專利名稱：一種鋁及鋁合金基材上鍍銅的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋁及鋁合金基材表面的加工方法，尤其是涉及鋁及鋁合金基材上鍍銅 的工藝方法。
背景技術：
在鋁及鋁合金基材上鍍銅的工藝近幾年有所發(fā)展，是電腦外殼，汽車輪轂，手機外 殼等產(chǎn)品表面處理的常用方式。這幾種產(chǎn)品的表面鍍銅工藝的主要目的是在產(chǎn)品表面形成 散熱性好，裝飾性強的金屬紋飾。比如專利200610155936. 7中所揭示的工藝方法。隨著電 子行業(yè)的進一步發(fā)展，為了尋求利益最大化，越來越多的人都在尋求各種方法降低生產(chǎn)成 本，提高競爭優(yōu)勢。銅材由于其優(yōu)越的導電性能，作為良好的導電材料一直被廣泛的應用于 電子行業(yè)，但是銅材價格偏高，完全采用銅材無形中增加了生產(chǎn)成本，在此情況下，很多研 究者研究用較低廉的鋁材進行表面鍍銅來增強材料導電性能。但是這種經(jīng)表面鍍銅處理 的鍍層結合性能不是很好，致密性差，耐磨性能及耐沖擊性能較差，鍍層較易剝落。中國專 利200510093205. X揭示了鋁材表面處理工藝，其為了增加鋁材表面銅材的耐磨性及導電 性能，先在鋁材表面進行鍍銅工藝處理再進行表面鑄銅工藝來增加鋁材表面銅材的導電性 能，該工藝方法由于有鑄銅，因此能量消耗很大，且不適應于鋁板材鍍銅。本發(fā)明人在自己 已經(jīng)提出的鋁材上鍍鋅鍍鎳再鍍銅的工藝基礎上，經(jīng)過大量實踐，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎 上，將現(xiàn)有的工藝進行了簡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題提供一種鋁及鋁合金基材上鍍銅工藝方法，該工藝方 法步驟簡單，產(chǎn)品鍍銅層與鋁基層結合性能好，致密性好，銅層硬度高，耐沖擊，耐磨，導電 性能良好的包銅鋁材，且該工藝方法步驟簡單。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是一種鋁及鋁合金基材上鍍銅的 工藝方法，其步驟如下一種鋁及鋁合金基材上鍍銅的工藝方法，其特征在于工藝步驟如 下第一步脫脂去油a脫脂去油，藥水成分及含量氫氧化鈉50 80%，偏硅酸鈉10 25%，磷酸三鈉< 2. 5%，4- 丁炔二醇< 1. 0%上述藥品以重量百分比計；除油劑5 35g/L ；在溫度15 60°C進行脫脂去油；b高氣壓吹水；c自來水沖洗；第二步活化處理a濃度40 80g/L的氫氧化鈉溶液中進行表面活化處理；b自來水沖洗；
第三步酸洗處理a濃度500 600g/L，溫度10_50°C的硝酸溶液中進行表面處理；b自來水沖洗第四步一次浸鋅a浸鋅，藥水主要成分含量鋅離子濃度9_16g/L，氫氧化鈉濃度75 130g/L;浸 鋅溫度10-50 0C ；b自來水沖洗；第五步酸洗處理a濃度300 600g/L，溫度10_50°C的硝酸溶液中進行表面處理；b自來水沖洗；第六步二次浸鋅a浸鋅，藥水主要成分含量鋅離子濃度9_16g/L，氫氧化鈉濃度75 130g/L ；浸鋅溫度10_50°C ；b純化水沖洗；c高氣壓吹水；第七步電鍍銅a銅電鍍液配比成份及含量硫酸銅165 275g/L ；硫酸 25 55mil/L ；鹽酸0. 06 0. 12mil/L 銅填平劑 0. 02 0. 08g/L ；銅光亮劑0. 01 0. 05g/L ； 銅添加劑“H” 2 6mil/L電鍍液中鍍銅，電鍍電流密度10 60A/dm2溫度10_50°C ；b純化水沖洗；c高氣壓吹水；第八步抗氧化處理a溫度10_40°C，濃度100ml/L的AT-208C溶液中做表面抗氧化處理；b純化水沖洗；第九步純化水燙洗溫度60 80°C時間5 10秒第十步上抗氧化油第—^一步烘干溫度60 80°C時間5 30秒。所述第一步為超聲波脫脂去油。所述第一步，第二步，第三步，第四步，第五步中自來水沖洗步驟后進行高氣壓吹 水。所述第一步，第二步，第三步，第四步，第五步中高氣壓吹水的空氣壓力為0.05 0. IMPA。所述第六步，第七步中的高氣壓吹水的空氣壓力為0. 