一种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液及预处理方法

摘要

本发明涉及一种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液及预处理方法，铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液，主要由以下重量份数的原料加水混合制成：六水合硫酸镍15～40，次亚磷酸钠5～15，柠檬酸钠80～120，氯化铵40～60。预处理方法为：铝或铝合金的工件先用碱液除油并水洗，接着脱氧化膜并水洗，然后采用铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液进行碱性活化处理，处理后水洗。本发明提供的这种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液，应用在铝及铝合金化学镀镍前的预处理上，可以在铝及铝合金表面形成具有镀层金属生长活性的微薄镍，对后续的化学镀镍有良好的效果，提高了镀层结合力和耐蚀性，预处理方法的工艺简化，减少污染，改善了生产环境。

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液与预处理方法。

背景技术

由于铝是一种活泼金属，铝及铝合金表面很容易与空气中的氧、水汽反应形成一层较薄的氧化膜，这层氧化膜可导致金属镀层与铝基体附着力不强，达不到工艺要求。所以，在镀前铝及铝合金必须进行消除氧化膜的活化处理来确保铝及铝合金镀覆处理时拥有良好的附着力。

迄今为止，研究开发和已经生产验证的工艺方法相对集中于采用浸锌——预镀层法。该方法有不少缺点：1、浸锌层对化学镀镍溶液有污染。2、在潮湿的腐蚀性环境中，锌相对于镍镀层构成了腐蚀电池的阳极，锌层将受到横向腐蚀，最终导致镍层剥落。3、两次浸锌之间还有一次硝酸退锌工序，污染环境。4、目前开发的商品浸锌合金液含有氰化物，操作危险性大，更不符合环保要求。鉴于此，本研究开发了一种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液与预处理方法，以解决上述技术中存在的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中浸锌活化处理液对化学镀镍溶液及生产环境有污染的缺陷，提供一种避免对化学镀镍溶液及生产环境产生污染的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液。

本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供了一种提高镀层结合力和耐蚀性、工艺简单、污染少的铝及铝合金化学镀镍的预处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液，主要由以下重量份数的原料加水混合制成：

六水合硫酸镍    15～40

次亚磷酸钠      5～15

柠檬酸钠        80～120

氯化铵          40～60。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中，优选后，主要由以下重量份数的原料加水混合制成：

六水合硫酸镍     25～30

次亚磷酸钠       7～12

柠檬酸钠         90～110

氯化铵           45～55。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中，制成的预处理活化液的pH值为8.5～9.5。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中，制成的预处理活化液的pH值优选为9～9.5。

一种铝及铝合金化学镀镍的预处理方法，包括以下步骤：铝或铝合金的工件先用碱液除油并水洗，接着脱氧化膜并水洗，然后采用权利要求1～4任一所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液进行碱性活化处理，处理后水洗。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理方法中，包括以下步骤：铝或铝合金的工件先用质量百分比浓度为10％～20％的NaOH溶液在50℃～70℃温度下除油后热水清洗，再用冷水冲洗，接着用50～60g/L的NaOH溶液在50℃～60℃温度下脱氧化膜，并用水冲洗，然后采用权利要求1～4任一所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液进行碱性活化处理并水洗。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理方法中，所述碱性活化处理的温度为25℃～50℃。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理方法中，所述碱性活化处理的温度优选为30℃～35℃。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理方法中，所述碱性活化处理的时间为2～8min。

在所述的铝及铝合金化学镀镍的预处理方法中，所述碱性活化处理的时间优选为4min。

实施本发明的一种铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液，具有以下有益效果：该预处理活化液不含有其他金属离子，预处理活化后的铝及铝合金件上不会带有其他金属离子，就不会对后续工序中的化学镀镍溶液污染，延长了化学镀镍溶液的使用寿命，且预处理活化液中没有剧毒品，不会对人身体造成危害，不会对生产环境造成污染。

实施本发明的一种铝及铝合金化学镀镍的预处理方法，具有以下有益效果：本发明的预处理方法可以在铝及铝合金表面形成具有镀层金属生长活性的微薄镍，对后续的化学镀镍有良好的效果，可提高镀层结合力和耐蚀性，同时又能够简化工艺。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作详细的说明：

实施例1，每升铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中含有六水合硫酸镍15g，次亚磷酸钠5g，柠檬酸钠80g，氯化铵40g，预处理活化液制备：是将上述原料加水配制而成。其pH值为8.5。

预处理：首先使用质量百分比为15％的NaOH溶液在60℃温度下对需要化学镀镍的铝件进行化学除油，然后用热水清洗，再用冷水冲洗直到不挂水珠，接着用55g/L的NaOH溶液在55℃温度下脱氧化膜，蒸馏水冲洗。之后将脱氧化膜后的铝件放入上述配比的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中进行碱性活化处理，碱性活化处理的温度为25℃，时间为2min。活化处理后用冷水冲洗。

化学镀镍处理：在温度85℃下对铝件进行化学镀镍处理，时间为120min。镀镍溶液的各成分及组成为：25g/L的六水合硫酸镍，27g/L的次亚磷酸钠，30g/L的三水合醋酸钠，18g/L的柠檬酸，其pH值为6。

