在铝材表面进行电镀的操作方法 【技术领域】
本发明涉及一种在铝材表面进行电镀的有效的操作方法，就是在铝材的表面镀上一层磷酸盐，而这种方法事先需要把铝与氟化物或者其他合成成份进行合成。
背景技术
铝材(比如说汽车车体的金属薄板)在进行诸如电镀油漆之前，要对其进行准备性的处理来使其达到最佳的防腐蚀的效果。这种预先的镀防腐层的方法也包括在其表面镀上一层磷酸盐这种方式，使用这种方法之后在汽车车体的金属铝板地表面上就会有一个致密的磷酸盐层。如果要进行电镀的汽车车体的金属薄板只有一部分是铝板，那么要想达到所要求的防腐蚀能力的话，就要通过在铝材的表面镀上磷酸盐的方法，甚至在一般情况下可以对磷酸盐层进行部分的调整以使需要进行电镀的铝材的表面产生一个转化层。如果铝材的表面不是很清洁，而是其表面有一部分是没有进行过电镀的钢材或者是有一些金属电镀层的钢材存在的话，也就是说汽车车体的金属薄板是由几种不同的金属材料构成，或者说如果对同时包含铝与其他金属的汽车车体的金属薄板在同一个电解槽中进行电镀，那么转化层的构成就会存在着极大的问题的。在这种情况下，一般来说，在钢和锌的表面所形成的磷酸盐层会由于铝的存在而遭到破坏，或者在铝材的表面镀上磷酸盐的操作过程如果没有其他附加的措施是很难实现的。这种情况所造成的后果是腐蚀液将破坏磷酸盐层，最终将腐蚀铝板。
为了避免出现这种情况，我们可以使用这种方法，在镀磷酸盐之前或同时加入氟化硅酮、其它氟化物和/或将钠与铝进行合成。通过加入氟化硅酮、其它氟化物以及钠能使防腐层遭到破坏且被腐蚀液腐蚀的铝板能够被合成，特别是形成钠-铝-氟化物，直至那些无用的物质分离出来并且形成不溶于水的沉淀物为止。这种措施在德国第35 35 135 A1号专利公报中有详细的陈述。在这个过程中有一个前提条件，那就是在一般情况下在镀层的边缘渗滤电解槽液的速度要快。这样就产生出如下的情况，这种电解槽液的完全渗滤过程也将使电解槽发生变化，这样就限制了铝材的份额，并且也很难保证磷酸盐层的致密程度。在机械喷镀机的支持下伴随着高速渗滤电解槽液的喷镀法能使汽车车体的金属铝板尽可能多的镀上致密的磷酸盐层。对汽车车体的金属薄板进行阴极电镀油漆(KTL)之前所做的准备工作，我们应该尽可能的使用伴随有渗滤过程的方法。
【发明内容】
这项发明的主要任务就在于，在铝材的表面用文章开头所讲到的方法在电镀磷酸盐之前对铝制表面先镀层，以避免上文中所讲到的一些问题，最后的结果就是在铝材的表面镀上了一层致密的磷酸盐。
在权利要求1中提供了一些与这种操作方法相适应的解决办法。
由于直到今天，一般的渗滤电解槽液的过程都将使汽车车体的金属铝板铝的份额受到极大的限制，所以我们所说的这种技术将通过采取相应的措施使更多的金属铝板参与电镀磷酸盐的过程。这种技术要求建议在整个过程中至少有一步是对铝的表面进行进气喷射处理，在这一步之后还至少要有一步是对表面进行浸没式涂层处理。可以确切的说，对表面进行进气喷射处理和对表面进行浸没式涂层处理这两步的结合使用将使整个电镀达到一个令人极为满意的效果。用相同的电解槽液以及相同的步骤对表面进行进气喷射处理与对表面进行浸没涂层处理能够达到相同的效果。电镀磷酸盐的时间应该至少保证有10秒。最少的电镀时间，一般来说根据铝材的多少应为不少于15秒。对表面进行进气喷射处理这一过程，一般来说根据铝材的多少不应多于180秒，最好不超过120秒。但如果你要想达到非常好的效果并且还要考虑到经济的原因，那么对表面进行进气喷射处理这一过程的时间应该在20秒到40秒之间。
具有喷镀系统的生产过程会导致磷酸盐电解槽中的酸性物质挥发很大。因此会对铝的表面电镀层的机械性以及沉积物形态和经过过滤与水分开的沉积物产生正面的影响。
在以上本发明对铝材表面进行电镀的操作方法，用于汽车车体金属铝板的电镀特别有效，而这种方法包含极多复杂的操作步骤。在电镀磷酸盐之前都要有事先的清洁的步骤。每一个事先清洁的步骤都必须使用碱性的洗涤剂或水。
作为另一种选择，清洁步骤应该安排在电镀磷酸盐之前，而清洁步骤可以使用活性钛或碱性洗涤剂或水。
