一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢和铝合金的复合金属的化学前处理工艺，该化学前处理工艺处理的不锈钢和铝合金的复合金属，在两种金属的表面均形成孔径20‑300微米，孔深20‑200微米的微孔，在铝合金微孔表面再形成孔径50‑200纳米，孔深100‑200纳米的纳米孔。注塑过程中，熔融的塑胶进入微孔及纳米孔内，为金属塑胶复合体提供强有力的结合力和密合性。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺
：本专利技术涉及一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺。
技术介绍
：不锈钢和铝合金的金属基复合金属既具备不锈钢高硬度、高强度、耐腐蚀、耐高温等优点，又具备铝合金密度小，易机械加工等优点，在消费电子、汽车、智能制造方面表现出越来越大的优势，例如不锈钢和铝合金的复合材料手机中框，既具备不锈钢中框的所有优点，又能降低机械加工强度，还能减轻中框重量，因此不锈钢和铝合金的复合金属越来越受手机厂商的青睐。现有的不锈钢微孔工艺及铝合金微孔或纳米孔工艺在处理不锈钢和铝合金的复合金属时，会出现处理一种金属时，另一种金属迅速腐蚀，比如CN107354460A、CN112318814A专利中提到使用三氯化铁处理不锈钢表面形成微孔，但是该方法处理不锈钢和铝合金的复合金属时，铝合金会被三氯化铁迅速腐蚀，CN103895161A专利中用盐酸和三氯化铁电解不锈钢时，铝合金先被迅速腐蚀。而现有的铝塑结合技术中使用磷硫酸溶液电解铝合金使其表面形成纳米孔，但是该方法处理不锈钢和铝合金的复合金属时，不锈钢先被电解而迅速溶解。如何使不锈钢和铝合金的复合金属表面形成微孔/纳米孔，为不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合提供强有力的结合力及密合性成为一个新的技术课题。
技术实现思路
：本专利技术的目的旨在提供一种不锈钢和铝合金的复合金属的化学前处理工艺，在复合金属表面形成孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，在铝合金微孔表面再形成孔径50-200纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，为不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合提供强有力的结合力及密合性。本工艺处理的不锈钢和铝合金的复合金属，尺寸不发生变化，在金属表面点蚀成孔，形成孔密度50-70％的多孔金属表面。为达到上述目的，本专利技术包含一种不锈钢和铝合金的复合金属的化学前处理工艺，该工艺包含以下4个步骤：S1在电解溶液A中电解不锈钢和铝合金的复合金属，不锈钢表面生成孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，铝合金不被腐蚀；S2在电解溶液B中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金表面生成孔径50-300微米，孔深20-50微米的微孔，不锈钢不被腐蚀；S3在处理液C中浸泡不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金表面的微孔孔深扩深至60-200微米，不锈钢不被腐蚀；；S4在电解溶液D中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金微孔表面生成孔径50-200纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，且在纳米孔表面形成一层含氮的有机转化膜，不锈钢不被腐蚀。经过以上4个步骤处理的不锈钢和铝合金的复合金属，不锈钢及铝合金表面均形成一层孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，且铝合金微孔表面还有一层孔径50-200纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，这样的多孔表面结构在注塑过程中，熔融的塑胶先进入微孔内，在强压下再进入纳米孔内，且与铝合金微孔表面的有机转化膜发生化学键合，形成强有力的结合力及密合性。本专利技术的核心内容是四种溶液，包含3种电解溶液及1种处理液，电解溶液A由无机酸，有机酸，无机盐，有机高分子化合物组成，其中，电解溶液A总量100质量份，配合以5-20质量份的无机酸，5-10质量份的有机酸，5-10质量份的无机盐，1-5质量份的有机高分子化合物以及55-84质量份的纯水组成。进一步，电解溶液A由5-20％的无机酸，5-10％的有机酸，5-10％的无机盐，1-10％的有机高分子化合物及50-84％的纯水组成。无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氟硼酸、硼酸、氨基磺酸中的一种或几种，优选硫酸及盐酸；有机酸选自柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、氨基乙酸、乙醇酸、甲酸、乙酸、丙酸中的一种或几种，优选柠檬酸及酒石酸；无机盐选自硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、磷酸钠、磷酸钾中的一种或几种，优选硫酸钠及氯化钠；有机高分子化合物选自聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚丙二醇中的一种或几种，优选分子量5000-10000的聚乙二醇及分子量10000-20000聚乙烯亚胺。在电解溶液A中，无机酸为电解提供导电的环境，抑制阳极溶解下来的金属离子生成沉淀；有机酸可在金属表面形成有机络合保护层，避免金属的全面腐蚀；无机盐增强溶液的导电性，避免过高的电压导致铝合金被电解腐蚀；有机高分子化合物在溶液中改变电流密度的分布，避免阳极不锈钢和铝合金的复合金属边缘电流密度过高而腐蚀过度。电解溶液B由无机盐，有机唑类组成，其中，电解溶液B总量100质量份，配合以10-30质量份的无机盐，5-10质量份的有机唑类以及60-85质量份的纯水组成。进一步，电解溶液B由10-30％的无机盐，5-10％的有机唑类及60-85％的纯水组成。无机盐选自硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、磷酸钠、磷酸钾中的一种或几种，优选氯化钾及氯化钠；有机唑类包含咪唑、甲基咪唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、巯基噻唑、巯基咪唑中的一种或几种，优选咪唑及甲基咪唑。在电解溶液B中，无机盐为电解提供导电的离子；有机唑类在金属表面形成有机络合保护层，避免金属的全面腐蚀。处理液C由无机酸、有机酸、缓蚀剂组成，其中，处理液C总量100质量份，配合以5-20质量份的无机酸，1-10质量份的有机酸，1-5质量份的缓蚀剂及65-93质量份的纯水组成。电解溶液C由有机碱、无机盐组成。进一步，处理液C由5-20％的无机酸，1-10％的有机酸，1-5％的缓蚀剂，及65-93％的纯水组成。无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氟硼酸、硼酸、氨基磺酸中的一种或几种，优选盐酸及磷酸；有机酸选自柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、氨基乙酸、乙醇酸、甲酸、乙酸、丙酸中的一种或几种，优选葡萄糖酸及乙醇酸；缓蚀剂选自硫脲、尿素、六次甲基四胺、多聚磷酸钠、钼酸钠、钨酸钠中的一种或几种，优选硫脲及六次甲基四胺。在处理液C中，无机酸提供酸性腐蚀环境；有机酸、缓蚀剂在金属表面形成络合保护层，避免金属的全面腐蚀。电解溶液D由有机碱、无机盐组成，其中，电解溶液C总量100质量份，配合以10-20质量份的有碱，5-10质量份的无机盐及70-85质量份的纯水组成。进一步，电解溶液D由10-20％的有机碱，5-10％的无机盐及70-85％的纯水组成。有机碱选自单乙醇胺、二乙醇胺、四甲基氢氧化铵、乙二胺、水合联氨中的一种或几种，优选单乙醇胺及二乙醇胺，无机盐选自碳酸钠、碳酸钾、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、磷酸钠、磷酸钾中的一种或几种，优选碳酸钠及碳酸钾。在电解溶液D中，无机盐为电解提供导电的离子；有机碱为电解提供导电离子的同时，腐蚀铝合金表面，形成孔径50-100纳米，孔深100-200纳米的纳米孔。步骤S1电解所用的电压为2-10V，温度为15-25摄氏度，时间7-15分钟；步骤S2电解所用的电压5-20V，温度为15-25摄氏度，时间40-100秒；步骤S4电解所用的电压为20-40V，温度为15-25摄氏度，时间10-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺，其步骤为：/nS1在电解溶液A中电解不锈钢和铝合金的复合金属，不锈钢表面生成孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，铝合金不被腐蚀；/nS2在电解溶液B中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金表面生成孔径50-300微米，孔深20-50微米的微孔，不锈钢不被腐蚀；/nS3在处理液C中浸泡不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金微孔表面的微孔孔深扩深至60-200微米，不锈钢不被腐蚀；；/nS4在电解溶液D中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金微孔表面生成孔径50-100纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，且在纳米孔表面形成一层含氮的有机转化膜，不锈钢不被腐蚀。/n注塑过程中，熔融的塑胶先进入微孔内，在强压下再进入纳米孔内，且与铝合金微孔表面有机转化膜发生化学键合，形成强有力的结合力和密合性。/n

