用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法、金屬制品和金屬復(fù)合體技術(shù)

本申請公開了一種用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法、金屬制品和金屬復(fù)合體，該方法包括以下步驟:取復(fù)合基材置于電解液中，復(fù)合基材包括不銹鋼基材層和鋁合金基材層，以復(fù)合基材為陽極，進行電解以在復(fù)合基材的鋁合金基材層的表面形成孔；電解使用的電解液包括水，酸，醇類和可在水中解離出氯離子的氯化物，酸提供的酸根能夠與鋁合金基材層在電解時產(chǎn)生的Al

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法、金屬制品和金屬復(fù)合體


[0001]本申請涉及金屬材料
，特別涉及一種用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法、金屬制品和金屬復(fù)合體。

技術(shù)介紹

[0002]目前陽極氧化工藝主要是采用磷酸為主要電解液在鋁合金表面形成納米級孔結(jié)構(gòu)，由于孔結(jié)構(gòu)的尺寸較小，只能夠在孔內(nèi)注塑成型PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)等分子鏈剛性小、流動性好的塑膠。然而，PBT塑膠強度較低，無法滿足產(chǎn)品跌落測試等要求，需替換為高強度的塑膠如蘇威AV651塑膠(聚芳醚酮類塑膠)，但是此類高強度的塑膠由于分子鏈剛性大、流動性差，無法注入現(xiàn)有工藝所形成的納米級孔洞中。此外為了提高材料的強度，通常會將不銹鋼和鋁合金壓鑄成復(fù)合材料使用，復(fù)合材料是以不銹鋼作為外側(cè)面保證材料的高強度，鋁合金作為內(nèi)側(cè)在降低材料整體重量的同時可以降低內(nèi)側(cè)的機械加工成本，但在復(fù)合材料的表面形成孔結(jié)構(gòu)時，通常會損傷不銹鋼。因此，急需研發(fā)在復(fù)合材料鋁合金表面形成孔結(jié)構(gòu)同時不損傷不銹鋼的微孔制備工藝，來滿足注塑成型以及產(chǎn)品強度的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0003]有鑒于此，有必要提供一種能夠解決上述技術(shù)問題的用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法、金屬制品和金屬復(fù)合體。
[0004]本申請第一方面提供一種用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法，包括以下步驟:
[0005]取復(fù)合基材置于電解液中，所述復(fù)合基材包括不銹鋼基材層和鋁合金基材層，以所述復(fù)合基材為陽極，進行電解以在所述復(fù)合基材的鋁合金基材層的表面形成孔；其中，
[0006]所述電解使用的電解液包括水，酸，醇類和可在水中解離出氯離子的氯化物，所述酸提供的酸根能夠與所述鋁合金基材層在電解時產(chǎn)生的Al
3+
發(fā)生絡(luò)合；其中，
[0007]所述酸和所述氯化物解離出的氯離子的摩爾比范圍為1:1～10:1，所述醇類的質(zhì)量濃度范圍為1％
?
10％。
[0008]本申請實施方式中提供的選擇性成孔的方法，利用了水基
?
有機復(fù)合電化學腐蝕機理，在復(fù)合基材置于含有醇類的電解液中進行電解時，不銹鋼和鋁合金的材質(zhì)存在差異，鋁合金的導(dǎo)電性優(yōu)于不銹鋼，因而電流最先在鋁合金上通過，鋁合金上會迅速形成一層致密的氧化鋁鈍化膜，造成導(dǎo)電性下降，從而造成電流從不銹鋼上流過。而不銹鋼在電流經(jīng)過后，也會形成一層鈍化膜，其主要成分是氧化鉻和氧化鎳。電解液中氯化物解離出的氯離子能夠在電場的引導(dǎo)下作為侵蝕離子破壞氧化鋁鈍化膜中的Al
?
O鍵，從而對鋁合金表面形成點狀腐蝕，進而形成孔，但是在電解條件下，氯離子難以破壞不銹鋼上鈍化膜中的Cr
?
O、Ni
?
O鍵，因而難以在不銹鋼表面蝕刻成孔，此外電解液中酸提供的酸根離子會與鋁合金基材層在電解時溶解出來的鋁離子絡(luò)合，形成的絡(luò)合物會附著在鋁合金表面，避免鋁合金發(fā)生面腐蝕，利于形成孔。本申請通過控制電解液中酸和氯離子的摩爾比，有效地避免了鋁合金被拋光和出現(xiàn)面腐蝕的問題，利于對鋁合金基材層進行選擇性成孔。此外醇類物質(zhì)含量過高
時，會造成溶液電阻增大電壓增大，從而造成緩蝕功能不夠，鋁合金容易發(fā)生過腐蝕，本申請電解液中控制使用低含量的醇類物質(zhì)，能夠同時起到保護作用和避免發(fā)生面腐蝕的作用。本申請使用含氯離子和低含量醇類的電解液，實現(xiàn)了在不破壞不銹鋼部位的同時，在鋁合金部位形成可以滿足微米級注塑成型的獨立孔結(jié)構(gòu)，且形成的孔具有拉膠能力，能夠提高其與注塑材料之間的結(jié)合力。
[0009]根據(jù)本申請的一些實施方式，使用的電解液中含有超過50％質(zhì)量濃度的水，使用的電解液中含有大量的水，可提高電解液成分的解離度，提升電解效率，同時也相對降低了配方成本，具有較大的應(yīng)用價值。
[0010]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述酸選自磷酸、草酸、乳酸、酒石酸中的至少一種。酸提供的酸根離子能夠與溶解出來的鋁離子發(fā)生絡(luò)合，如磷酸根能夠與鋁離子絡(luò)合形成磷酸鋁，附著在鋁合金的表面，避免發(fā)生面腐蝕。
[0011]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述酸的質(zhì)量濃度范圍為2％
?
8％。
[0012]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述醇類選自丙二醇、乙二醇、丙三醇、二乙二醇中的至少一種。醇類物質(zhì)能夠提供高的內(nèi)阻，避免電解過程中電流過大，起到保護作用。
