[发明专利]一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺

说明书

本发明公开了一种不锈钢和铝合金的复合金属的化学前处理工艺，该化学前处理工艺处理的不锈钢和铝合金的复合金属，在两种金属的表面均形成孔径20‑300微米，孔深20‑200微米的微孔，在铝合金微孔表面再形成孔径50‑200纳米，孔深100‑200纳米的纳米孔。注塑过程中，熔融的塑胶进入微孔及纳米孔内，为金属塑胶复合体提供强有力的结合力和密合性。

技术领域：

本发明涉及一种不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合的化学前处理工艺。

背景技术：

不锈钢和铝合金的金属基复合金属既具备不锈钢高硬度、高强度、耐腐蚀、耐高温等优点，又具备铝合金密度小，易机械加工等优点，在消费电子、汽车、智能制造方面表现出越来越大的优势，例如不锈钢和铝合金的复合材料手机中框，既具备不锈钢中框的所有优点，又能降低机械加工强度，还能减轻中框重量，因此不锈钢和铝合金的复合金属越来越受手机厂商的青睐。

现有的不锈钢微孔工艺及铝合金微孔或纳米孔工艺在处理不锈钢和铝合金的复合金属时，会出现处理一种金属时，另一种金属迅速腐蚀，比如CN107354460A、CN112318814A专利中提到使用三氯化铁处理不锈钢表面形成微孔，但是该方法处理不锈钢和铝合金的复合金属时，铝合金会被三氯化铁迅速腐蚀，CN103895161A专利中用盐酸和三氯化铁电解不锈钢时，铝合金先被迅速腐蚀。而现有的铝塑结合技术中使用磷硫酸溶液电解铝合金使其表面形成纳米孔，但是该方法处理不锈钢和铝合金的复合金属时，不锈钢先被电解而迅速溶解。如何使不锈钢和铝合金的复合金属表面形成微孔/纳米孔，为不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合提供强有力的结合力及密合性成为一个新的技术课题。

发明内容：

本发明的目的旨在提供一种不锈钢和铝合金的复合金属的化学前处理工艺，在复合金属表面形成孔径50-300微米，孔深50-200 微米的微孔，在铝合金微孔表面再形成孔径50-200纳米，孔深100-200 纳米的纳米孔，为不锈钢和铝合金的复合金属与塑胶结合提供强有力的结合力及密合性。本工艺处理的不锈钢和铝合金的复合金属，尺寸不发生变化，在金属表面点蚀成孔，形成孔密度50-70％的多孔金属表面。

为达到上述目的，本发明包含一种不锈钢和铝合金的复合金属的化学前处理工艺，该工艺包含以下4个步骤：

S1在电解溶液A中电解不锈钢和铝合金的复合金属，不锈钢表面生成孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，铝合金不被腐蚀；

S2在电解溶液B中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金表面生成孔径50-300微米，孔深20-50微米的微孔，不锈钢不被腐蚀；

S3在处理液C中浸泡不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金表面的微孔孔深扩深至60-200微米，不锈钢不被腐蚀；；

S4在电解溶液D中电解不锈钢和铝合金的复合金属，铝合金微孔表面生成孔径50-200纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，且在纳米孔表面形成一层含氮的有机转化膜，不锈钢不被腐蚀。

经过以上4个步骤处理的不锈钢和铝合金的复合金属，不锈钢及铝合金表面均形成一层孔径50-300微米，孔深50-200微米的微孔，且铝合金微孔表面还有一层孔径50-200纳米，孔深100-200纳米的纳米孔，这样的多孔表面结构在注塑过程中，熔融的塑胶先进入微孔内，在强压下再进入纳米孔内，且与铝合金微孔表面的有机转化膜发生化学键合，形成强有力的结合力及密合性。

本发明的核心内容是四种溶液，包含3种电解溶液及1种处理液，电解溶液A由无机酸，有机酸，无机盐，有机高分子化合物组成，其中，电解溶液A总量100质量份，配合以5-20质量份的无机酸，5-10质量份的有机酸，5-10质量份的无机盐，1-5质量份的有机高分子化合物以及55-84质量份的纯水组成。