一种双面多层单侧铝基板加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种双面多层单侧铝基板加工工艺，涉及金属复合板加工工艺，具体包括铜板和铝板预处理；棕氧化液配制和铜板的棕氧化、阳极氧化，氧化时间为50‑60min，氧化结束后扩孔，最后封孔；在铝层和铜层之间加入锡、锌、铬和硫制备出的辅助层压薄板；经过两步加热法进行加热，首先加热至450‑480℃，恒温30‑50min；再继续加热至520‑550℃，恒温30‑50min，冷却至400‑450℃，挤压速率为2mm/min进行挤压，挤压后再250‑270℃恒温12h，冷却至常温即可得到单侧铝基板的铝铜复合板材。本发明专利技术能够改善铜板和铝板交接层的力学性能以及铜氧化物层的均一性。

A processing technology of double-sided and multilayer single-sided aluminum substrate

【技术实现步骤摘要】
一种双面多层单侧铝基板加工工艺
本专利技术涉及铝板加工
，具体是一种双面多层单侧铝基板加工工艺。
技术介绍
铝铜复合材料板是将铝板和铜板制备成一体板的复合材料。铝铜复合材料板因为有铜和铝两种金属，相比于单一铜板，具有密度小、成本低，来源广泛的优点，相比于单一铝板，导电性能更高、导热性能更高、耐腐蚀性能更强。目前铝铜复合材料板在电器、电力、电子、机械及能源等领域具有很大的应用潜力。现有铝铜复合材料板中铝铜复合层氧含量较高，铝铜结合面结晶间隙大，晶体间间隙多且间隙空间较大，导致铝铜复合层力学性能较差；现有铜板棕氧化工艺中，随着氧化过程进行，溶液pH值提升幅度较大，容易导致铜板表面氧化物孔径和密度均一性较差；
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双面多层单侧铝基板加工工艺，所述铝基板加工工艺包括如下步骤：步骤一、铜板和铝板预处理；步骤二、棕氧化液配制：采用硫酸、醋酸、柠檬酸、过氧化氢、有机硅烷、乙二醇葡糖苷、可溶性无机盐、甲基苯磺酸、去离子水、复配缓蚀剂、甲基苯磺酸和乙醇中配置成棕氧化液；对铜片做棕氧化处理，在铜片表面覆盖上生成铜氧化层；步骤三、采用质量分数为4-7％的浓硫酸溶液作为阳极氧化电解液，以铝板为阳极，以碳板为阴极进行阳极氧化，氧化时间为50-60min，氧化结束后扩孔，最后封孔；步骤四、在铝层和铜层之间加入锡、锌、铬和硫制备出的辅助层压薄板；经过两步加热法进行加热，首先加热至450-480℃，恒温30-50min；再继续加热至520-550℃，恒温30-50min，冷却至400-450℃，挤压速率为2mm/min进行挤压，挤压后再250-270℃恒温12h，冷却至常温即可得到单侧铝基板的铝铜复合板材。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤一中预处理具体包括：S1、砂纸打磨铝板去除氧化铝层；S2、采用pH值为2-3的稀硫酸溶液浸泡铝板和铜板；S3、采用去离子水冲洗铝板和铜板。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤二中各质量分数组分依次为3-7％硫酸、0.8-1.2％醋酸、0.2-0.4％柠檬酸、4-10％过氧化氢、0.2-0.4％有机硅烷、1.3-2.2％乙二醇葡糖苷、0.02-0.05％无机盐、0.02-0.04％甲基苯磺酸和40-50％乙醇，剩余为去离子水。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述有机硅烷为三甲基硅烷、三乙基硅烷、二甲基乙基硅烷、二乙基甲基硅烷中的一种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述所述无机盐为可溶性氯化物、可溶性硝酸盐、可溶性硫酸盐中的一种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述所述阳极氧化电解液中还包括质量分数为1.3-2.4％的氯化钠、质量分数为2.2-3.6％的硝酸钠、质量分数为2.3-3.5％的柠檬酸。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤三中电流密度为2.5-3.9A，扩孔溶液为采用pH值为3.5-4.5的磷酸溶液，温度为38-44℃，扩孔30-45min；闭孔操作为将扩孔后的阳极氧化铝板放入80-90℃的质量分数为30-40％的乙醇水溶液中。