钢铝复合件的处理方法、钢铝复合件与树脂结合体的制备方法及制品技术

本发明专利技术提供了一种钢铝复合件的处理方法、钢铝复合件与树脂结合体的制备方法及制品，不仅可以同时进行纳米处理且具有较好的结合强度和气密性。采取在经过前处理、预处理后的钢铝复合件表面电镀一层具有孔状结构且粗糙的镍或镍合金基层，镍基材硬度明显低于钢铝复合件中的钢，加上多孔的结构，且组成微孔的每一个小单元也是有粗糙度的，高速的树脂会冲击镍微孔层，镍的硬度相对于钢的较低，高速的树脂使其变形，树脂与镍或镍合金微孔层变形交织在一起，可有效避免因树脂冷却收缩而产生空隙，能够明显提高产品的防水、防尘性能，大大的提高了结合强度。高了结合强度。高了结合强度。

【技术实现步骤摘要】
钢铝复合件的处理方法、钢铝复合件与树脂结合体的制备方法及制品


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及一种钢铝复合件的处理方法、钢铝复合件与树脂结合体的制备方法及制品。

技术介绍

[0002]目前智能手机、穿戴电子设备通常采用冲压毛坯和CNC加工成型，铝合金因良好的CNC加工、散热等性能长期占据产品结构骨架的C位，但受铝材本身限制，很难加工成弧形镜面型，以及铝材的耐蚀性、抗跌落能力差等因素，导致其在5G时代更多的天线切断槽结构件上逐步被淘汰。具有抗磨损冲击、耐腐蚀和低廉价格的不锈钢材质逐渐受到了人们的重视，然而直接使用不锈钢替代铝合金又存在重量偏重、散热略差、加工难度大、加工成本高等缺点。
[0003]随着复合材料的技术发展，设计开发者有了更多的选择。复合材料是指利用复合技术将两种或两种以上的物理、化学和力学性能不同的材质在界面实现牢固冶金结合而制备的新型材料，复合材料各组元保持各自的独立性，因此将不锈钢和铝材复合在一起作为产品结构骨架逐渐受到了人们青睐，不仅具有了不锈钢的强度、抗冲击、耐蚀性，还将铝材的散热性、易CNC加工性与其完美组合在一起。
[0004]钢铝复合材料作为产品结构骨架的的各种加工优势十分明显，但为了传输信号，一是加强信号传输，二是减少信号屏蔽，需要将设备骨架切断防止信号屏蔽，例如智能手机天线槽从4个到现在普遍的8个、12个甚至更多，因此开发者运用了纳米注塑的方式将结构件之间相互连接，然而，此时又为表面处理提出了新的挑战，不锈钢和铝材化学性质十分迥异，两者纳米注塑做微孔的方法截然不同。
[0005]目前专利文件CN107253027A提出了分别将不锈钢和铝材表面微蚀做孔，再通过等离子焊接将两者结合在一起，再通过纳米注塑的方式得到钢铝复合件与树脂的结合体。此种利用分步处理可有效解决复合件难以注塑的难题，但该工艺依旧存在诸多弊端：1)产品在纳米处理后需严格防止污染以防影响注塑时树脂进入微孔，因此分步处理后在焊接时会导致结合位置微孔破坏或污染，存在影响树脂结合强度和气密性；2)在纳米处理之后对不锈钢和铝材进行焊接处理不同于对不锈钢和铝材本身进行焊接，基材上的微孔也会对焊接效果产生影响；3)复合件限制了产品结构的多元化设计。
[0006]有鉴于此，确有必要提供一种能够解决钢铝复合材料同时进行纳米处理且具有较好结合强度和气密性的技术方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于：针对目前钢铝复合件纳米注塑在表面处理时遇到的困境，提供一种新型的处理钢铝复合件的方法，本专利技术处理得到的钢铝复合件，其与树脂的结合体，不仅可以同时进行纳米处理且具有较好的结合强度和气密性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种钢铝复合件的处理方法，包括以下步骤：
[0010]S1、对钢铝复合件进行前处理，使其裸露出洁净、活跃的表面；
[0011]S2、对经步骤S1前处理后的钢铝复合件进行预处理，在所述钢铝复合件表面生成可电镀的预镀层；
[0012]S3、取经步骤S2处理后的钢铝复合件放入镀镍槽液中，在所述钢铝复合件上直接电镀具有孔状结构且粗糙的镍基层；其中，所述镍基层的孔状结构由泡沫状镍选择性堆叠而成，且相邻孔之间的表面以及所述孔状结构的内腔均是粗糙的；
[0013]S4、完成对所述钢铝复合件的处理。
[0014]本专利技术提供的制备方法，先对钢铝复合件进行特殊的前处理使其露出洁净、活跃的表面，然后在其上生成一层可电镀的预镀层，再在钢铝复合件上直接电镀具有孔状结构的镍基层，其具有的极大比表面积和凹凸镶嵌的泡沫状镍结构对所有附着物都有较好的附着力，将此种经过处理后的钢铝复合件通过注塑成型的工艺与熔融的树脂结合，可以使其在高速高压下压入镍基层的孔状结构中，因孔内腔具有一定的粗糙度，树脂在孔内会有很好的锚栓效果。此外，在注塑过程中，高速的树脂会冲击镍基层，而镍的硬度相对于钢的硬度较低，且镍基层中相邻孔之间的表面也具有一定的粗糙度，高速的树脂冲击会使得镍基层变形，从而使得树脂与镍基层变形交织在一起，有效避免了因树脂冷却收缩而产生间隙的问题，明显的提高了产品的防水、防尘性能，大大提高了两者的结合强度。
