一种在Al-Mg-Si合金极板表面制备Ni/P涂层的方法技术

本发明专利技术涉及Al

【技术实现步骤摘要】
一种在Al
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Mg
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Si合金极板表面制备Ni/P涂层的方法


[0001]本专利技术涉及Al
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Mg
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Si合金极板领域，具体涉及一种在Al
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Mg
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Si合金极板表面制备Ni/P涂层的方法。

技术介绍

[0002]在21世纪，传统的钢铁材料已不能完全满足人类的使用要求，类似于铝合金这样的轻质材料便应运而生。铝及铝合金是有色金属中使用量最大、是应用面最广的轻质金属材料，其具有较多的优良的物理、化学、力学和加工性能及特点，如密度低、耐腐蚀、导电好、易强化、易表面处理等。但是由于制造业对材料的使用要求变得越来越高，以至于人们对材料的使用性能有了更高的标准。在最近几年甚至几十年，铝及铝合金在各种表面处理技术处理后，在航空、航天、汽车、电子以及家用电器等工业中得到了广泛应用。
[0003]铝基材料表面化学镀Ni/P合金在目前是一种较好的表面处理工艺，所得镀层具有抗腐蚀、表面硬度高、耐磨损等优点，并兼有装饰性，可延长铝基的使用寿命，扩大其应用范围。但是铝及其合金属于较难镀的金属，主要原因如下：1)其对氧气具有高度的亲和力，与空气接触易在表面形成氧化薄膜，严重影响镀层结合力；2)其具有较低的标准电位和较强的电负性，使它容易在镀液中会很快与正电位较高的金属(镍)离子发生置换反应；3)由于置换反应的发生，铝离子将会成为杂质离子进入镀液之中，影响镀液的稳定性。
[0004]在公布号CN111364030A，名为“一种改善铝基底化学镀NiP镀层平整性的前处理方法”中，首先通过除油和酸洗工艺对铝基底的表面进行预处理，然后浸泡在含Cu
2+
的酸性溶液中，在铝的表面先制备出一层薄的铜膜，使其成为浸锌时的活性点，接下来采取二次浸锌，在基底的表面制备出一层细小均匀的锌层，从而在化学镀后得到平整度显著提高的Ni/P镀层。虽然工艺较简单、成本低，但是将铝浸在含Cu
2+
的酸性溶液中，可能会在铝和表面生成不均匀的Al
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Cu相，在酸性溶液中会成为电偶腐蚀的阴极相，使的合金表面形成较多腐蚀坑，最终可能造成镀层表面凹凸不平。在公布号CN108034932A，名为“一种7A19铝合金材料表面化学镀镍磷的工艺方法”中，采用二次浸锌法在7A19铝合金的表面进行化学镀Ni/P，制备的Ni/P镀层与基体间具有较好的结合力，镀层不仅具有较高的光亮度，而且镀层的结晶致密且均匀。但是在86～88℃和PH为4.4～4.6的条件下，合金在化学镀镍磷溶液中需要镀2～5h，而且采用二次镀锌工艺流程比一次镀锌工艺累赘。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，目的是提供一种在Al
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Mg
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Si合金极板表面制备Ni/P涂层的方法，结合具备良好亲水性表面薄膜的存在加快Ni/P镀层在合金表面的沉积，最后通过在真空环境下进行热处理去除亲水薄膜以及减小涂层中的缺陷。该方法具有工艺简单、成本低廉、反应条件温和等优点，具有很大的实用和推广价值。
[0006]本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种在Al
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Mg
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Si合金极板表面制备Ni/P涂层的方法，具体包括以下步骤：
[0008](8)材料准备：Al
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Mg
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Si合金极板按元素重量百分比如下：Mg元素的占比为0.8～1.2wt.％，Si元素的占比为0.4～0.8wt.％，余量为Al和不可避免的杂质。
[0009](9)极板去油除杂：将极板用400#、1000#、2000#、5000#的砂纸依次打磨，随后将铝合金板放在乙醇和丙酮中依次超声清洗5～10min，用去离子水超声清洗5～10min，最后用10％的NaOH溶液在50～70℃的温度腐蚀1～2min以去除表层氧化膜，放于真空干燥箱中备用。