实施例2，每升铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中含有六水合硫酸镍40g，次亚磷酸钠15g，柠檬酸钠120g，氯化铵60g，预处理活化液制备：是将上述原料加水配制而成。其pH值为9.5。

预处理：首先使用质量百分比为10％的NaOH溶液在50℃温度下对需要化学镀镍的铝合金工件进行化学除油，然后用热水清洗，再用冷水冲洗直到不挂水珠，接着用50g/L的NaOH溶液在50℃温度下脱氧化膜，蒸馏水冲洗。之后将脱氧化膜后的铝件放入上述配比的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中进行碱性活化处理，碱性活化处理的温度为50℃，时间为8min。活化处理后用冷水冲洗。

化学镀镍处理：在85℃温度下对铝件进行化学镀镍处理，时间为120min。镀镍溶液的各成分及组成为：25g/L的六水合硫酸镍，27g/L的次亚磷酸钠，30g/L的三水合醋酸钠，18g/L的柠檬酸，其pH值为6。

实施例3，每升铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中含有六水合硫酸镍20g，次亚磷酸钠7g，柠檬酸钠90g，氯化铵45g，预处理活化液制备：是将上述原料加水配制而成。其pH值为9。

预处理：首先使用质量百分比为20％的NaOH溶液在70℃温度下对需要化学镀镍的铝件进行化学除油，然后用热水清洗，再用冷水冲洗直到不挂水珠，接着用60g/L的NaOH溶液在60℃温度下脱氧化膜，蒸馏水冲洗。之后将脱氧化膜后的铝件放入上述配比的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中进行碱性活化处理，碱性活化处理的温度为30℃，时间为4min。活化处理后用冷水冲洗。

化学镀镍处理：在温度85℃下对铝件进行化学镀镍处理，时间为120min。镀镍溶液的各成分及组成为：25g/L的六水合硫酸镍，27g/L的次亚磷酸钠，30g/L的三水合醋酸钠，18g/L的柠檬酸，其pH值为6。

实施例4，每升铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中含有六水合硫酸镍30g，次亚磷酸钠12g，柠檬酸钠110g，氯化铵550g，预处理活化液制备：是将上述原料加水配制而成。其pH值为9。

预处理：首先使用质量百分比为15％的NaOH溶液在60℃温度下对需要化学镀镍的铝件进行化学除油，然后用热水清洗，再用冷水冲洗直到不挂水珠，接着用55g/L的NaOH溶液在55℃温度下脱氧化膜，蒸馏水冲洗。之后将脱氧化膜后的铝件放入上述配比的铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中进行碱性活化处理，碱性活化处理的温度为50℃，时间为6min。活化处理后用冷水冲洗。

化学镀镍处理：在温度85℃下对铝件进行化学镀镍处理，时间为120min。镀镍溶液的各成分及组成为：25g/L的六水合硫酸镍，27g/L的次亚磷酸钠，30g/L的三水合醋酸钠，18g/L的柠檬酸，其pH值为6。

实施例5，每升铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中含有六水合硫酸镍25g，次亚磷酸钠15g，柠檬酸钠120g，氯化铵50g，预处理活化液制备：是将上述原料加水配制而成。其pH值为9.5。

预处理：首先使用质量百分比为15％的NaOH溶液在60℃温度下对需要化学镀镍的铝件进行化学除油，然后用热水清洗，再用冷水冲洗直到不挂水珠，接着用55g/L的NaOH溶液在55℃温度下脱氧化膜，蒸馏水冲洗。之后将脱氧化膜后的铝件放入铝及铝合金化学镀镍的预处理活化液中进行碱性活化处理，碱性活化处理的温度为50℃，时间为4min。活化处理后用冷水冲洗。

化学镀镍处理：在温度85℃下对铝件进行化学镀镍处理，时间为120min。镀镍溶液的各成分及组成为：25g/L的六水合硫酸镍，27g/L的次亚磷酸钠，30g/L的三水合醋酸钠，18g/L的柠檬酸，其pH值为6。

对比例51，参照实施例5的方法进行化学镀镍处理。与实施例5所不同的是，碱性活化处理改为浸锌活化处理。

每升浸锌活化处理液中含有氢氧化钠120g，氧化锌20g，酒石酸钾钠50g，硝酸钠1g，六水合氯化铁2g。

浸锌活化处理温度为25℃，时间为35sec。

对比例52，参照实施例5的方法进行化学镀镍处理。与实施例5所不同的是，碱性活化处理改为二次浸锌活化处理。

每升二次浸锌活化处理液中含有氢氧化钠120g，氧化锌20g，酒石酸钾钠50g，硝酸钠1g，六水合氯化铁2g。

二次浸锌活化处理温度为25℃，时间：一次浸锌时间为35sec，二次浸锌时间为18sec。

预处理后化学镀镍检验：

1)缺陷检验：在自然光或光照度在300-600lx范围内的近似自然光下(例如40W的日光灯)，相距为750-800mm的距离下进行正常检验；

2)光亮度：采用肉眼对比法来检验；

3)附着力：将铝或铝合金件夹在台钳中，检测位置是铝或铝合金件的横断面处。锉刀与镀层表面大约成45°，由基体金属向镀层方向锉镀层的棱边，观察锉口附近的镀层是否揭起或脱落。

检验结果见下表1。

表1各实施例及对比例化学镀镍后的检验