[0015]相比于传统蚀刻、氧化等方法在基材表面做孔再进行纳米注塑，本方法创新了钢铝复合件能够同时做纳米处理的方法，克服了目前钢铝复合件只能分步处理单独做纳米处理后再焊接的弊端。此外，本方法不会损失钢铝复合件本身的特性及强度，且经过处理后的钢铝复合件与镍具有强结合性，同时本制备方法亦不会减少钢铝复合件的尺寸；另外，本方法为在钢铝复合件表面生长一层微孔镍或镍合金层，镀液中镍离子是完全有效利用的，因此本工艺不会产生大量含铬等废水，更有环保可行。
[0016]优选的，所述前处理的方式包括除腊、除油、活化、粗化、碱蚀、除灰、喷砂、浸蚀中的至少一种；所述粗化的方法包括喷砂、化学打砂和改性的电化学粗化中的至少一种。
[0017]优选的，所述改性的电化学粗化的方法为：将所述钢铝复合件置于含有氯离子、铝离子和含铝离子络合剂的酸性溶液中进行电解。
[0018]不锈钢和铝材类似，基材表面能够导电，理论上可以直接电镀，但实际上因不锈钢和铝材表面均极易再生成钝化膜，即使前处理除去表面较厚的氧化膜后在水洗过程中不锈钢表面还会立即生成一层薄的钝化膜，直接电镀不能获得良好的附着力，因此需要对复合件进行预处理从而在钢铝复合件表面生成一层能够直接电镀的预镀层。电镀是一种原子级的沉积过程，本质上不同于雾化、熔融以及刷涂等宏观意义上的覆盖，因此实现了在不损失基材本身性能及强度的条件下在钢铝复合件表面长一层微孔结构，本方法主要是在钢铝复合件表面施加过电位以促使参与沉积的粒子转化成吸附的原子，镍原子排列成相或无定型堆积成块，在特定条件和合适添加剂在作用下，镍块堆积成一层具有孔状结构且粗糙的镍基层。但不锈钢和铝材性质相差较大，常规针对铝材和针对不锈钢的预处理方式均不适用于复合件。
[0019]优选的，所述预处理的具体方法为：
①
将经过前处理的钢铝复合件置于氧化槽内
预氧化，所述钢铝复合件为阳极；
②
将经过预氧化的钢铝复合件置于冲击镍镀槽内活化预镀；
③
将经过预镀活化的钢铝复合件置于电镀镍槽内电镀一层打底预镀镍层。
[0020]优选的，所述预处理的具体方法为：
①
将经过前处理的钢铝复合件置于浸蚀槽内浸蚀；
②
将经过浸蚀的钢铝复合件置于化学沉锌槽内化学沉锌；
③
将经过化学沉锌后的钢铝复合件置于化学镀镍槽内进行化学镀镍处理；
④
将经过化学镀镍的钢铝复合件置于冲击镍镀槽内活化预镀。
[0021]优选的，所述镍基层为单质镍层或镍合金层；所述孔状结构为微孔结构，所述微孔的直径为0.1～10μm。镍合金层是指以镍为主体的镍合金微孔层，包括但不限于镍磷合金、镍铁合金、镍锌合金、镍锡合金、镍铜合金等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢铝复合件的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对钢铝复合件进行前处理，使其裸露出洁净、活跃的表面；S2、对经步骤S1前处理后的钢铝复合件进行预处理，在所述钢铝复合件表面生成可电镀的预镀层；S3、取经步骤S2处理后的钢铝复合件放入镀镍槽液中，在所述钢铝复合件上直接电镀具有孔状结构且粗糙的镍基层；其中，所述镍基层的孔状结构由泡沫状镍选择性堆叠而成，且相邻孔之间的表面以及所述孔状结构的内腔均是粗糙的；S4、完成对所述钢铝复合件的处理。2.根据权利要求1所述的钢铝复合件的处理方法，其特征在于，所述前处理的方式包括除腊、除油、活化、粗化、碱蚀、除灰、喷砂、浸蚀中的至少一种；所述粗化的方法包括喷砂、化学打砂和改性的电化学粗化中的至少一种。3.根据权利要求2所述的钢铝复合件的处理方法，其特征在于，所述预处理的具体方法为：
①
将经过前处理的钢铝复合件置于氧化槽内预氧化，所述钢铝复合件为阳极；
②
将经过预氧化的钢铝复合件置于冲击镍镀槽内活化预镀；
③
将经过预镀活化的钢铝复合件置于电镀镍槽内电镀一层打底预镀镍层。4.根据权利要求2所述的钢铝复合件的处理方法，其特征在于，所述预处理的具体方法为：
①
将经过前处理的钢铝复合件置于浸蚀槽内浸蚀；
②
将经过浸蚀的钢铝复合件置于化学沉锌槽内化学沉锌；
③
将经过化学沉锌后的钢铝复合件置于化学镀镍槽内进行化学镀镍处理；
④<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兵，金磊，
申请(专利权)人：东莞市慧泽凌化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：