一种铝合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的制备方法与流程

本发明涉及一种微弧氧化-化学镀复合涂层的制备方法，尤其是一种铝合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的制备方法。

背景技术：

铝合金是目前较轻的金属结构材料，具有许多优异的性能，在汽车、电子、航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而，由于铝的化学性质活泼，抗腐蚀性能差，同时其自身还存在硬度低和耐磨性差等缺点，因此需开发提高硬度和耐磨性的表面处理技术。随着现代科学技术和工业的发展，陶瓷材料以其特有的耐蚀性能和丰富的资源优势成为继金属材料、高分子材料之后又一重要的工程材料。同时，又由于陶瓷材料本身所固有的特性，即脆性大，可加工性差，一直束缚其广泛的应用。因此，现代技术对铝合金表面性能的改变极为关注。

微弧氧化是一种能在铝及其合金表面沉积一层厚而致密的超硬陶瓷膜的技术，能极大地改善铝合金的耐磨损、耐腐蚀性能等，因而在航空、航天、机械、电子、纺织、装饰等领域有广阔的应用前景。但是微弧氧化工艺制备的陶瓷膜层，表面残留了大量的放电微小气孔，会对其耐蚀性能造成不利影响，同时，由于该膜层是陶瓷层，不导电，从而限制了微弧氧化陶瓷膜层在既需要良好耐蚀性又需要其具有一定导电性领域的进一步推广应用。

技术实现要素：

为解决铝合金材料微弧氧化技术中存在的上述不足，本发明提供了一种铝合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的制备方法。

为达到发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种铝合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下过程：

（1）对铝合金基体进行表面微弧氧化，形成微弧氧化陶瓷膜层；

（2）室温下将微弧氧化之后的铝合金基体放入由10-20g/l氯化亚锡和30-50ml/l盐酸组成的敏化液中敏化处理200-400s；

（3）室温下将敏化处理之后的铝合金基体放入用氨水调至透明状态的2-8g/l硝酸银活化液中活化处理100-200s；

（4）将经过敏化和活化处理后的铝合金基体放入由10-25g/l硫酸镍、10-20g/l氢氧化钠、5-15g/l次磷酸钠、15-35g/ledta和10-30g/l乙酰胺组成的化学镀液中，调整其ph至12-13，化学镀温度为30-50℃，时间为40-80min；

（5）将制备好的铝合金微弧氧化-化学镀镍复合涂层用去离子水漂洗，自然干燥。

所述步骤（2）中优选的敏化液组成为：氯化亚锡15g/l，盐酸40ml/l。

所述步骤（3）中优选的活化液组成为：硝酸银4g/l。

所述步骤（4）中优选的化学镀液组成为：硫酸镍20g/l，氢氧化钠15g/l，次磷酸钠10g/l，edta20g/l，乙酰胺20g/l。

铝合金表面微弧氧化过程为：

（1）对铝合金基体进行预处理，基本步骤包括：砂纸打磨，除油，氢氧化钠与硝酸漂洗液（3:1）漂洗，超声波去离子水清洗40min，真空环境中干燥；

（2）将试样安装在微弧氧化设备上，试样作为阳极浸在处理液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，电解液为15g/l硅酸钠，4g/l氢氧化钾，2g/l氟化钠，模式为恒流模式，电流为2a，制备时间为15min，温度控制在25℃左右；

（3）将制备好的铝合金微弧氧化试样用去离子水漂洗，自然干燥。

本发明的有益效果为：（1）所述微弧氧化-化学镀镍复合涂层的结构比传统微弧氧化膜层的更加致密，提高了耐磨性能；（2）所制备涂层形成了导电能力，可以扩大铝合金在拥有导电要求的领域的应用；（3）原料廉价、普通，工艺简单、成本低，反应过程容易控制，利于工业化生产。

附图说明

图1为铝合金表面形貌：(a)微弧氧化膜层；(b)微弧氧化-化学镀镍复合涂层。

图2为摩擦磨损试验后试样的失重：（a）6063铝合金；（b）微弧氧化膜层；（c）微弧氧化-化学镀镍复合涂层。

具体实施方式

下面结合具体方式对本发明进行进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

实施例1：

材料准备：敏化液：氯化亚锡15g/l，盐酸40ml/l；活化液：硝酸银4g/l；化学镀液：硫酸镍20g/l，氢氧化钠15g/l，次磷酸钠10g/l，edta20g/l，乙酰胺20g/l；经过微弧氧化表面处理的6063铝合金。

将微弧氧化之后的铝合金基体室温下放入敏化液中处理360s，然后室温下放入活化液中处理180s，再将经过敏化和活化处理的铝合金基体放入化学镀液中，调整其ph至12，温度控制在45℃左右，时间为60min。

实施例2：

材料准备：敏化液：氯化亚锡15g/l，盐酸40ml/l；活化液：硝酸银4g/l；化学镀液：硫酸镍25g/l，氢氧化钠20g/l，次磷酸钠12g/l，edta20g/l，乙酰胺25g/l；经过微弧氧化表面处理的6063铝合金。

将微弧氧化之后的铝合金基体室温下放入敏化液中处理400s，然后室温下放入活化液中处理200s，再将经过敏化和活化处理的铝合金基体放入化学镀液中，调整其ph至12，温度控制在40℃左右，时间为50min。

实施例3：

材料准备：敏化液：氯化亚锡10g/l，盐酸30ml/l；活化液：硝酸银8g/l；化学镀液：硫酸镍20g/l，氢氧化钠15g/l，次磷酸钠5g/l，edta35g/l，乙酰胺10g/l；经过微弧氧化表面处理的6063铝合金。

将微弧氧化之后的铝合金基体室温下放入敏化液中处理300s，然后室温下放入活化液中处理150s，再将经过敏化和活化处理的铝合金基体放入化学镀液中，调整其ph至12，温度控制在50℃左右，时间为55min。

实施例4：

材料准备：敏化液：氯化亚锡15g/l，盐酸50ml/l；活化液：硝酸银2g/l；化学镀液：硫酸镍15g/l，氢氧化钠10g/l，次磷酸钠15g/l，edta15g/l，乙酰胺30g/l；经过微弧氧化表面处理的6063铝合金。

将微弧氧化之后的铝合金基体室温下放入敏化液中处理250s，然后室温下放入活化液中处理150s，再将经过敏化和活化处理的铝合金基体放入化学镀液中，调整其ph至12，温度控制在30℃左右，时间为80min。

采用ism-6510型扫描电镜（sem）测定试样的表面微观形貌；以si3n4陶瓷球为对磨材料，对试样进行30min的摩擦磨损试验。

（1）sem分析：从图1的sem图片中可以看出，微弧氧化后的铝合金表面有很多的微孔，该微弧氧化涂层经过化学镀镍之后，表面微孔大大减少，说明化学镀对于微弧氧化膜层的缺陷减少起到了很大的作用，进而可以提高其耐蚀性。

（2）摩擦磨损试验分析：从图2中可以看出，6063铝合金、微弧氧化膜层和微弧氧化-化学镀镍复合涂层试样的失重分别为1.58mg、0.42mg和0.05mg，可见对微弧氧化处理过的铝合金基体进行化学镀镍，能够进一步提高试样的耐磨性。