钛合金的处理方法、钛合金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钛合金的处理方法、钛合金与树脂结合体的制备方法及制品，采取在经过前处理、预导电处理后的钛合金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钛合金，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，使得经处理后的钛合金具有特殊的结构。而高速的树脂会冲击镍微孔层，镍的硬度相对于钛合金较低，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；同时本方法还具有不损失钛合金本身的特性及强度、减少钛的浪费和消耗、节约使用成本等优点。节约使用成本等优点。节约使用成本等优点。

【技术实现步骤摘要】
钛合金的处理方法、钛合金与树脂结合体的制备方法及制品


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及钛合金的处理方法、钛合金与树脂结合体的制备方法及制品。

技术介绍

[0002]随着5G时代的带来，智能穿戴、无人驾驶、VR通信对信号的要求越来越严格。为了更通畅的传输信号，通常会采用加强信号传输或者减少信号屏蔽的方法。金属材料具有屏蔽信号的特点，因此通常会将设备骨架切断，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；为了提升产品的结构强度、抗跌落性能、耐腐性性能，人们逐渐淘汰了铝材为主体的框架结构，采取硬度更大的如钛合金替代。钛合金具有很好的人体亲和性和人体相适应性，特别适用于穿戴、智能设备等与人体长期接触的设备骨架。
[0003]目前市面常规的纳米注塑的基材主要是以铝合金为主，一是铝材表面容易通过氧化做孔，二是铝材氧化做孔后表面硬度低(因为针对铝材纳米处理的方法因其硬度低，多是磷酸氧化或其他改性氧化)，在高速高压成型时，树脂不仅进入微孔，还会因高压导致微孔变形，树脂在微孔内变形交织在一起，即使冷却后也不会收缩产生缝隙影响结合强度；然而钛合金表面硬度大，即使氧化或蚀刻做孔后其表面硬度依旧很大，树脂在高速高压下，只能单纯进入微孔，甚至因为微孔内残余空气产生的气压不能完全进入，而随着产品从模具中拿出，温度降低，树脂冷却收缩，易造成金属与树脂间存在孔隙，故导致了结合强度低、气密性差的问题。
[0004]目前市面关于钛合金纳米处理的专利如CN104772972A通过蚀刻方法在钛合金表面做孔，通过蚀刻方法做孔是通过腐蚀在钛合金表面形成粗糙度，即需要消耗大量钛合金尺寸，药水使用寿命短，产生大量废液污染环境，造成浪费，且因钛合金相分布问题，蚀刻处理的孔往往不均匀，结合强度不够。而CN109554741A、CN102794864A等通过阳极氧化方式在钛合金表面做孔，钛合金阳极氧化类似与铝合金阳极氧化，即在酸溶液中利用氧化膜的生成与溶解来造孔，将钛合金设置在阳极上，通电，氧化膜逐渐生成，随着反应进行，氧化膜厚度增加，但同时其具有一定厚度导电性下降，生成速度降低，此时酸对氧化膜的溶解占据主要地位，随着溶解、生成的不断进行，从而在钛合金表面生成微孔。该工艺理论上可行，但实际效果却较差，因为钛合金具有极好的耐腐蚀性能，常规的酸溶液难以溶解，即使在酸溶液中引入氟或其他添加剂，其溶解和生产的动态平衡也是极难控制的，且随着药水内添加剂的消耗，其效果也会明显变化，很难做到能够承载高强度的树脂进入微孔。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于：针对目前钛合金纳米注塑在表面处理时遇到的困境，提供一种新型的处理钛合金的方法，本专利技术的处理方法得到钛合金具有特殊的结构，其与树脂结合能够明显提高产品的防水、防尘性能，且大大提高了两者的结合强度；同时本方法还
具有不损失钛合金本身的特性及强度、亦不会减少钛合金的尺寸，减少了钛的浪费，节约了使用成本。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种钛合金的处理方法，包括以下步骤：
[0009]S1、对钛合金进行前处理，裸露出洁净、活跃的表面；
[0010]S2、对经步骤S1前处理后的钛合金进行预处理，在所述钛合金表面生成可电镀的导电层；
