本發(fā)明屬于金屬表面處理領(lǐng)域，尤其涉及鍍鎳銅包鋁材料，具體涉及一種銅包鋁復(fù)合材料表面處理工藝及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、銅包鋁(copper-cladaluminum,cca)是一種以鋁為芯材、外層包覆銅層的復(fù)合材料，兼具銅優(yōu)異的導(dǎo)電性能(導(dǎo)電率≥95％?iacs)與鋁輕量化優(yōu)勢(密度僅為銅的30％)，在高頻電纜、電子連接器、汽車線束等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。然而，由于銅鋁之間存在較大的電位差(δe>1.2v)，在潮濕或鹽霧等復(fù)雜環(huán)境中，銅包鋁極易發(fā)生原電池腐蝕，致使銅鋁界面氧化、鍍層剝落，嚴(yán)重縮短產(chǎn)品使用壽命，這一問題成為制約銅包鋁材料進(jìn)一步推廣應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。
2、目前，行業(yè)內(nèi)針對銅包鋁的表面處理技術(shù)主要包括電鍍鎳、純鎳電鍍及鋼鐵基體鍍化學(xué)鎳等。電鍍鎳工藝雖流程簡單，但存在結(jié)合力差、孔隙率高的問題，且鍍液中含有大量重金屬成分，不僅危害環(huán)境，還難以保證銅鋁界面的穩(wěn)固性；純鎳電鍍需多次鍍覆，存在鍍層厚度不均、成本高昂且耐腐蝕性欠佳的缺陷；鋼鐵基體鍍化學(xué)鎳工藝未充分考慮銅鋁材料特性，鍍液對銅離子極為敏感，容易造成污染，無法有效解決銅包鋁的腐蝕難題。
3、因此，開發(fā)高耐蝕性、高結(jié)合力的銅包鋁表面處理技術(shù)成為行業(yè)迫切需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種銅包鋁復(fù)合材料表面處理工藝及應(yīng)用，通過優(yōu)化基體預(yù)處理及后處理工藝，解決了銅鋁界面腐蝕、鍍層均勻性差等問題。
2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：
3、一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，包括以下步驟：
4、(1)將經(jīng)過除油預(yù)處理的銅包鋁工件進(jìn)行酸性活化，水洗后再進(jìn)行二次活化；
5、(2)將二次活化后的所述工件浸入在浸鋅溶液中，以在所述工件表面獲得鋅過渡層；
6、(3)將獲得鋅過渡層的工件水洗后浸泡于鍍液中，以在所述鋅層表面鍍一層中磷化學(xué)鎳，再將所述工件浸泡于鉻溶液中進(jìn)行鈍化，水洗烘干后獲得鍍鎳銅包鋁復(fù)合材料。
7、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述除油預(yù)處理為，將所述工件浸泡在除油劑中，進(jìn)行超聲處理，其中所述除油劑包括硅酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽中的至少一種，超聲功率為25-30khz，電流≥6a，ph＝9-12。
8、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述酸性活化為將所述工件浸泡在質(zhì)量濃度10-15％hcl溶液中，時(shí)間為45-60s。
9、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述二次活化為將所述工件浸泡在由質(zhì)量濃度5-10％hno3和0.5-1g/l硫脲組成的混合酸中，時(shí)間為30-60s。
10、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述浸鋅溶液包括zno?5-10g/l、naoh50-100g/l、酒石酸鉀鈉5-15g/l、三氯化鐵2-5g/l、硝酸鈉1-5g/l，溫度16-27℃，ph＝12-14，浸入時(shí)間為45-60s。
11、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，鍍液浸泡時(shí)間為60-120min，所述鍍液的組成包括含鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑，所述含鎳鹽為硫酸鎳或氯化鎳中的一種，鍍液ph＝4-5。
12、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述還原劑為次磷酸鈉，所述絡(luò)合劑為檸檬酸鈉和乙酸鈉的混合物，所述穩(wěn)定劑為硫脲衍生物。
13、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述鉻溶液為三價(jià)鉻溶液，三價(jià)鉻溶液包括硝酸鉻1-1.5g/l、草酸0.8-1.2g/l、硝酸鈉3-5g/l，浸泡時(shí)間60-120s，ph＝1.8-2.2。