08 0. 13MPA。所述步驟中的自來水沖洗及純化水沖洗至少為3次。采用超聲波脫脂去油可以更好的去除材料表面的油污，為后續(xù)加工提供潔凈的材 料表面；自來水多次沖洗可以有效沖洗掉材料表面的藥品雜質(zhì)成分，保證下步作業(yè)工藝不受前面加工工藝殘留的藥品雜質(zhì)的影響，提高加工品質(zhì)；高氣壓吹水可以快速去除材料表面殘留的水分及雜質(zhì)，進一步清潔材料表面；上抗氧化油能夠在抗氧化處理步驟后進一步提高鍍銅后的材料的抗氧化性，提高 了材料的保存期限；上述工藝方法，由于去除了鍍鎳步驟，使工藝方法簡單，降低了大量生產(chǎn)成本，根 據(jù)其加工的產(chǎn)品，其包覆銅層結合性好，致密性好，耐磨耐沖擊，具有良好的導電性能，其鍍 銅層還具有很好的延展性，該產(chǎn)品可被加工成導電電極等而不會因為產(chǎn)品彎折破壞其鍍銅 層。該工藝加工出來的材料，由于用基材鋁代替了純銅材料，大大降低了材料成本及其重 量，且其致密結合性好的銅層還具有和純銅材料同樣良好甚至優(yōu)越的導電性能，由于增加 了上抗氧化油步驟，延長了加工后材料保存期限，因此可被廣泛應用于電子行業(yè)，例如插座 等電子行業(yè)器材。


圖1本發(fā)明工藝方法流程圖
具體實施例方式針對上述技術方案，現(xiàn)結合圖例詳細說明如下，參看圖1，從倉庫拿出檢驗合格的 鋁或鋁合金基材，開始如下步驟的操作第一步脫脂去油a在藥品槽中放置藥水，藥水主要成分氫氧化鈉50 80 %，偏硅酸鈉10 25 %，磷酸三鈉< 2. 5%，4_丁炔二醇< 1. 0%，上述藥品以重量百分比計；低泡除油劑RTR在藥水中含量5 35g/L ；在溫度15 60°C將基材放進超聲波藥品槽中進行脫脂去油，時間5 60秒；增加超聲波，可更有效達到脫脂去油的目的；b空氣吹干材料表面，為了達到更好地吹干效果，優(yōu)選采用一定壓力的空氣進行吹 干，其空氣壓力范圍為0. 05 0. IMPA ；c材料經(jīng)過藥水溶液足夠時間浸泡后，取出用常溫自來水沖洗至少3次，沖洗時間 約10 20秒，沖洗次數(shù)越多，表面殘留藥水溶液及其殘余物會被沖洗越徹底，材料表面越 潔凈；d在每次水洗后都要進行空氣吹干材料表面水分，為了達到更好地吹干效果，優(yōu)選 采用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 05 0. IMPA ；第二步活化處理a在藥品槽中放置濃度為40 80g/L的氫氧化鈉溶液，將脫脂去油后材料放入氫 氧化鈉溶液中進行表面活化，時間15 60秒；b材料經(jīng)過氫氧化鈉溶液足夠時間浸泡后，取出用常溫自來水沖洗至少3次，沖洗 時間約10 20秒，沖洗次數(shù)越多，表面殘留氫氧化鈉溶液及其殘余物會被沖洗越徹底，材 料表面越潔凈；c在每次水洗后都要進行空氣吹干材料表面水分，為了達到更好地吹干效果，優(yōu)選采用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 05 0. IMPA ；第三步酸洗處理a在藥品槽中放置濃度為500 600g/L的硝酸溶液，保持其溫度為10_50°C，將材 料放進硝酸溶液中進行表面處理，經(jīng)過堿洗的材料表面再經(jīng)過進一步的酸洗，更好去除材 料表面的堿性物質(zhì)及雜質(zhì)等，如氫氧化鋁等，為后續(xù)加工做好基礎；b材料經(jīng)過硝酸溶液足夠時間浸泡后，取出用常溫自來水沖洗至少3次，每次沖洗 時間約10 20秒，沖洗次數(shù)越多，表面殘留硝酸溶液及其殘余物會被沖洗越徹底，材料表 面越潔凈；c在每次水洗后可進行空氣吹干材料表面水分，為了達到更好地吹干效果，優(yōu)選采 用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 05 0. IMPA ；第四步一次浸鋅a浸鋅溶液成分及含量鋅離子濃度9_16g/L，氫氧化鈉濃度75 130g/L ；通過氧化鋅引進鋅離子；浸鋅溶液放置在藥品槽中，保持其溫度為10-50°C，將材料放入該溶液中進行表面 浸鋅約15 