最终表面除渣处理的温度为25-50℃，最终表面除渣处理的时间为1-5min。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对表面除渣处理后的金属进行镀膜处理，包括：
采用第二酸性溶液对表面除渣处理后的金属进行镀膜处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二酸性溶液包括硫酸溶液、磷酸溶液或草酸溶液中的一种或多种；当所述第二酸性溶液为硫酸溶液、磷酸溶液或草酸溶液的混合溶液时，其中，所述硫酸的浓度为100-400g/L，所述磷酸的浓度为100-400g/L，所述草酸的浓度为100-400g/L，且处理温度为10-25℃，处理时间为8-30min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，对于所述表面产生纳米级孔洞的金属，所述纳米级孔洞的孔径范围为20-150nm。
11.一种金属制品，其特征在于，所述金属制品采用权利要求1-10任一项所述方法处理后得到的。
12.一种金属塑料复合体，其特征在于，所述金属塑料复合体包括：权利要求11的金属制品和注塑在所述金属制品表面的塑料。
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