專利名稱：一種鋁及鋁合金基材上鍍銅的工藝方法及其產品的制作方法
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 上鍍銅的工藝方法及其由此方法加工的產品。
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， 手機外殼等產品表面處理的常用方式。這幾種產品的表面鍍銅工藝的主要目的
是在產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。由于其鍍銅工藝為前期處理工藝比較簡 單，此種專利方法加工出來的鍍銅層和鋁基材表面結合性能比較差，因此在高 頻率沖擊下銅層容易剝落。

發(fā)明內容
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及依此工 藝加工出的產品，該產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。
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
b.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 6(TC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°C ;
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 氫氧化鈉濃度75 130g/L
b純化水沖洗；
c高氣壓吹水；
第七步電鍍鎳
a鎳電鍍液配比成份及含量
氨基磺酸鎳300 700g/L; 硼酸25 55g/L 鎳潤濕劑0.1 0.15g/L 鎳電鍍液PH 3.5 5.2 電鍍液中鍍鎳電鍍電流密度10 b純化水沖洗；
C高氣壓吹水； 第八步電鍍銅
鋅離子濃度9-16g/L， 浸鋅溫度10-5(TC ;
氯化鎳6 15g/L; 鎳添加劑0.12~0.2g/L 鎳光亮劑0.10~0.25mil/L
120A/dm2 電鍍液溫度40~70°C;
a銅電鍍液配比成份及含量
硫酸銅165 275 g/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 電鍍液屮鍍銅，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；
第九步抗氧化處理
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；
第十步純化水燙洗溫度60 80QC時間5 10秒 第i^一步烘干 溫度60 ~ 80QC時間5~30秒。
所述第一步中空氣吹水的空氣壓力為0.05~0.1MPA。
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。
所述第六步，第七步，第八歩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。
本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提供一種根據(jù)上述工藝方法加工的產 品，所述產品以鋁及鋁合金做基材，在所述基材外包覆鋅層，在所述鋅層外包 覆有鎳層，在所述鎳層外包覆有銅層。
根據(jù)上述工藝方法加工的產品，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，該產品可被加工 成導電電極等而不會因為產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ii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。


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 35 g/L;
在溫度15 6(TC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 0.1MPA; c材料經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 ~ 0.1MPA; 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) 選采用定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0.05 0.1MPA; 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，經過堿洗的材料表面再經過進一步的酸洗， 更好去除材料表面的堿性物質及雜質等，如氫氧化鋁等，為后續(xù)加工做好基礎；
b材料經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1(K20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 0.1MPA; 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和后續(xù)電鍍層的良好結合性; b材料經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 0.1MPA;
第五歩酸洗處理
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，經過堿洗的材料表面再經過進一步的酸洗，
更好去除材料表面的堿性物質及雜質等，為后續(xù)加工做好基礎； b材料經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0.05-0.1MPA; 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屮，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和后續(xù)電鍍層的良好結合 性,通過一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，為了達到更好地吹干
效果，優(yōu)選采用』定壓力的空氣進行吹干，其空氣壓力范圍為0.08 0.13MPA; 第七歩電鍍鎳 a鎳電鍍液配比成份及含量
氨基磺酸鎳300 700g/L; 氯化鎳6 15 g/L; 硼酸25 55g/L 鎳添加劑0.12~0.2g/L
鎳潤濕劑0.1 0.15g/L 鎳光亮劑0.10 0.25mil/L ;
鎳電鍍液PH 3.5~5.2 在電鍍槽中放置上述鎳電鍍液，保持電鍍液溫度40 70。C，電鍍電流密度 10 120A/dm2，鍍速5~7 um/min/25A/dm2進行電鍍,其中，鎳添加劑可以增加 鍍鎳層鎳硬度，其硬度可達400 550HV ，上述電鍍液中的藥品均可在市場 上買到；在鍍銅前進行鍍鎳，可增加鍍銅層附著力及結合性； b材料經過鍍鎳足夠時間后，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，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; 第八歩電鍍銅 a銅電鍍液成份及含量
硫酸銅165 275 g/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 5(TC，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，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;
第九歩抗氧化處理
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， 將材料放進該溶液屮1 6分鐘進行表面抗氧化處理；經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； 第十步純化水燙洗 經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；
第十一步烘干
將經過表面高溫燙洗的材料進行烘干，烘干溫度60~80QC，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，吹干產品表面的藥液，再進行水清洗； 本工藝所用的鎳添加劑；鎳光亮劑；鎳潤濕劑；銅添加劑"H";銅填平劑； 銅光亮劑市場上均可買到，比如安沒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，比如上海昆云貿易發(fā)展有限公司。
經過該電鍍工藝加工出來的產品，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，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，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
1.一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；第七步電鍍鎳a鎳電鍍液配比成分及含量氨基磺酸鎳300～700g/L； 氯化鎳6～15g/L；硼酸25～55g/L鎳添加劑0. 12～0.2g/L 鎳潤濕劑0.1～0.15g/L鎳光亮劑0. 10～0.25mil/L鎳電鍍液PH3. 5～5.2電鍍液中鍍鎳電鍍電流密度10～120A/dm2電鍍液溫度40～70℃；b純化水沖洗；c高氣壓吹水；第八步電鍍銅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；第九步抗氧化處理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；第十步純化水燙洗 溫度60～800C時間5～10秒第十一步烘干 溫度60～800C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，第八步 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。
7. 根據(jù)權利要求1所述的工藝方法加工的產品，其特征在于所述產品以鋁及鋁 合金做基材，在所述基材外包覆鋅層，在所述鋅層外包覆有鎳層，在所述鎳層外包覆有銅層。
全文摘要
本發(fā)明的鋁及鋁基材表面鍍銅工藝方法及產品，采用二次浸鋅后鍍鎳再鍍銅，增強了鍍銅層和基材的結合性，提高了致密性，導電性，耐磨性。經該工藝方法加工的產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，減輕了產品重量，降低了生產成本。
文檔編號C25D5/44GK101368285SQ20081014696
公開日2009年2月18日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月28日
發(fā)明者蔡為松, 陳志強 申請人:尼爾金屬(蘇州)有限公司