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤四中辅助层压薄板由锡、锌、铬和硫按照质量比为10-14：1.5-2：2.4-4.6：0.4-0.8熔融制备成厚度为3-5mm的薄板。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在铜板和铝板热压处理工艺中通过锡、锌、铬和硫按照质量比为10-14：1.5-2：2.4-4.6：0.4-0.8熔融物，能够降低铜铝结晶承重CuAl晶粒粒径、晶粒间间隙以及晶粒的分散均匀性，进而提高铜板和铝板交接层的力学性能，本专利技术中通过在棕氧化液中添加醋酸和柠檬酸，对硫酸起到缓冲作用，使得棕氧化液的pH值变化较为缓慢，使得铜氧化物层孔径和密度均均匀。具体实施方式实施例一砂纸打磨铝板去除氧化铝层；采用pH值为2-3的稀硫酸溶液浸泡铝板和铜板；采用去离子水冲洗铝板和铜板3-5次，然后将铜板和铝板于通风处晾干；配置质量分数组分依次为3％硫酸、0.8％醋酸、0.2％柠檬酸、4％过氧化氢、0.2％三甲基硅烷、1.3％乙二醇葡糖苷、0.02％氯化钠、0.02-0.04％甲基苯磺酸和40-50％乙醇，剩余为去离子水；对铜片做棕氧化处理，在铜片表面覆盖上生成铜氧化层；配置采用质量分数组分依次为4％浓硫酸、1.3％氯化钠、2.2％硝酸钠、质量分数为2.3％柠檬酸溶液作为阳极氧化电解液，以铝板为阳极，以碳板为阴极进行阳极氧化，电流密度为2.5A，氧化时间为50min；扩孔溶液为采用pH值为3.5的磷酸溶液，温度为38℃，扩孔30min；闭孔操作为将扩孔后的阳极氧化铝板放入80℃的质量分数为30％的乙醇水溶液中氧化结束后扩孔，最后封孔；由锡、锌、铬和硫按照质量比为10：1.5：2.4：0.4熔融制备成厚度为3-5mm的薄板，在铝层和铜层之间加入锡、锌、铬和硫制备出的辅助层压薄板；经过两步加热法进行加热，首先加热至450℃，恒温30min；再继续加热至520℃，恒温30min，冷却至400℃，挤压速率为2mm/min进行挤压，挤压后再250℃恒温12h，冷却至常温即可得到单侧铝基板的铝铜复合板材。实施例二砂纸打磨铝板去除氧化铝层；采用pH值为2-3的稀硫酸溶液浸泡铝板和铜板；采用去离子水冲洗铝板和铜板3-5次，然后将铜板和铝板于通风处晾干；配置质量分数组分依次为7％硫酸、1.2％醋酸、0.4％柠檬酸、10％过氧化氢、0.4％三乙基硅烷、2.2％乙二醇葡糖苷、0.05％硝酸钠、0.04％甲基苯磺酸和50％乙醇，剩余为去离子水；对铜片做棕氧化处理，在铜片表面覆盖上生成铜氧化层；配置采用质量分数组分依次为7％浓硫酸、2.4％氯化钠、3.6％硝酸钠、质量分数为3.5％柠檬酸溶液作为阳极氧化电解液，以铝板为阳极，以碳板为阴极进行阳极氧化，电流密度为3.9A，氧化时间为60min；扩孔溶液为采用pH值为3.5-4.5的磷酸溶液，温度为44℃，扩孔45min；闭孔操作为将扩孔后的阳极氧化铝板放入90℃的质量分数为40％的乙醇水溶液中氧化结束后扩孔，最后封孔；由锡、锌、铬和硫按照质量比为14：2：4.6：0.8熔融制备成厚度为5mm的薄板，在铝层和铜层之间加入锡、锌、铬和硫制备出的辅助层压薄板；经过两步加热法进行加热，首先加热至480℃，恒温50min；再继续加热至550℃，恒温50min，冷却至450℃，挤压速率为2mm/min进行挤压，挤压后再270℃恒温12h，冷却至常温即可得到单侧铝基板的铝铜复合板材。实施例三砂纸打磨铝板去除氧化铝层；采用pH值为2-3的稀硫酸溶液浸泡铝板和铜板；采用去离子水冲洗铝板和铜板3-5次，然后将铜板和铝板于通风处晾干；配置质量分数组分依次为4％硫酸、0.9％醋酸、0.3％柠檬酸、5％过氧化氢、0.3％二甲基乙基硅烷、1.5％乙二醇葡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面多层单侧铝基板加工工艺，其特征在于，所述铝基板加工工艺包括如下步骤：/n步骤一、铜板和铝板预处理；/n步骤二、棕氧化液配制：采用硫酸、醋酸、柠檬酸、过氧化氢、有机硅烷、乙二醇葡糖苷、可溶性无机盐、甲基苯磺酸、去离子水、复配缓蚀剂、甲基苯磺酸和乙醇中配置成棕氧化液；对铜片做棕氧化处理，在铜片表面覆盖上生成铜氧化层；/n步骤三、采用质量分数为4-7％的浓硫酸溶液作为阳极氧化电解液，以铝板为阳极，以碳板为阴极进行阳极氧化，氧化时间为50-60min，氧化结束后扩孔，最后封孔；/n步骤四、在铝层和铜层之间加入锡、锌、铬和硫制备出的辅助层压薄板；经过两步加热法进行加热，首先加热至450-480℃，恒温30-50min；再继续加热至520-550℃，恒温30-50min，冷却至400-450℃，挤压速率为2mm/min进行挤压，挤压后再250-270℃恒温12h，冷却至常温即可得到单侧铝基板的铝铜复合板材。/n

