钛铝复合件退膜处理剂及钛铝复合件表面微孔处理方法技术

本发明专利技术属于金属材料表面处理技术领域，具体涉及钛铝复合件退膜处理剂及钛铝复合件表面微孔处理方法，钛铝复合件退膜处理剂包括促进剂、缓蚀剂和退膜剂；促进剂为硝酸根或硝基化合物，缓蚀剂为强酸下对铝及铝阳极氧化膜有缓蚀效果的缓蚀剂，退膜剂选自硫酸和硫酸盐中的至少一种。本发明专利技术提供的钛铝复合件退膜处理剂对铝损伤很低，能够最大程度降低铝被腐蚀的风险，降低铝绝缘氧化膜被击穿争抢电流的风险，还能够退除钛基材上有原有氧化膜，使阳极氧化时钛上氧化膜更薄，有利于后续退膜处理或蚀刻处理。蚀刻处理。蚀刻处理。

【技术实现步骤摘要】
钛铝复合件退膜处理剂及钛铝复合件表面微孔处理方法


[0001]本专利技术属于金属材料表面处理
，具体涉及钛铝复合件退膜处理剂及钛铝复合件表面微孔处理方法。

技术介绍

[0002]在手机通讯设备、电子电器设备、汽车机械等领域，为达到减轻产品重量、增加结合强度等目的，金属和树脂一体化成型技术得到了广泛的发展和充足的应用，目前已经涌现出很多专利涉及到各种材质的微孔化注塑一体化成型技术，金属结构已逐渐从单一金属转变为复合件，尤其是以不锈钢和铝合金复合件与树脂一体化成型技术得到了广泛应用和推广。钛合金同样具有不锈钢类似性质，且钛合金比不锈钢还具有质量轻、具有与人体很好的亲和性和适应性等性质。铝合金具有散热好、易CNC加工，因此钛合金和铝合金复合件作为穿戴、智能设备的金属骨架逐渐受到了人们的青睐。
[0003]钛铝复合件作为智能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，因此开发者运用了微孔化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，钛合金和铝材化学性质十分迥异，两者表面处理做微孔的方法截然不同。
[0004]目前针对钛铝复合件同时进行微孔化处理是先对复合件进行阳极氧化处理，使铝表面生成一层几十微米的氧化保护膜，再对钛进行蚀刻处理，再退氧后对铝进行蚀刻处理。通常在对复合件进行阳极氧化时，铝上氧化膜不断生产成并加厚，钛上也会生成一层薄薄的氧化膜，为保证后续钛蚀刻能够更好进行，通常需要将钛上氧化膜退掉。
[0005]目前钛上氧化膜退除方法分为化学方法和物理方法，其中物理方法主要是通过CNC铣洗、磨削或激光镭雕去除，物理方法虽然可以做到去除钛上氧化膜而对铝上氧化膜无损伤，但CNC加工方法效率低、成本高，不利于工业化连续生产，而且激光镭雕方法不易控制，功率太强容易烧蚀基材，在钛上形成新的烧蚀氧化膜，更难去除，而功率太弱，则又不能完全去除钛上氧化膜，作用范围很窄，不易控制，良品率低均限制了其应用。化学退除方法一般分为酸性含氟退膜液和碱性退膜液两种，其中酸性含氟退膜液虽能快速退除钛上氧化膜且因退膜速度快对铝的损伤也小，适用于钛铝复合件微孔处理，但因废水含氟，在众多地区使用受到了限制。碱性退膜液虽然废水处理简单，但碱性退膜速度慢，退膜时间长，对铝上氧化膜伤害巨大，在后续蚀刻过程中，蚀刻药水会顺着氧化膜的缺陷腐蚀基材铝，并不适用于钛铝复合件。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种钛铝复合件退膜处理剂，能够快速去除钛铝复合件上钛的氧化膜而对铝伤害极轻，又能够退除钛上阳极氧化膜保证在后续钛铝复合件在电解蚀刻钛时基本不伤铝材，便于后续对钛铝复合件进行表面处理，
且本处理剂不含氟，废水处理简单。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种钛铝复合件退膜处理剂，包括促进剂、缓蚀剂和退膜剂；所述促进剂为硝酸根或硝基化合物，所述缓蚀剂为强酸下对铝及铝阳极氧化膜有缓蚀效果的缓蚀剂，退膜剂选自硫酸和硫酸盐中的至少一种。
[0008]在本专利技术中，退膜剂为硫酸和硫酸盐中的至少一种，更为具体为，退膜剂其主要成分为硫酸，可以适当引入硫酸盐以降低酸度，如硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵等，本专利技术不做具体限制，值得一提地是，对于化学退膜，硫酸盐作用不大，对于电化学退膜，硫酸盐能够在通电情况下起到保护铝的作用。
[0009]现有的退除钛上氧化膜方式为：直接采用高浓度硫酸在一定温度下浸泡钛铝复合件一段时间以退除钛上氧化膜。采用该退膜方式，至少存在两个弊端，即：
[0010]一、退除钛上氧化膜的时间较长；
[0011]二、硫酸本身对铝氧化膜也有一定腐蚀作用。
[0012]专利技术人发现，一定量的硝酸根或硝基化合物能够促进硫酸快速退去钛上氧化膜，而在相对短时间内对铝上氧化膜损伤较小，进而保证钛铝复合件在后续钛蚀刻液中达到蚀刻钛而对铝损失很小的目的，尤其是在电化学退除钛表面氧化膜时，虽然采用硫酸能够保证铝在通电时基本不被腐蚀，但钛上又会生成新的氧化膜，而一定量的硝酸根或硝基化合物能够抑制钛上氧化膜增厚，即使在通电很长时间下，钛上也只能生成很薄的金黄色氧化膜，不会在后续氧化时加厚。此外，专利技术人还发现，在通电的情况下，两极产生大量气体，而钛合金属于易吸氢材质，在大量气体冲刷下，钛上疏松多孔的氧化膜会大量吸收气体致使体积膨胀，在气体溢出流动过程中也易得以被冲刷脱落直至达到最薄的状态。
