專利名稱：鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金表面的化學(xué)鍍層工藝及其裝置，尤其是指一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝及其裝置。
背景技術(shù)：
化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣，自從Brenner和Riddel于1946年在鎳鹽和次亞磷酸鹽等組成的溶液中首次獲得化學(xué)鍍Ni-P非晶態(tài)鍍層以來，化學(xué)鍍鎳技術(shù)得到了迅速發(fā)展。近幾十年來，化學(xué)鍍Ni-P合金隨著應(yīng)用范圍的擴大以及應(yīng)用技術(shù)的不斷提高，其工藝流程主要為以下幾種。
1、直接法化學(xué)鍍Ni-P合金工藝流程除油→堿蝕→出光→堿性化學(xué)鍍Ni-P合金→后處理；2、條件化處理化學(xué)鍍Ni-P后電鍍光亮錫工藝流程除油→堿蝕→出光→條件化處理→預(yù)浸鋅→化學(xué)鍍Ni-P合金→電鍍光亮鋅；3、條件化處理化學(xué)鍍Ni-P耐蝕層工藝流程除油→堿蝕→出光→條件化處理→化學(xué)鍍Ni-P合金→后處理；4、兩次浸鋅后化學(xué)鍍Ni-P合金工藝流程除油→堿蝕→出光→兩次浸鋅→化學(xué)鍍Ni-P合金→后處理；5、兩次浸鋅、兩次化學(xué)鍍Ni-P合金工藝流程除油→堿蝕→出光→兩次浸鋅→堿性化學(xué)鍍Ni-P合金→酸性化學(xué)鍍Ni-P合金→后處理；6、兩次浸鋅再活化后鍍Ni-P合金工藝流程除油→堿蝕→出光→兩次浸鋅→條件化活化→后處理；以上的工藝過程是根據(jù)化學(xué)工作液體的逐漸穩(wěn)定和成熟，是在進行體系分離之后慢慢的形成和發(fā)展起來的。其各種工藝的原理基本相似，在施鍍工藝上的差異和改變是因工件的原材料特點和對被施鍍工件的鍍層性能要求而決定。根據(jù)被施鍍工件中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題和產(chǎn)品性能的高度要求，對化學(xué)鍍鎳的工藝要求逐漸提高，主要體現(xiàn)在鍍層的結(jié)合力，鍍層的空隙率，鍍層的耐磨性能，鍍層厚度的均勻性等方面。由于鋁合金材料不能直接進行化學(xué)鍍鎳，所以采用了表面鋅層處理方式，這樣在化學(xué)鎳施鍍過程中使得鍍層與基體有很好的結(jié)合，以達到鍍層要求。為尋求對鋁合金散熱器內(nèi)腔表面實施化學(xué)鍍鎳的技術(shù)方案，在借鑒現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上并參照了以下的文獻；1、李寧《化學(xué)鍍實用技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社，2004年；2、朱祖芳《鋁合金陽極氧化與表面處理技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社，2004年；3、江曉霞，沈偉《化學(xué)鍍理論及實踐》國防工業(yè)出版社，2000年；4、李寧，袁國偉《化學(xué)鍍鎳基合金理論與技術(shù)》哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000年；在具體工藝的設(shè)計上，為避免因使用單一性質(zhì)的化學(xué)液體而造成單一化性能腐蝕的缺陷，采用酸性與堿性處理液體相結(jié)合的鍍前預(yù)處理工藝，是有別于常規(guī)工藝中使用的金屬噴砂或金屬清洗劑的做法，因為對腔內(nèi)無法實施噴砂工藝；而今使用單一的金屬清洗劑則會對鋁合金造成極大的腐蝕。其次，在工藝中增設(shè)了去離子水清洗工序，以保證工件的徹底清洗。至于施鍍裝置，參照已有的掛鍍、滾鍍和噴鍍等施鍍工藝裝置的結(jié)構(gòu)，結(jié)合散熱器的結(jié)構(gòu)特點，選用掛架式的結(jié)構(gòu)方案較宜。