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺，其步骤为：
S1在电解溶液A中电解不锈钢和铝合金的复合金属，不锈钢表面生成孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，铝合金不被腐蚀；
S2在电解溶液B中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金表面生成孔径50-300微米，孔深20-50微米的微孔，不锈钢不被腐蚀；
S3在处理液C中浸泡不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金微孔表面的微孔孔深扩深至60-200微米，不锈钢不被腐蚀；；
S4在电解溶液D中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金微孔表面生成孔径50-100纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，且在纳米孔表面形成一层含氮的有机转化膜，不锈钢不被腐蚀。
注塑过程中，熔融的塑胶先进入微孔内，在强压下再进入纳米孔内，且与铝合金微孔表面有机转化膜发生化学键合，形成强有力的结合力和密合性。


2.根据权利要求1所述，电解溶液A是酸性溶液，包含无机酸，有机酸，无机盐，有机高分子化合物，无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氟硼酸、硼酸、氨基磺酸中的一种或几种，优选硫酸及盐酸；有机酸选自柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、氨基乙酸、乙醇酸、甲酸、乙酸、丙酸中的一种或几种，优选柠檬酸及酒石酸；无机盐选自硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、磷酸钠、磷酸钾中的一种或几种，优选硫酸钠及氯化钠；有机高分子化合物选自聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚丙二醇中的一种或几种，优选聚乙二醇及聚乙烯亚胺。


3.根据权利要求1所述，电解溶液B是含无机盐的溶液，溶液呈中性或弱碱性，溶液中包含无机盐、有机唑类，无机盐选自硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾、磷酸钠、磷酸钾中的一种或几种，优选氯化钾及氯化钠；有机唑类包含咪唑、甲基咪唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、巯基噻唑、巯基咪唑中的一种或几种，优选咪唑及甲基咪唑。


4.根据权利要求1所述，处理液C是酸性溶液，包含无机酸、有机酸、缓蚀剂，无机酸选自硫酸、盐酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆海兵，
申请(专利权)人：陆海兵，
类型：发明
国别省市：广东;44