50秒，通過浸鋅增加材料基層物質(zhì)和后續(xù)電鍍層的良好結合性；b材料經(jīng)過浸鋅溶液足夠時間浸泡后，取出用常溫自來水沖洗至少3次，每次沖洗 時間約10 20秒；c在每次水洗后可進行空氣吹干材料表面水分，為了達到更好地吹干效果，優(yōu)選采 用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 05 0. IMPA ；第五步酸洗處理a在藥品槽中放置濃度為300 600g/L的硝酸溶液，保持其溫度為10_50°C，將材 料放進硝酸溶液中進行表面處理，經(jīng)過堿洗的材料表面再經(jīng)過進一步的酸洗，更好去除材 料表面的堿性物質(zhì)及雜質(zhì)等，為后續(xù)加工做好基礎；b材料經(jīng)過硝酸溶液足夠時間浸泡后，取出用常溫自來水沖洗至少3次，每次沖洗 時間約10 20秒，沖洗次數(shù)越多，表面殘留硝酸溶液及其殘余物會被沖洗越徹底，材料表 面越潔凈；c在每次水洗后可進行空氣吹干材料表面水分，為了達到更好地吹干效果，優(yōu)選采 用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 05 0. IMPA ；第六步二次浸鋅a浸鋅溶液成分及含量鋅離子濃度9_16g/L，氫氧化鈉濃度70 130g/L ；鋅離子是由通過氧化鋅引進鋅離子；將浸鋅溶液放置在藥品槽中，保持其溫度為10-50°C，將材料放入該溶液中進行表 面浸鋅約5 30秒，通過浸鋅增加材料基層物質(zhì)和后續(xù)電鍍層的良好結合性，通過二次浸 鋅可更好地增加材料表面和后續(xù)鍍層的結合性；b材料經(jīng)過浸鋅溶液足夠時間浸泡后，取出用純化水沖洗至少3次，每次沖洗時間 約10 20秒；c在每次水洗后都要進行空氣吹干材料表面水分及其雜質(zhì)，為了達到更好地吹干
7效果，優(yōu)選采用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 08 0. 13MPA ；第七步電鍍銅a銅電鍍液成份及含量硫酸銅165 275g/L ； 硫酸 25 55mil/L ；鹽酸0. 06 0. 12mil/L 銅填平劑 0. 02 0. 08g/L ；銅光亮劑0. 01 0. 05g/L ；銅添加劑“H” 2 6mil/L在電鍍槽中放置上述銅電鍍液，保持電鍍液溫度10 50°C，電鍍電流密度10 60A/dm2，鍍速2 7um/min/30A/dm2進行電鍍，其中，電鍍添加劑可以增加鍍銅層銅硬度及 耐磨性，上述電鍍液中的藥品均可在市場上買到；b材料經(jīng)過鍍銅足夠時間后，取出用純化水沖洗至少3次，每次沖洗時間約10 20秒；c在每次水洗后都要進行空氣吹干材料表面水分及其雜質(zhì)，為了達到更好地吹干 效果，優(yōu)選采用一定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0. 08 0. 13MPA ；第八步抗氧化處理a在藥品槽中放置濃度為100ml/L的AT-208C溶液，使其溫度保持在10_40°C，將 材料放進該溶液中1 6分鐘進行表面抗氧化處理；經(jīng)過表面抗氧化處理的電鍍銅層具有 很好的抗氧化能力，在自然環(huán)境下能保持半年不變色，保持其良好的導電性能；b材料經(jīng)過抗氧化處理足夠時間后，取出用純化水沖洗至少3次，每次沖洗時間約 10 20秒；第九步純化水燙洗經(jīng)過表面抗氧化處理的材料用60 80°C的純化水進行表面燙洗，燙洗時間約為 5 10秒；第十步上抗氧化油用滾筒將抗氧化油涂抹到加工后的銅層表面?？寡趸头乐广~層氧化，增加了該 步驟，加工后的材料保存期限可增加至少三個月；第十一步烘干將經(jīng)過表面高溫燙洗的材料進行烘干，烘干溫度60 80°C，烘干后進行材料檢驗 包裝入庫。上述工藝步驟中，所述第二步至第九步中，產(chǎn)品每次從藥品槽中出來，都可進行如 第一步中的氣壓吹水，吹干產(chǎn)品表面的藥液，再進行水清洗；本工藝所用的銅添加劑“H” ；銅填平劑；銅光亮劑市場上均可買到，比如安美特化 學有限公司提供；本工藝所用的AT-208C溶液市場上也可買到，比如上海昆云貿(mào)易發(fā)展有 限公司。