發(fā)明專利內(nèi)容本發(fā)明的目的，是提出一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面化學(xué)鍍鎳的工藝及其裝置的技術(shù)方案，該方案是這樣實現(xiàn)的一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于由預(yù)處理工序和鍍鎳工序組成；鍍鎳工序包括堿性鍍酸性鍍，堿性鍍液的組成為——硫酸鎳18～25克/L、次亞磷酸納18～25克/L、絡(luò)合劑60～85克/L、穩(wěn)定劑20～50克/L、氨水20～35克/L，酸性鍍液的組成為——硫酸鎳23～35克/L、次亞磷酸鈉23～35克/L、絡(luò)合劑40～80克/L、穩(wěn)定劑25～50克/L、氨水適量；預(yù)處理工序包括除油→水清洗2次→堿蝕→水清洗2次→消光→水清洗2次→鋅置換→水清洗2次→去離子水保護；鍍鎳工序包括堿性鍍→加熱的去離子水清洗→酸性鍍→加熱的去離子水清洗；預(yù)處理中的除油工序使用酸性鋁脫脂劑在常溫下清洗3～4分鐘，預(yù)處理工序中的去離子水保護是在常溫下的清洗時間不得超過1小時，去離子水的電導(dǎo)率≤5μ；堿性鍍液的PH值為7.2～7.54、溫度76～80℃、施鍍時間18～25分鐘，酸性鍍液的PH值為3～4.5、溫度76～80℃、施鍍時間18～25分鐘；鍍鎳工序后使用加熱去離子水清洗的溫度為80～85℃。
一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于包括主裝架、裝夾機構(gòu)和搖曳機構(gòu)，裝夾機構(gòu)置于主裝架內(nèi)，搖曳機構(gòu)置于主裝架之外并聯(lián)接主裝架，主裝架是一個僅由六面體形的棱邊構(gòu)成的框架；裝夾機構(gòu)包括輸液管、回液管、接頭、上、下夾具，輸液管固置于主裝架縱向兩端下棱邊的中部，輸液管兩側(cè)各設(shè)有數(shù)個與該管溝通的接頭；回液管固置于主裝架縱向兩端上棱邊的中部，回液管兩側(cè)各設(shè)有數(shù)個與該管溝通的接頭；上夾具置于主裝架縱向兩側(cè)上棱邊，上夾具的個數(shù)與回液管所置的接頭個數(shù)相對應(yīng)；下夾具置于主裝架縱向兩側(cè)下棱邊，下夾具的個數(shù)與輸液管所置的接頭個數(shù)相對應(yīng)；上下夾具包括手柄、連桿、軸、堵塞及密封圈，手柄的底端鉸接于置于主裝架兩側(cè)上下棱邊的鉸座，手柄接進底端的適宜部位鉸接一連桿，連桿另一端鉸接于軸的一端，軸穿置于裝設(shè)在主裝架兩側(cè)上下棱邊的軸套座中，軸的前端有螺紋旋接堵塞；輸液管和回液管各有一端管口是封閉的；搖曳機構(gòu)包括連桿和活塞組成的氣缸、鉸軸及鉸座、底座，主裝架縱向兩端底棱邊的中部各制有孔且各與一鉸座以軸銷接，鉸座固置在底座上；主裝架縱向一端上棱邊的中部固置設(shè)有孔的鉸座，連接活塞的連桿另一端有孔與鉸座的孔由鉸軸銷配。
按上述方案應(yīng)用該工藝和裝置實施對鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳，由于本發(fā)明提供的裝置使各種工作液只在散熱器腔內(nèi)依序循環(huán)運行，不僅一次裝夾就完成和實現(xiàn)了對散熱器內(nèi)腔表面的鍍鎳任務(wù)，而且，設(shè)計合理的施鍍工藝及工作液的配制使用，致使散熱器腔內(nèi)表面獲得了均勻而堅實的鎳鍍層。本發(fā)明的工藝和裝置簡捷合理、實用而有效。