【技术特征摘要】
1.一种双面多层单侧铝基板加工工艺，其特征在于，所述铝基板加工工艺包括如下步骤：
步骤一、铜板和铝板预处理；
步骤二、棕氧化液配制：采用硫酸、醋酸、柠檬酸、过氧化氢、有机硅烷、乙二醇葡糖苷、可溶性无机盐、甲基苯磺酸、去离子水、复配缓蚀剂、甲基苯磺酸和乙醇中配置成棕氧化液；对铜片做棕氧化处理，在铜片表面覆盖上生成铜氧化层；
步骤三、采用质量分数为4-7％的浓硫酸溶液作为阳极氧化电解液，以铝板为阳极，以碳板为阴极进行阳极氧化，氧化时间为50-60min，氧化结束后扩孔，最后封孔；
步骤四、在铝层和铜层之间加入锡、锌、铬和硫制备出的辅助层压薄板；经过两步加热法进行加热，首先加热至450-480℃，恒温30-50min；再继续加热至520-550℃，恒温30-50min，冷却至400-450℃，挤压速率为2mm/min进行挤压，挤压后再250-270℃恒温12h，冷却至常温即可得到单侧铝基板的铝铜复合板材。


2.根据权利要求1所述的一种双面多层单侧铝基板加工工艺，其特征在于，所述步骤一中预处理具体包括：
S1、砂纸打磨铝板去除氧化铝层；
S2、采用pH值为2-3的稀硫酸溶液浸泡铝板和铜板；
S3、采用去离子水冲洗铝板和铜板。


3.根据权利要求1所述的一种双面多层单侧铝基板加工工艺，其特征在于，所述步骤二中各质量分数组分依次为3-7％硫酸、0.8-1.2％醋酸、0.2-0.4％...

【专利技术属性】
技术研发人员：张柱琼，
申请(专利权)人：张柱琼，
类型：发明
国别省市：四川;51