[0013]基于此，为了缩短退氧时间，以及减少对铝氧化膜的浸蚀，专利技术人提出了一种解决方案，即，钛铝复合件退膜处理剂包括促进剂、缓蚀剂和退膜剂，其中，采用硝酸根或硝基化合物作为促进剂。
[0014]进一步地，所述促进剂选自硝酸、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铁、硝酸铜、硝酸锰、硝酸铈、硝酸镍、硝酸铵、硝酸胍、硝酸脲、硝基苯磺酸及其盐、硝基苯甲酸及其盐中的一种或多种。
[0015]进一步地，所述缓蚀剂选自喹啉硼酸及其醇酯类、硫代酰胺类、噻唑硫酮类、硫脲衍生物类、咪唑及其衍生物中的一种或多种。
[0016]在本专利技术中，采用上述缓蚀剂能够对铝有缓蚀作用而对钛缓蚀性能小，能够进一步降低硫酸溶液对铝及氧化膜的浸蚀，保证钛铝复合件在后续钛蚀刻液中达到蚀刻钛而对铝损失很小的目的。
[0017]需要说明的是，本专利技术中的钛铝复合件是钛合金和铝合金金属基固相结合形成的复合件，而非冶金领域所谓的合金，两者为非均一相金属。具体可以理解为单独钛合金金属和单独铝合金金属经处理后粘结在一起形成的复合件，其中粘结的方法包括如爆炸焊接法、电磁连铸法、铸造法、热溶压制法、扩散焊接法、超声焊接法、浇铸复合法、轧制法、液～固相铸轧法等制作的复合件。此外，对钛合金和铝合金通过铆钉铆接、捆绑、压制等组合的复合件也属于本专利技术所述的复合件的定义。
[0018]本领域技术人员可以明确的是，钛合金和铝合金性质迥异，虽然都能在空气中形成自然氧化膜，但铝的氧化膜不耐腐蚀，在通电情况下尤其不耐氯离子点蚀。
[0019]为了在钛上形成孔深为20～200μm、孔径为20～200μm的微孔层，目前最好的方法就是在含氯的溶液中通电进行电化学蚀刻，但是若直接蚀刻，铝合金部分因不耐腐蚀而优先腐蚀，因两种异相金属不同的电位从而会影响复合件整体电化学产生原电池或者电解池效应，铝合金腐蚀成为阳极，钛合金则成为阴极而受到保护，限制了钛合金表面形成微孔层，为解决该问题，目前是先通过电化学阳极氧化的方式在铝上形成一层厚厚的绝缘氧化铝，铝合金有了绝缘的氧化铝保护，在后续含氯的钛蚀刻液中就能得到很好的保护，一是防止铝材被剧烈腐蚀造成产品尺寸减小，二是抑制钛合金和铝合金形成的电化学保护效应，促使更多的电流作用于钛合金表面，促进钛合金表面形成所需的孔深为20～200 μm、孔径为20～200μm的微孔层。
[0020]根据公知的铝合金氧化知识我们可以得知，在阳极氧化时铝合金表面先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛铝复合件退膜处理剂，其特征在于：包括促进剂、缓蚀剂和退膜剂；所述促进剂为硝酸根或硝基化合物，所述缓蚀剂为强酸下对铝及铝阳极氧化膜有缓蚀效果的缓蚀剂，退膜剂选自硫酸和硫酸盐中的至少一种。2.如权利要求1所述一种钛铝复合件退膜处理剂，其特征在于：所述促进剂选自硝酸、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铁、硝酸铜、硝酸锰、硝酸铈、硝酸镍、硝酸铵、硝酸胍、硝酸脲、硝基苯磺酸及其盐、硝基苯甲酸及其盐中的一种或多种。3.如权利要求1所述一种钛铝复合件退膜处理剂，其特征在于：所述缓蚀剂选自喹啉硼酸及其醇酯类、硫代酰胺类、噻唑硫酮类、硫脲衍生物类、咪唑及其衍生物中的一种或多种。4.如权利要求1所述一种钛铝复合件退膜处理剂，其特征在于：所述退膜处理剂退除使用方式为化学退除或电化学退除，其中化学浸泡使用温度为40～90℃，时间为30～300s；电化学退除使用温度为10～50℃，时间为6～60min，电压1～20V或电流密度为1～20A/dm2。5.一种钛铝复合件表面微孔处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将钛铝复合件置于硫酸或混合酸液中通电进行阳极氧化，使钛铝复合件表面生成一定厚度的氧化膜；S2、采用如权利要求1～4任意一项所述钛铝复合件退膜处理剂对钛铝复合件进行退膜处理，除去钛上氧化膜；并且，在所述退膜处理之前或之后，将钛铝复合件置于铝合金封孔剂中进行封孔处理；S3、将钛铝复合件置于钛蚀刻液中进行一次或多次阳极电解蚀刻处理，使钛合金上产生微孔；S4、钛铝复合金进行常规处理，完成对钛铝复合件表面微孔化处理，其中，常规处理包括碱洗、除灰、漂洗、烘干中的至少一种。6.如权利要求5所述一种钛铝复合件表面微孔处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述钛蚀刻液包括卤素离子、酸、走位助剂和钛缓蚀剂。7.如权利要求6所述一种钛铝复合件表面微...

【专利技术属性】
技术研发人员：金磊，胡中华，张兵，
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：