圖1為本發(fā)明鍍鎳裝置的外觀示意圖；圖2為本發(fā)明鍍鎳裝置的主視示意圖；圖3為本發(fā)明鍍鎳裝置的左視示意圖；圖4為裝置中的夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為裝夾機構(gòu)與散熱器的局部結(jié)構(gòu)分解示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合一種較適宜的工藝流程及裝置作具體說明。該工藝流程包括鍍前預(yù)處理及鍍鎳工序兩部分。其中，鍍前預(yù)處理為除油(采用酸性鋁脫脂清洗3～4分鐘)→水清洗2次→堿蝕(用40％～50％濃度的氫氧化鈉處理2～3分鐘)→水清洗2次→消光(用硝酸溶液作消光中和處理1～2.5分鐘)→水清洗2次→鋅置換(用硫酸鋅、硝酸鋅、氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鋅溶液處理0.5～1分鐘)→水清洗2次→去離子水保護(即用電導(dǎo)率小于5μ的純凈水進行50分鐘的清洗)；鍍鎳工序為堿性鍍——用PH值為7.2(或7.54)由硫酸鎳NiSO4·6H2O～18(或25)克/L、次亞磷酸納NAH2PO2·H2O～18(或25)克/L、由醋酸鈉、檸檬酸、蘋果酸等組成的絡(luò)合劑～60(或85)克/L、穩(wěn)定劑～20(或50)克/L、氨水～20(或35)克/L組成溫度為76(或80)℃的鍍液進行18(或25)分鐘的施鍍→用溫度80℃的去離子水進行清洗→用PH值為3(或4.5)由硫酸鎳NiSO4·6H2O～23(或35)克/L、次亞磷酸納NAH2PO2·H2O～23(或35)克/L、由醋酸鈉、檸檬酸、蘋果酸等組成的絡(luò)合劑～40(或80)克/L、穩(wěn)定劑～25(或50)克/L、適量氨水組成溫度為76(或80)℃的鍍液進行18(或25)分鐘的施鍍→用溫度85℃的去離子水進行清洗。除上述堿、酸性鍍液的組成外，還可以推薦一組較佳的鍍液配制，其中，堿性鍍液——由22克/L的硫酸鎳NiSO4·6H2O、22克/L的次亞磷酸納NAH2PO2·H2O、由72克/L的醋酸鈉、檸檬酸、蘋果酸等組成的絡(luò)合劑、33克/L的穩(wěn)定劑、32克/L的氨水配制而成；酸性鍍液由硫酸鎳29克/L的NiSO4·6H2O、29克/L的次亞磷酸納NAH2PO2·H2O、由60克/L的醋酸鈉、檸檬酸、蘋果酸等組成的絡(luò)合劑、38克/L的穩(wěn)定劑、適量氨水配制而成。所選用的PH值在施鍍過程中調(diào)整到上述相應(yīng)的范圍內(nèi)即可。
為了完成上述的工藝流程，設(shè)計了圖1～圖6為實施本化學(xué)鍍鎳的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)結(jié)合附圖就一種一次裝夾50片散熱器的鍍鎳裝置為實施例作具體說明。主裝架1是由角鋼焊接成一個僅有六面體棱邊的框架，主裝架內(nèi)設(shè)置一次可裝夾50片散熱器的裝夾機構(gòu)——包括輸液管22及置于管兩側(cè)的各25個接頭220、回液管21及置于管兩側(cè)的各25個接頭210、上、下夾具20，其中，輸液管22置于主裝架1縱向兩端的下棱邊100，回液管21置于主裝架1縱向兩端的上棱邊101，上夾具20置于主裝架1縱向兩側(cè)的上棱邊111，其個數(shù)為25個且與回液管21兩側(cè)所置的25個接頭210相對應(yīng)，同例，下夾具20置于主裝架1縱向兩側(cè)的下棱邊110，同樣置有25個且與輸液管22兩側(cè)所置的25個接頭220相對應(yīng)。所說的夾具20由手柄201、連桿202、軸203、軸套204堵塞205、螺旋206及密封圈207組成，手柄201的底端鉸置于固定在主裝架的鉸座208，連桿202的兩端各銷接于手柄201的適宜部位以及軸203的一端，軸203穿置于軸套204可滑動，軸203的另一端制有螺紋(或螺桿)206可與堵塞205旋接(用于微調(diào))，堵塞205內(nèi)側(cè)面還置有密封圈207(用于裝夾時的密封)。