[0013]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述氯化物為可溶性氯化鹽，所述氯化物選自NaCl、KCl、CuCl2、FeCl2中的至少一種。
[0014]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述氯化物的質(zhì)量濃度范圍為0.5％～5％。
[0015]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述電解的步驟中，施加的電流密度范圍為1A/dm2～5A/dm2。使用本申請?zhí)峁┑碾娊庖海梢栽诘碗娏鞯臈l件下對鋁合金進行選擇性成孔。
[0016]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述電解的時間為10min～30min。通過控制電解的時間能夠控制形成的孔的孔深。
[0017]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述電解液的溫度為20℃～65℃。
[0018]根據(jù)本申請的一些實施方式，還包括對電解后的復(fù)合基材進行剝黑膜、清洗和干燥的步驟。
[0019]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述復(fù)合基材置于電解液之前還包括步驟：對所述復(fù)合基材進行表面處理。在一些實施方式中，表面處理包括除油處理及剝黑膜處理。通過進行表面處理，去除了復(fù)合基材表面的雜質(zhì)，利于后續(xù)電解的進行。
[0020]本申請第二方面提供一種金屬制品，包括：
[0021]復(fù)合基材，包括不銹鋼基材層和鋁合金基材層；及
[0022]孔，形成于所述鋁合金基材層的表面；其中，
[0023]所述孔為微米級孔盲孔，所述孔具有開口于所述鋁合金基材層表面的孔口，以及位于所述鋁合金基材層內(nèi)部的孔底，所述孔的孔口直徑大于孔內(nèi)直徑，所述孔口所在的平面與所述孔底的垂直距離形成孔深，沿孔深方向剖開所述孔得孔的剖面，在所述孔的剖面中所述孔的內(nèi)側(cè)壁包含至少一個凹口。
[0024]本申請?zhí)峁┑慕饘僦破吩阡X合金基材層上形成有微米級盲孔，并且該盲孔的孔口直徑大于孔內(nèi)直徑，利于分子鏈剛性大、流動性差的塑膠材料注入，同時孔的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有凹口，利于注塑在該凹口的塑膠材料與該凹口緊密抓合，進而能夠利于提升塑膠材料與鋁合金基材層的結(jié)合力。
[0025]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述孔口直徑的范圍為20μm～200μm，所述孔深范圍
為20μm～120μm。
[0026]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述孔呈傾斜狀，相對所述孔口所在的平面，所述孔口斜向向內(nèi)延伸至所述孔底。傾斜狀的孔能夠進一步提升注入的塑膠與孔之間的結(jié)合力。
[0027]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述孔呈邊緣刺突狀結(jié)構(gòu)。孔的內(nèi)側(cè)壁具有的凹口構(gòu)成了邊緣的刺突，在對孔進行注塑成型時，凹口會與注入的塑膠產(chǎn)生抓力，邊緣刺突狀結(jié)構(gòu)能夠提高孔與塑膠的結(jié)合力。
[0028]根據(jù)本申請的一些實施方式，所述孔的孔密度為40％～60％。通過控制孔密度，能夠兼顧鋁合本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于復(fù)合基材選擇性成孔的方法，包括以下步驟:取復(fù)合基材置于電解液中，所述復(fù)合基材包括不銹鋼基材層和鋁合金基材層，以所述復(fù)合基材為陽極，進行電解以在所述復(fù)合基材的鋁合金基材層的表面形成孔；其中，所述電解使用的電解液包括水，酸，醇類和可在水中解離出氯離子的氯化物，所述酸提供的酸根能夠與所述鋁合金基材層在電解時產(chǎn)生的Al
3+
發(fā)生絡(luò)合；其中，所述酸和所述氯化物解離出的氯離子的摩爾比范圍為1:1～10:1，所述醇類的質(zhì)量濃度范圍為1％
?
10％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述酸選自磷酸、草酸、乳酸、酒石酸中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述酸的質(zhì)量濃度范圍為2％
?
8％。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述醇類選自丙二醇、乙二醇、丙三醇、二乙二醇中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氯化物為可溶性氯化鹽，所述氯化物選自NaCl、KCl、CuCl2、FeCl2中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的方法，其中，所述氯化物的質(zhì)量濃度范圍為0.5％～5％。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的方法，其中，所述電解的步驟中，施加的電流密度范圍為1A/dm2～5A/dm2。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的方法，其中，所述電...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱文成，林清，付曉青，
申請(專利權(quán))人：富聯(lián)裕展科技深圳有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：