在进行完一个或多个上述的清洁步骤之后以及在电镀磷酸盐之前至少应该安排一个冲洗的操作步骤，这一步可以使用水，最好是饮用水外加活性钛和/或纯盐水来完成。
本发明中的这种操作方法的一个优选的变形就是在电镀磷酸盐的过程中使用磷酸盐溶液，这种溶液中含有氟化物。此外，这种磷酸盐溶液还可包含有以锌、镍和锰为根的物质中的一种或几种。
本发明中的这种操作方法的另一个优选的变形就是在电镀磷酸盐的过程之后再用水，最好是用饮用水对其进行冲洗以及用纯盐水对其进行最终的冲洗。
一般来说对汽车车体的金属铝板用浸没法上底漆，特别是用阴极浸没法上表漆。
根据本发明的操作方法，使不仅在电镀磷酸盐时要将喷射方法和浸没方法相结合，还可在可能出现的清洁步骤和/或冲洗步骤以有效的方式将喷射和浸没方法进行结合使用。
最好要在至少一步清洁过程和/或者电镀磷酸盐时至少部分地在较高的温度下进行。
根据本发明的操作方法的优选变化，本发明的其它优点在下文通过对一个实施例的详细的描述给出。
在下面所要讲的这个实施例中将详细的陈述如何使喷射过程与浸没过程相适应的操作过程，接下来还要讲这个操作过程中的几个操作步骤，这个操作方法就与对汽车车体金属铝板电镀所使用的方法是一样的。
这个过程的第一步便是对汽车车体金属板进行第一次清洗，这时要使用碱性清洗剂然后用饮用水在60摄氏度的温度下以1.5巴的冲压对其进行30秒的喷射。
之后进行第二次清洗，还是使用碱性清洗剂然后用饮用水在60摄氏度的温度下以1.5巴的冲压对其进行30秒的再次喷射。
在这两步事先进行的清洗步骤之后还要进行更进一步的清洗，而这个过程包含有几个分步骤，首先要用碱性清洗剂对其进行喷射清洗，随后要将汽车车体的金属铝板放入浸泡池中进行180秒的浸泡，浸泡池中有碱性清洗剂或是可以选择使用的活性钛。之后还要再次对其进行喷射清洗，这次所要求的环境是使用碱性清洗剂或饮用水在60摄氏度的温度下以1.5巴的进气压力对其进行40秒以上的喷射。
接下来就该进行冲洗过程，这个过程也可细分为许多步骤，首先要以1.5巴的冲压对其冲洗，接下来将其浸入浸泡池中30秒，之后再以1.5巴的冲压对其进行冲洗，第一步在浸泡之前的冲洗在入口区完成而第二步浸泡之后的冲洗在出口区完成。在整个冲洗过程中可以使用生活用水或纯盐水。
在前期清洁、清洗以及冲洗三步之后，便可以进行电镀磷酸盐的步骤了。这个电镀步骤要紧接着以上三步，首先采用喷镀的方式以1.5巴的冲压对其进行30秒的喷射。这个喷镀磷酸盐对于在铝面上进行镀层是非常必要的，这样能使铝整个表面大约40％能镀上磷酸盐。在喷镀之后要把铝板放入电解槽中进行进一步的电镀处理，时间大约180秒，在这个过程中汽车车体的金属铝板将全部被镀上磷酸盐。在离开电解槽之后，在出口处要再次以1.5巴的冲压对其进行喷镀。整个电镀磷酸盐的过程一般来说在50至55摄氏度之间将会停止，所以整个过程应该始终保持温度在50摄氏度以下。在电镀过程中可以使用有锌、镍、锰的磷酸盐溶液，如果必要的话还要使用催化剂、附加氟化物、沉积物检测剂以及饮用水或纯盐水。
利用氢氧化钠溶液或者相应的清洗剂在80摄氏度的温度下对铝板再做一次化学清洗，可以清除电镀后在铝板上留下的沉积物，在使用了这种方法之后，可使铝表面的清洁能保持更长的时间，甚至可以保持几个月。
在电镀磷酸盐完成之后，我们还要再进行一次冲洗，这一步也可以分成几步来完成。首先使用饮用水在浸泡池的入口处以1.5巴的冲压进行冲洗，紧接着将其浸入浸泡池中大约30秒。之后用水以1.5巴的冲压在浸泡池的出口处对其重新进行冲洗。在多阶段的冲洗过程中由于考虑到减少用水量，应该始终利用“阶形瀑布回流”的原理。
在上一段所讲到的冲洗步骤之后将进行化学反应冲洗过程，使铝板在一个浸泡池中再浸泡30秒。在这个池中将使用己锆氟酸与盐水以及饮用水的混合物。
在化学反应冲洗过程之后，将再次用纯盐水进行冲洗，这时最好先使用浸泡冲洗的方法，一般来说喷镀技术的完成之后的成品要用纯净的盐水再进行一次冲洗。在这次冲洗之后，将在相应的电镀池中进行阴极浸没法用无铅的KTL上底漆的程序，这个过程需要至少240秒的时间。上漆之后要在180摄氏度的温度条件下对电镀层进行烘干，时间为大约14分或更长。