搖曳機構(gòu)包括連桿302和活塞301組成的氣缸30、鉸軸32、34及鉸座31、33、底座4，主裝架1縱向前后兩端下棱邊100的中部各制有孔且各與一鉸座33以軸34銷接，鉸座33固置于底座4上；主裝架縱向后端上棱邊101的中部固置設(shè)有孔的鉸座31，連接活塞的連桿302的另一端制有孔與鉸座31的孔由鉸軸32銷配，氣缸30固定在主裝架之外的部件上。當(dāng)實施鍍鎳的工藝過程時，將散熱器5上下的接口50穿入輸液管22及回液管21的接頭220(210)，同時向散熱器方向推動手柄201——帶動與其鉸接的連桿202同時向散熱器方向推動——并由連桿202推動軸203在軸套204內(nèi)滑動——致使旋接于該軸螺紋段206的堵塞205穿入接口50的同時夾緊并密封了散熱器5。按此步驟，依次完成在輸(回)液管兩側(cè)各25片散熱器的裝夾，其后即可為散熱器腔內(nèi)按既定的工序注入各種工作液。工作液由下行的輸液管22經(jīng)接頭220注入兩側(cè)的各片散熱器5后逆流由上行的回液管21流出進行循環(huán)。為保證鍍液在腔內(nèi)的均勻和致密性，前述的搖曳機構(gòu)在施鍍流程中始終處于工作狀態(tài)，即氣缸30兩端斷續(xù)通入高壓空氣使活塞301往復(fù)運動，致使連桿302拉動鉸軸32并帶動主裝架1沿以前后兩端的鉸軸34為軸作弧線搖擺，主裝架1的擺動帶動裝夾于其內(nèi)的各片散熱器左右擺動，致使腔內(nèi)的鍍液搖動而保證了鍍層的勻致性。圖示的2101為接頭中的密封圈。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于由預(yù)處理工序和鍍鎳工序組成。
2.按權(quán)利要求1所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于鍍鎳工序包括堿性鍍和酸性鍍，堿性鍍液的組成為；硫酸鎳18～25克/L次亞磷酸鈉18～25克/L絡(luò)合劑60～85克/L穩(wěn)定劑20～50克/L氨水 20～35克/L酸性鍍液的組成為；硫酸鎳23～35克/L次亞磷酸鈉23～35克/L絡(luò)合劑40～80克/L穩(wěn)定劑25～50克/L氨水 適量。
3.按權(quán)利要求1所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于預(yù)處理工序包括除油→水清洗2次→堿蝕→水清洗2次→消光→水清洗2次→鋅置換→水清洗2次→去離子水保護。
4.按權(quán)利要求1所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于鍍鎳工序包括堿性鍍→加熱的去離子水清洗→酸性鍍→加熱的去離子水清洗。
5.按權(quán)利要求1或3所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于預(yù)處理中的除油工序使用酸性鋁脫脂劑在常溫下清洗3～4分鐘。
6.按權(quán)利要求1或3所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于預(yù)處理工序中的去離子水保護是在常溫下的清洗時間不得超過1小時，去離子水的電導(dǎo)率≤5μ。
7.按權(quán)利要求1或4所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于堿性鍍液的PH值為7.2～7.54、溫度76～80℃、施鍍時間18～25分鐘。
8.按權(quán)利要求1或4所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于酸性鍍液的PH值為3～4.5、溫度76～80℃、施鍍時間18～25分鐘。