[0011]S3、取经步骤S2处理后的钛合金放入镀镍槽液中，在所述钛合金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；
[0012]S4、完成对所述钛合金的处理。
[0013]本专利技术提供的处理方法，先对钛合金进行特殊的前处理使其露出洁净、活跃的表面，然后使其上生成一层可电镀的导电层，再在钛合金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钛合金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，而镍的硬度相对于钛合金的硬度较低，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。
[0014]相比于传统的钛合金蚀刻、氧化等方法在钛合金表面做孔的处理方法，本处理方法不会损失钛合金本身的特性及强度，且经过处理后的钛合金与镍具有强结合性，同时本制备方法亦不会减少钛合金的尺寸，减少了钛的浪费，节约了使用成本。
[0015]优选的，所述前处理的方式包括除腊、除油、酸活化、喷砂、喷丸、研磨、粗化、砂面、浸蚀中的至少一种。
[0016]优选的，在所述钛合金表面生成可电镀的导电层包括以下任意一种方式：
[0017]第一种方式为：先在所述钛合金表面生成可电镀的转化层，然后对表面具有转化层的钛合金进行预电镀处理，使得所述钛合金表面上生成预镀层，完成所述导电层的设置；
[0018]第二种方式为：直接在所述钛合金表面进行真空镀处理，使得所述钛合金表面上生成预镀层，完成所述导电层的设置。
[0019]优选的，所述转化层的处理方式包括活化浸锌、活化浸镍、化学转化层和电化学转化层中的至少一种；所述预镀层包括预镀铜层或预镀镍层；所述预镀层的时间为3～15min。钛合金经转化层处理后理论上来说是能够直接电镀镍，但通常转化膜较薄、耐腐蚀性较差，不能直接在对转化膜有破坏性的微孔镀镍槽液内电镀，微孔镀镍槽液内因有添加剂的存在，其沉积镍时本身就不连续，是通过延长时间堆积的，而转化膜层要有良好的结合强度则必须快速均匀的镀上一层预镀层。经过预镀处理后钛合金表面因有一层薄的镀层阻挡防止氧化，可直接电镀本工艺所述的微孔镍层。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钛合金表面长一层微孔结构，本处理方法主要是在钛合金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。
[0020]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。
[0021]优选的，在电镀所述镍基层时，阴极的至少一部分电流用于氢离子的还原，产生的氢气先在所述基材的表面停留再溢出。在常规的电镀镍中，阴极的效率很高，大部分均在90％以上，即施加的电流大部分用于镍离子的还原，镍离子在阴极沉积形成镍单质，本方法逆向去降低镍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对钛合金进行前处理，裸露出洁净、活跃的表面；S2、对经步骤S1前处理后的钛合金进行预处理，在所述钛合金表面生成可电镀的导电层；S3、取经步骤S2处理后的钛合金放入镀镍槽液中，在所述钛合金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、完成对所述钛合金的处理。2.根据权利要求1所述的钛合金的处理方法，其特征在于，所述前处理的方式包括除腊、除油、酸活化、喷砂、喷丸、研磨、粗化、砂面、浸蚀中的至少一种。3.根据权利要求2所述的钛合金的处理方法，其特征在于，在所述钛合金表面生成可电镀的导电层包括以下任意一种方式：第一种方式为：先在所述钛合金表面生成可电镀的转化层，然后对表面具有转化层的钛合金进行预电镀处理，使得所述钛合金表面上生成预镀层，完成所述导电层的设置；第二种方式为：直接在所述钛合金表面进行真空镀处理，使得所述钛合金表面上生成预镀层，完成所述导电层的设置。4.根据权利要求3所述的钛合金的处理方法，其特征在于，所述转化层的处理方式包括活化浸锌、活化浸镍、化学转化层和电化学转化层中的至少一种；所述预镀层包括预镀铜层或预镀镍层；所述预镀层的时间为3～15min。5.根据权利要求1～4任一项所述...

【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：