[發明專利]一種鋁合金的表面處理結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202211093402.1
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN115161733B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 朱玉沖
• 申請（專利權）人: 蘇州優緣建材有限公司
• 主分類號: C25D5/44
• 分類號: C25D5/44;C25D11/08;C25D11/10;C25D11/18;C25D3/44;C25D3/12;C25D15/00
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 劉純

1.一種鋁合金的表面處理結構，其特征在于，所述表面處理結構包括在鋁合金（1）的表面依次層疊設置的噴砂層（2）、復合鎳層（3）、鋁層（4）、陽極氧化層（5）；其中，所述復合鎳層（3）是對噴砂后的鋁合金依次進行除油、堿浸蝕、酸浸蝕、浸鋅合金處理，然后放入電鍍液A中先施鍍20-40min、再將超細α-Al₂O₃加入電鍍液A施鍍4-6h制得；所述電鍍液A每L包括如下成分：20-30g硫酸鎳、20-30g 次磷酸鎳、15-25g醋酸鈉、15-25g乳酸、0.1-0.5 g十二烷基硫酸鈉，其余為去離子水；所述鋁層（4）采用電鍍的方式，其電鍍液B包括bmimCl 、AlCl₃，bmimCl 與AlCl₃的摩爾比為1：2；所述陽極氧化層（5）采用先經陽極氧化處理生成多孔陽極氧化鋁膜層、再經激光重熔處理生成微納結構、最后經低表面能處理生成超疏水結構的方式制得，陽極氧化處理的電解液為包括去離子水、檸檬酸、濃硫酸，所述電解液中的檸檬酸濃度為100-200g/L、濃硫酸體積含量為10-40 mL/L。

2.根據權利要求1所述的鋁合金的表面處理結構，其特征在于，所述復合鎳層（3）的厚度為2-5μm，所述鋁層（4）的厚度為20-50μm，所述陽極氧化層（5）的厚度為10-30μm。

3.根據權利要求1至2任一項所述鋁合金的表面處理結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）預處理：將鋁合金表面打磨至光滑平整，去除各種磨痕、凹坑、毛刺缺陷，然后用去離子水沖洗干凈并且吹干；

（2）噴砂：對預處理后的鋁合金進行噴砂處理，噴砂采用氧化鋁磨料粒子，噴砂機噴嘴出口壓力為0.5-0.8MPa并且噴嘴距鋁合金距離為20-30mm；

（3）鍍復合鎳層：對噴砂后的鋁合金依次進行除油、堿浸蝕、酸浸蝕、浸鋅合金處理，然后放入電鍍液A中先施鍍20-40min，再將經超聲波分散20-40min的超細α-Al₂O₃加入電鍍液A中，在200-500r/min的攪拌速度下施鍍4-6h，然后放入真空管式氣氛爐中，通入氬氣保護，在300-400℃的溫度下恒溫處理0.5-1.5 h；

（4）鍍鋁層：將鍍有復合鎳層的鋁合金置于電鍍液B中作為陰極，鋁片作為陽極，在100-400r/min的攪拌速度、溫度為20-30℃的條件下，采用脈沖電源進行電鍍，其電流密度為30-80mA/cm²，電鍍時間為20-60min；

（5）陽極氧化與激光重熔：將鍍有鋁層的鋁合金置于電解液中作為陽極，石墨作為陰極，在200-500r/min的攪拌速度、溫度為20-25℃的條件下，采用直流穩壓電源進行陽極氧化，其輸入電壓 10-20V，電流密度為20-40mA/cm²，陽極氧化時間為25-40min，在鋁合金表面制得10-30μm厚的多孔陽極氧化鋁膜，然后用去離子水沖洗干凈并且吹干，通過激光重熔處理生成微納結構。

4.根據權利要求3所述鋁合金的表面處理結構的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）噴砂中氧化鋁磨料粒子為粒徑為30-60目的球形氧化鋁磨料粒子。

5.根據權利要求3所述鋁合金的表面處理結構的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）鍍復合鎳層中的除油、堿浸蝕、酸浸蝕處理、浸鋅合金處理，具體包括如下步驟：將噴砂后的鋁合金放入裝載量為2-5dm²/L的丙酮中超聲除油5-20min，然后放入60-80℃的除油液中靜置20-40min；將除油后的鋁合金放入60-80℃的堿浸蝕液組中浸蝕15-30s，再用去離子水反復清洗干凈；將堿浸蝕后的鋁合金放入酸浸蝕液中，室溫下出光30-60s，再用去離子水反復清洗干凈；然后迅速浸入20-30℃的浸鋅合金液中處理20-40s，取出，水洗，采用硝酸退鍍10-15s，快速水洗，再次放入浸鋅合金液中處理20-40s，取出，快速水洗，然后迅速浸入電鍍液A中。