9.按權(quán)利要求1或4所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝，其特征在于鍍鎳工序使用加熱去離子水清洗的溫度為80～85℃，其去離子水的電導(dǎo)率≤5μ。
10. 一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于包括主裝架、裝夾機構(gòu)和搖曳機構(gòu)，裝夾機構(gòu)置于主裝架內(nèi)，搖曳機構(gòu)置于主裝架之外并聯(lián)接主裝架。
11.按權(quán)利要求10所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于主裝架是一個僅由六面體形的棱邊構(gòu)成的框架。
12.按權(quán)利要求10或11所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于裝夾機構(gòu)包括輸液管、回液管、接頭、上、下夾具，輸液管固置于主裝架縱向兩端下棱邊的中部，輸液管兩側(cè)各設(shè)有數(shù)個與該管溝通的接頭；回液管固置于主裝架縱向兩端上棱邊的中部，回液管兩側(cè)各設(shè)有數(shù)個與該管溝通的接頭；上夾具置于主裝架縱向兩側(cè)上棱邊，上夾具的個數(shù)與回液管所置的接頭個數(shù)相對應(yīng)；下夾具置于主裝架縱向兩側(cè)下棱邊，下夾具的個數(shù)與輸液管所置的接頭個數(shù)相對應(yīng)。
13.按權(quán)利要求12所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于上、下夾具包括手柄、連桿、軸、堵塞及密封圈，手柄的底端鉸接于置于主裝架兩側(cè)上下棱邊的鉸座，手柄接進底端的適宜部位鉸接一連桿，連桿另一端鉸接于軸的一端，軸穿置于裝設(shè)在主裝架兩側(cè)上、下棱邊的軸套座中，軸的前端有螺紋旋接堵塞。
14.按權(quán)利要求12所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于輸液管和回液管各有一端管口是封閉的。
15.按權(quán)利要求10所述鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳裝置，其特征在于搖曳機構(gòu)包括連桿和活塞組成的氣缸、鉸軸及鉸座、底座，主裝架縱向兩端底棱邊的中部各制有孔且各與一鉸座以軸銷接，鉸座固置在底座上；主裝架縱向一端上棱邊的中部固置設(shè)有孔的鉸座，連接活塞的連桿另一端有孔與鉸座的孔由鉸軸銷配。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋁合金表面的化學(xué)鍍層工藝及其裝置，尤其是指一種鋁合金散熱器內(nèi)腔表面的化學(xué)鍍鎳工藝及其裝置，其工藝主要包括鍍前預(yù)處理以及由硫酸鎳等溶液組成的堿性鍍和酸性鍍及用加熱的去離子水清洗完成的鍍鎳工序。為完成本發(fā)明工藝流程的實施，設(shè)計了包括主裝架、裝夾機構(gòu)和搖曳機構(gòu)，裝夾機構(gòu)置于主裝架內(nèi)，搖曳機構(gòu)置于主裝架之外并聯(lián)接主裝架的鍍鎳裝置。本發(fā)明提供的裝置使各種工作液只在散熱器腔內(nèi)依序循環(huán)運行，不僅一次裝夾就完成和實現(xiàn)了對散熱器內(nèi)腔表面的鍍鎳任務(wù)，而且，設(shè)計合理的施鍍工藝及工作液的配置使用，致使散熱器腔內(nèi)表面獲得了均勻而堅實的鎳鍍層。本發(fā)明的工藝和裝置簡捷合理、實用而有效。
文檔編號C23C22/78GK1831194SQ20051005138
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者孫慶宏, 聶中山, 鄧軍 申請人:恒暖科技(洛陽)有限公司