本发明涉及铝材表面处理技术领域，特别是一种铝合金表面镀钛处理方法。
背景技术：
由于铝合金重量轻、成本低、易于加工成型且容易着色染色，因而，得到了广泛的应用。但是，受金属铝本身的物理、化学性质的制约，其表面硬度较低，容易出现擦痕或划痕。虽然近些年来，市场上出现了一些仿钛铝合金型材，其表面呈现金黄色，且硬度较常规铝合金型材的表面硬度略高，但与不锈钢或钛金材料相比，其硬度和耐腐蚀性等仍然相差甚远。为此，市面上出现了一些镀钛材料，即在铝合金型材或其它材料表面镀上一层硬度高、耐腐蚀的钛膜。目前，镀钛的方法主要有真空镀钛膜和化学镀钛膜两类，真空镀钛膜要求温度较高，适合熔点较高的材料；化学镀钛膜是采用置换的方法，难以形成高品质的钛膜。
中国专利(专利申请号为98101101.2)公开的“铝型材镀钛金工艺”，是在常规镀钛工艺基础上增加预镀和电镀工艺步骤,预镀工艺是将活化后的镀件置于食盐和盐酸的水溶液中进行化学处理；电镀工艺的镀液成分包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、光亮剂。
另一中国专利(专利申请号为201310261910.0)公开的“一种金属表面电镀钛的方法”，其镀钛过程是以TiOxC y作为阳极，以待电镀的金属作为阴极，以熔盐作为电解质进行电镀的；该发明的方法可以在800℃熔点金属如碳钢、不锈钢以及泡沫铜泡沫镍等基体表面上镀钛来达到防腐的目的。
还有一中国专利(专利申请号为200810162719.X)公开的“二级镀钛”，该发明是先在基材上电镀镀上镁,然后用四氯化钛溶液进行清洗,通过镁将金属钛置换出来,镀在基材上。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在铝合金表面形成一层硬度高、耐腐蚀的钛膜的方法，且效率高、操作简单，并能提高铝合金制品的品质。
本发明所采取的技术方案是发明一种铝合金表面镀钛处理方法，其处理过程如下：
a、除油：将待处理铝合金材料置入碱性混合液中，在30-40℃下浸泡处理5-10min，捞出，再用清水清洗2-3次，得除油铝合金材料；
b、脱蜡：将除油铝合金材料置入酸性混合液中，在常温下浸泡处理5-10min，捞出，再用清水清洗2-3次，得脱蜡铝合金材料；
c、阳极氧化：将脱蜡铝合金材料作为阳极，置于盛有阳极氧化液的电解槽中，以纯钛板作为阴极，在直流电密度20-35A/d㎡、电压18-25v、温度14-18℃下氧化处理1-10min，捞出，再用沸水清洗2-3次，得氧化处理铝合金材料；
d、酸蚀：将氧化处理铝合金材料放入酸蚀液中，在35-50℃下浸泡处理5-10min，捞出，再经清水洗涤2-3次，得处理铝合金材料；
e、镀钛：将镀钛处理液抽入压力为5-10KPa的电镀槽中，再将处理铝合金材料作为阴极，以纯钛板作为阳极，在直流电密度10-18A/d㎡、电压10-20v、温度65-80℃下处理10-20min；再将电流密度增至50-60A/d㎡，在电压与温度不变条件下处理5-10min；捞出，再经清水洗涤2-3次，即得表面镀钛的铝合金材料。
所述碱性混合水溶液中，是包括以下含量的原料：
氢氧化钠45-60g/L 碳酸氢钠10-15g/L；
或是包括以下含量的原料：
氢氧化钾35-50g/L 硅酸钠4-10g/L
十二烷基酚乙烯醚10-15g/L 焦磷酸钠5-9g/L。
所述酸性混合水溶液中，是包括以下含量的原料：
硫酸20-30g/L 醋酸30-40g/L；
或是包括以下含量的原料：
盐酸30-40g/L 草酸20-28g/L
十四烷基酚乙烯醚10-15g/L。
上述盐酸为浓盐酸、草酸的浓度为50％。
所述阳极氧化液中，是包括以下含量的原料：
硫酸10-30ml/L 双氧水10-30ml/L
甲酸30-80g/L 余下为去离子水；
或是包括以下含量的原料：
硫酸15-20g/100g 碳酸二甲酯2.5-5.5g/100g
硼酸20-30g/100g 丙烯酸羟乙酯2-8g/100g
余下为去离子水。
上述硫酸的浓度为60％，硼酸为纯硼酸。
所述酸蚀水溶液中，是包括以下含量的原料：
盐酸20-30g/L 硫酸10-20g/L；
或是包括以下含量的原料：
硝酸40-50g/L 醋酸5-10g/L 草酸5-10g/L
十四烷基酚乙烯醚10-15g/L。
上述硝酸、醋酸、草酸均为纯硝酸、纯醋酸、纯草酸。
所述镀钛处理液是由下列重量份的原料制备而成：
氯化钾20-35 草酸钛钾10-20 碳酸二甲酯2.5-5.5
硫酸钛5-10 碳酸钾1-3 甲基丁炔醇3-7；