14、作為上述發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述水洗為2-3道水洗。
15、一種鍍鎳銅包鋁復(fù)合材料，由上述表面處理工藝制備獲得。
16、本發(fā)明的有益效果在于：
17、在鍍層質(zhì)量方面，本發(fā)明的鍍鎳工藝憑借自催化反應(yīng)機(jī)制，完全突破了電流分布的限制，能夠在復(fù)雜結(jié)構(gòu)如盲孔、深槽、螺紋等表面形成厚度均一的鍍層，徹底解決了電鍍鎳因電力線分布不均導(dǎo)致的邊角過厚、內(nèi)腔漏鍍問題。同時(shí)，其鍍層厚度可通過精確控制反應(yīng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控(通常10-25μm/h)，無需額外機(jī)械加工，大幅提升了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品精度。
18、在結(jié)合力與機(jī)械性能上，本發(fā)明制備獲得的化學(xué)鍍鎳層與基體形成擴(kuò)散結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)400mpa以上，遠(yuǎn)高于電鍍鎳的200mpa，經(jīng)過浸鋅處理的鋁基體，結(jié)合力更是提升30％以上。此外，化學(xué)鍍鎳層硬度達(dá)400-600hv，耐磨性優(yōu)異，且非晶態(tài)ni-p合金結(jié)構(gòu)無晶界缺陷，在5％nacl溶液中鹽霧試驗(yàn)可達(dá)72小時(shí)，耐蝕性遠(yuǎn)超電鍍鎳的24小時(shí)，耐海水腐蝕能力與鈦合金相當(dāng)，致密無孔的鍍層可有效隔絕腐蝕介質(zhì)滲透。
19、在工藝適應(yīng)性與環(huán)保經(jīng)濟(jì)層面，本發(fā)明的鍍鎳工藝可在非導(dǎo)電及復(fù)雜金屬表面鍍覆，設(shè)備簡單無需電源與陽極，適合小批量多品種生產(chǎn)；鍍液不含氰化物或六價(jià)鉻，廢水處理成本低，且鋁合金化學(xué)鍍鎳一次性合格率達(dá)95％以上，綜合成本降低20％-30％，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升。
1.一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述除油預(yù)處理為，將所述工件浸泡在除油劑中，進(jìn)行超聲處理，其中所述除油劑包括硅酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽中的至少一種，超聲功率為25-30khz，電流≥6a，ph＝9-12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述酸性活化為將所述工件浸泡在質(zhì)量濃度10-15％hcl溶液中，時(shí)間為45-60s。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述二次活化為將所述工件浸泡在由質(zhì)量濃度5-10％hno3和0.5-1g/l硫脲組成的混合酸中，時(shí)間為30-60s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述浸鋅溶液包括zno?5-10g/l、naoh50-100g/l、酒石酸鉀鈉5-15g/l、三氯化鐵2-5g/l、硝酸鈉1-5g/l，溫度16-27℃，ph＝12-14，浸入時(shí)間為45-60s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，鍍液浸泡時(shí)間為60-120min，所述鍍液的組成包括含鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑，所述含鎳鹽為硫酸鎳或氯化鎳中的一種，鍍液ph＝4-5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述還原劑為次磷酸鈉，所述絡(luò)合劑為檸檬酸鈉和乙酸鈉的混合物，所述穩(wěn)定劑為硫脲衍生物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述鉻溶液為三價(jià)鉻溶液，三價(jià)鉻溶液包括硝酸鉻1-1.5g/l、草酸0.8-1.2g/l、硝酸鈉3-5g/l，浸泡時(shí)間60-120s，ph＝3.7-4.8。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅包鋁復(fù)合材料的表面處理工藝，其特征在于，所述水洗為2-3道水洗。
10.一種鍍鎳銅包鋁復(fù)合材料，其特征在于，由權(quán)利要求1-9任一所述的表面處理工藝制備獲得。