[发明专利]一种金属表面微孔化处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料处理技术领域，特别涉及一种金属表面微孔化处理的方法。

背景技术

在手机通讯设备、电子电器设备、汽车机械等领域，经常需要对金属表面进行喷涂、粘结、注塑等，为了提高表面附着物的结合强度，通常需要对表面进行处理，如常见的磷化、钝化以及制造孔洞、倒扣等处理方法，简而言之，均是通过增加表面耐蚀性和粗糙度来提高金属和附着物结合强度的。传统的是采用磷化、钝化的方式是通过化学溶液浸泡处理的方法对金属表面进行腐蚀，达到既对金属表面进行保护又对表面进行粗糙化来提高金属和附着物结合强度的目的，这种方法得到粗糙面是不均匀无规律的，仅适合比较粗犷的简单防护，经过处理后的金属其表面附着物结合强度较低，常规的制造微孔使表面粗糙化的方法种类较多，例如专利CN102537066A、CN102145331A、CN1584119A、CN101578018A等提出的激光微加工法、组装涂层法、设计圆角倒扣嵌入式等方法，均从各个角度谈及了提高金属表面与附着物结合强度的方法，然而此类方法均不同程度的存在操作复杂、成本较高、适用面窄等各方面问题，使其应用受到了一定局限性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种金属表面微孔化处理的方法，本发明提出了采用电化学和化学方法相结合的方式使金属表面产生可控性微孔，在微观层次达到提高金属表面附着物结合强度的目的。具体而言，它是通过特殊形式的阳极氧化使金属形成具有一定规律的纳米三维套孔结构，再对形成的纳米微孔通过纳米氧化铝AAO膜的生长方式进行可控性扩孔，使金属表面达到具有大小可控的粗糙度，从而达到金属表面微孔化提高附着物结合强度的目的。

为了能够实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种金属表面微孔化处理的方法，包括如下步骤：1）阳极氧化：将经过前处理的金属基材通过阳极氧化得到表面含有阳极氧化膜层的金属基材，所述金属基材为铝合金基材或铝基材。

2）退阳极氧化膜：将步骤1）所得含有阳极氧化膜层的金属基材浸入刻蚀液中处理，得到除去阳极氧化膜层的金属基材，所述刻蚀液中H⁺/OH^-浓度为0.55~5.5mol/L，所述蚀刻液中含有氟离子和/或磷酸根离子, 且所述的蚀刻液还含有铝缓蚀剂。

退阳极氧化膜步骤其目的在于通过化学腐蚀氧化膜使金属表面形成“孔核”，为二次阳极微孔金属基体生长提供基点，因为一次阳极氧化产生的纳米金属基体微孔的孔洞有序度不高、孔径大小不一致，随着“孔核”的形成，使原来分布于表面的电场强度集中于孔底，导致孔底部阻挡层的溶解速率和氧化速率大大提高，最终溶解速率和生长速率达到一个动态平衡，纳米微孔金属基体得以稳定生长，后续处理工艺时附着物能够均匀进入微孔，来达到提高结合强度和保证各个部位结合强度一致的目的。

阳极氧化能产生微孔的基本流程是金属基体（如铝）在外加电压下失去电子变成Al³⁺，其向外迁移，O^2-和OH^-向内迁移，金属/氧化物界面不断形成新的势垒层，随着氧化铝厚度增加电压增加，电化学反应减缓，此时温度升高，电解液对氧化铝产生溶解腐蚀，由于腐蚀液的分散性，氧化铝较薄的部位向下凹，电阻降低，电压降低，氧化铝继续生成，随着反应的进行，凹处的氧化铝生成和溶解达到平衡，反应一直进行，铝合金厚度并未增加，而凹处逐渐下凹最终形成纳米孔。因为最先产生下凹的部位是氧化铝薄的部位，氧化铝薄的部位是因为铝基材表面微观薄厚不均，而铝基材表面微观薄厚以及大小本身是不均匀的，故产生的纳米微孔是不均匀的，通过退阳极氧化膜的粗抛性，使表面仅残留极微小的“孔核”，从而基本保证二次阳极产生的纳米孔具有较好的均匀性。

3）改性阳极氧化：将步骤2）所得金属基材放入含硫酸、氯化铵阳极氧化槽中进行改性处理，得到改性阳极氧化膜层的金属基材。

其中所述的改性阳极氧化是在常规的阳极氧化液中引入能够对铝合金表面产生点腐蚀的阴离子；所述的改性阳极氧化是在常规的阳极氧化液中引入对金属表面能够产生点腐蚀的阴离子，使阳极氧化过程中，一边产生小的阳极孔一边产生大的腐蚀孔，并且此时产生的微孔是在第一次阳极氧化残留的“孔核”上生长的，由此生长的纳米级微孔具有较好的有序性，并且因为点腐蚀的存在生成大的微孔，两者相互交织，最终形成大孔套小孔的三维拓扑结构。