其制备方法是：将氯化钾溶于5倍重量的去离子水中，搅匀，再将其它原料加入，搅匀，待完全溶解后，即成镀钛处理液；
或是由下列重量份的原料制备而成：
其制备方法是：将氯化钾溶于5倍重量的去离子水中，搅匀，再将其它原料加入，搅匀，待完全溶解后，即成镀钛处理液。
本发明的铝合金表面镀钛处理方法，采用了除油、脱蜡、阳极氧化和酸蚀等多道前置工序，能够保证镀膜有足够的附着强度。同时，在镀钛处理液中，添加了草酸钛钾、硫酸钛两种含钛离子的原料，并采用纯钛作为阳极，既保证了电镀所需的钛离子要求，又保证了钛离子的浓度平衡需求。此外，还添加了其他金属离子如钾、镍、钕等，尤其是金属离子钕的添加，进一步保证了溶液中的阳离子浓度和处理液的活跃性，并通过电镀能形成含其他金属的钛膜，进一步增强钛膜的性能；添加的丁炔二醇、甲基丁炔醇等光亮剂与整平剂，使得电镀效果更好；添加的碳酸二甲酯、丙烯酸羟乙酯等溶剂，使得材料表面产生的其他杂质化合物能更好被溶解、分散，而不被沉淀，故不影响电镀的效果。
经过试验，采用本发明的铝合金表面镀钛处理方法，可在铝合金材料表面形成10-15微米厚的钛膜，其钛膜中除含钛外，还含有镍、钕等金属离子，钛含量比例为85-90％、镍含量比例为2-6％、钕含量比例为0.5-2％；其它测试指标如下：
①、附着力：经百格测试仪测试，达到ISO等级的1ASTM等级，即：4B；
②、耐磨性：经头施500g力于钛膜上来回擦试50次，钛膜无变色及脱落现象；
③、盐雾测试：用浓度5％的盐水喷雾196小时，钛膜无氧化、脱落、退色、锈迹、腐蚀等现象；
④、硬度：硬度(HB)达到560-620。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本发明的保护范围不应局限于此。
本实施例的铝合金表面镀钛处理方法，其处理过程如下：
㈠、各液配制：
⑴、碱性混合水溶液配制：
分别取氢氧化钾、硅酸钠、十二烷基酚乙烯醚和焦磷酸钠，按照氢氧化钾45g/L、硅酸钠7g/L、十二烷基酚乙烯醚12g/L、焦磷酸钠7g/L的浓度配比，与清水混合均匀，即成碱性混合水溶液。
⑵、酸性混合水溶液配制：
分别取盐酸、草酸、十四烷基酚乙烯醚，按照盐酸35g/L、草酸25g/L、十四烷基酚乙烯醚12g/L的浓度配比，与清水混合均匀，即成酸性混合水溶液。
⑶、阳极氧化液配制：
分别取硫酸、碳酸二甲酯、硼酸、丙烯酸羟乙酯和去离子水，按照硫酸18g/100g(即：每100g去离子水中溶入18g硫酸，下同)、碳酸二甲酯4g/100g、硼酸25g/100g、丙烯酸羟乙酯5g/100g的浓度配比，混合均匀，即成阳极氧化液。
⑷、酸蚀水溶液配制：
分别取硝酸、醋酸、草酸、十四烷基酚乙烯醚，按照硝酸45g/L、醋酸8g/L、草酸8g/L、十四烷基酚乙烯醚12g/L的浓度配比，与清水混合均匀，即成酸蚀水溶液。
⑸、镀钛处理液配制：
按重量份分别取氯化钾28份、草酸钛钾15份、碳酸二甲酯4份、硫酸钛8份、碳酸钾2份、甲基丁炔醇5份、硫酸镍2份、丁炔二醇4份、腺嘌呤缓蚀剂2份、氯化钕0.5份、丙烯酸羟乙酯5份，将氯化钾溶于5倍重量的去离子水中，搅匀，再将其它原料加入，搅匀，待完全溶解后，即成镀钛处理液。
㈡、处理过程：
a、除油：将待处理铝合金材料置入碱性混合液中，在35℃下浸泡处理8min，去除待处理铝合金材料表面的油污和油脂印痕，然后捞出，再用清水清洗2次，得除油铝合金材料；
b、脱蜡：将除油铝合金材料置入酸性混合液中，在常温下浸泡处理8min，去除除油铝合金材料表面的蜡质和蜡质印痕，然后捞出，再用清水清洗2次，得脱蜡铝合金材料；
c、阳极氧化：将脱蜡铝合金材料作为阳极，置于盛有阳极氧化液的电解槽中，以纯钛板作为阴极，在直流电密度28A/d㎡、电压22v、温度16℃下氧化处理6min，使材料表面原有的氧化膜进一步被溶解、脱落，同时疏松或除去材料表面残存的其他杂质或化合物；捞出，再用沸水清洗2-3次，得氧化处理铝合金材料；
d、酸蚀：将氧化处理铝合金材料放入酸蚀液中，在42℃下浸泡处理8min，进一步除去材料表面的因氧化处理所生成的杂质，保证材料后续处理的表面的光亮；捞出，再经清水洗涤2次，得处理铝合金材料；
e、镀钛：将镀钛处理液抽入压力为5-10KPa的电镀槽中，再将处理铝合金材料作为阴极，以纯钛板作为阳极，在直流电密度15A/d㎡、电压15v、温度70℃下处理15min；再将电流密度增至55A/d㎡，在电压与温度不变条件下处理8min；捞出，再经清水洗涤2次，即得表面镀钛的铝合金材料。
本发明的铝合金表面镀钛处理方法，既可用于处理铝合金型材，也可用于处理铝合金零部件，尤其适合处理铝合金外壳零部件和铝合金面板。