[0010](10)溶液制备：1)亲水膜混合溶液：1.0～1.5g/L的聚乙烯醇、0.15～0.25g/L的乙二醛、其余为去离子水。2)浸锌溶液：100～150g/L的NaOH、8～12g/L的ZnO、8～12g/L的NiCl2、1～1.5g/L的FeCl3、1～1.2g/L的NaNO2、适量络合剂、其余为去离子水。3)碱性浸镍溶液：20～30g/L的硫酸镍、20～30g/L的次亚磷酸钠、40～60g/L的柠檬酸氨、调节PH值为9～11。4)酸性镀Ni/P溶液：250
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300g/L的硫酸镍、30～40g/L的氯化镍、300～400g/L的次亚磷酸钠、40～50g/L的柠檬酸、1.5～2.5g/L的苯磺酸主光亮剂含量、适量有机磷酸盐络合剂、其余为去离子水，调节PH为4.5～5。
[0011](11)表层浸锌：将去油除杂后的极板浸泡在亲水膜溶液中30～60s，在极板表面生成一层薄薄亲水性薄膜。将带有亲水薄膜的极板置入浸锌溶液中60～90s，使其表面沉积一层均匀细小的锌层，然后用75～85℃的去离子水冲洗表面，在用冷去离子水冲洗。
[0012](12)碱性浸镍：将浸锌后的极板置入碱性浸镍溶液中浸泡3～5min，温度保持在30～50℃，然后用75～85℃的去离子水冲洗表面，在用冷去离子水冲洗。
[0013](13)化学镀镍：将浸镍后的极板浸入在亲水膜溶液中30～60min，在极板表面生成一层薄薄亲水性薄膜，然后将极板在酸性镀Ni/P溶液中进行化学镀镍60～90min，温度保持在75～85℃。
[0014](14)热处理：最后，将极板在真空中300～350℃退火120～180min以去除亲水薄膜以及减小涂层中的缺陷，以制得带有均匀光亮Ni/P涂层的Al
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Mg
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Si合金极板。
[0015]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术首先在Al
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Mg
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Si合金表面生成一层亲水性表面薄膜，通过亲水性薄膜在浸锌法中沉积一层牢固均匀的锌层，然后在碱性溶液中镀镍，接着在酸性溶液中镀Ni/P层，最后通过热处理工艺消除表面的亲水薄膜以及减小涂层中的缺陷。本专利技术具有以下独特性：(1)结合具备良好亲水性表面薄膜的存在加快镀锌层与Ni/P镀层在合金表面的沉积；(2)通过在真空环境下进行热处理消除表面的亲水薄膜以及减小涂层中的缺陷，以制得平整光亮、致密均匀、牢固且耐腐蚀的Ni/P涂层；(3)本专利技术的方法工艺简单，能耗少，成本低廉，具有很大的实用和推广价值。
具体实施方式
[0017]本专利技术将通过以下实施例作进一步说明。
[0018]实施例1。
[0019](1)材料准备：Al
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Mg
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Si合金极板按元素重量百分比如下：Mg元素的占比为0.8wt.％，Si元素的占比为0.6wt.％，余量为Al和不可避免的杂质。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在Al
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Mg
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Si合金极板表面制备Ni/P涂层的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)材料准备：Al
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Mg
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Si合金极板按元素重量百分比如下：Mg元素的占比为0.8～1.2wt.％，Si元素的占比为0.4～0.8wt.％，余量为Al和不可避免的杂质；(2)极板去油除杂：将极板用400#、1000#、2000#、5000#的砂纸依次打磨，随后将铝合金板放在乙醇和丙酮中依次超声清洗5～10min，用去离子水超声清洗5～10min，最后用10％的NaOH溶液在50～70℃的温度腐蚀1～2min以去除表层氧化膜，放于真空干燥箱中备用；(3)溶液制备：1)亲水膜混合溶液：1.0～1.5g/L的聚乙烯醇、0.15～0.25g/L的乙二醛、其余为去离子水；2)浸锌溶液：100～150g/L的NaOH、8～12g/L的ZnO、8～12g/L的NiCl2、1～1.5g/L％的FeCl3、1～1.2g/L的NaNO2、适量络合剂、其余为去离子水；3)碱性浸镍溶液：20～30g/L的硫酸镍、20～30g/L的次亚磷酸钠、40～60g/L的柠檬酸氨、调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立杰，刘建胜，袁彬，黄纪绘，邵超飞，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：