經(jīng)過該電鍍工藝加工出來的產(chǎn)品，其表面鍍銅層和鋁及鋁合金基材具有兩號的結 合性能及致密性，具有良好的耐磨性，耐沖擊力及導電性能，鍍銅層表面具有很好的延展 性，利用該電鍍工藝方法加工的板材可以任意彎曲做成其他的導電產(chǎn)品而其銅層不會被破 壞。該工藝加工出來的材料，由于用基材鋁代替了純銅材料，大大降低了材料成本及其重 量，由于鍍鎳步驟去除，也降低了生產(chǎn)成本，且因為增加上抗氧化油，使加工后材料的保存 期限延長；且加工后的產(chǎn)品致密結合性好的銅層還具有和純銅材料同樣良好甚至優(yōu)越的導電性能，因此可被廣泛應用于電子行業(yè)，例如插座等電子行業(yè)器材。
權利要求
一種鋁及鋁合金基材上鍍銅的工藝方法，其特征在于工藝步驟如下第一步脫脂去油a.脫脂去油，藥水成分及含量氫氧化鈉50～80％，偏硅酸鈉10～25％，磷酸三鈉＜2.5％，4 丁炔二醇＜1.0％上述藥品以重量百分比計；除油劑5～35g/L；在溫度15～60℃進行脫脂去油；b高氣壓吹水；c自來水沖洗；第二步活化處理a濃度40～80g/L的氫氧化鈉溶液中進行表面活化處理；b自來水沖洗；第三步酸洗處理a濃度500～600g/L，溫度10 50℃的硝酸溶液中進行表面處理；b自來水沖洗第四步一次浸鋅a浸鋅，藥水主要成分含量鋅離子濃度9 16g/L，氫氧化鈉濃度75～130g/L；浸鋅溫度10 50℃；b自來水沖洗；第五步酸洗處理a濃度300～600g/L，溫度10 50℃的硝酸溶液中進行表面處理；b自來水沖洗；第六步二次浸鋅a浸鋅，藥水主要成分含量鋅離子濃度9 16g/L，氫氧化鈉濃度75～130g/L；浸鋅溫度10 50℃；b純化水沖洗；c高氣壓吹水；第七步電鍍銅a銅電鍍液配比成份及含量硫酸銅165～275g/L；硫酸25～55mil/L；鹽酸0.06～0.12mil/L銅填平劑0.02～0.08g/L；銅光亮劑0.01～0.05g/L；銅添加劑“H”2～6mil/L電鍍液中鍍銅，電鍍電流密度10～60A/dm2 溫度10 50℃；b純化水沖洗；c高氣壓吹水；第八步抗氧化處理a溫度10 40℃，濃度100ml/L的AT 208C溶液中做表面抗氧化處理；b純化水沖洗；第九步純化水燙洗溫度60～80℃時間5～10秒第十步上抗氧化油第十一步烘干溫度60～80℃時間5～30秒。
2.根據(jù)權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述第一步為超聲波脫脂去油。
3.根據(jù)權利要求2所述的工藝方法，其特征在于所述第一步，第二步，第三步，第四步， 第五步中自來水沖洗步驟后進行高氣壓吹水。
4.根據(jù)權利要求3所述的工藝方法，其特征在于所述第一步，第二步，第三步，第四步， 第五步中高氣壓吹水的空氣壓力為0. 05 0. 1MPA。
5.根據(jù)權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述第六步，第七步中的高氣壓吹水 的空氣壓力為0. 08 0. 13MPA。
6.根據(jù)權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述步驟中的自來水沖洗及純化水沖 洗至少為3次。
全文摘要
本發(fā)明的鋁及鋁合金基材表面鍍銅工藝方法，采用表面脫脂去油，活化處理，酸洗，二次浸鋅后鍍銅，表面氧化處理，純化水燙洗，再增加表面涂抹抗氧化油，烘干步驟完成；該工藝方法去除了鍍鎳步驟，增加了表面涂抹抗氧化油，降低了生產(chǎn)成本，在保證鍍銅層和基材的結合性，致密性，導電性，耐磨性的基礎上，提高了材料保存期限。經(jīng)該工藝方法加工的產(chǎn)品具有良好的耐磨性，導電性，其鍍層具有很好的延展性，由于用鋁基材代替了銅材，減輕了產(chǎn)品重量，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C23G1/12GK101928940SQ20091003166
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權日2009年6月22日
發(fā)明者蔡為松, 陳志強 申請人:尼爾金屬(蘇州)有限公司