本發(fā)明屬于金屬的腐蝕領(lǐng)域，涉及一種在不銹鋼表面形成微納米孔的方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車行業(yè)、數(shù)碼相機、個人計算機以及通訊等行業(yè)的迅速發(fā)展，在很多產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要采用一種簡單的、低成本的以及可靠的工藝將金屬和高分子材料結(jié)合在一起。傳統(tǒng)的工藝多采用高分子膠黏劑或卡槽式結(jié)構(gòu)將兩者粘接，其中涂膠工藝存在以下缺點：(1)、涂膠的均勻性控制比較困難；(2)、面積較小的部分施膠比較困難；(3)、后端的加工程序容易影響膠黏劑的膠接強度；(4)、在使用過程中，產(chǎn)品震動或者釋放的熱量、能量容易導(dǎo)致膠層架構(gòu)的破壞；(5)、在高低溫下交替使用很難達到密封性能好的要求。采用卡槽式工藝容易導(dǎo)致整體的結(jié)構(gòu)比較笨重。
從上世紀(jì)末開始，日本大成公司開始研發(fā)納米注塑技術(shù)，并于2004年實現(xiàn)了這種金屬和高分子材料之間連接工藝的批量化，即nmt技術(shù)(nanomoldingtechnology)。最初的原理如下，金屬材料經(jīng)清洗和干燥后，用酸液腐蝕，并經(jīng)過t處理液浸泡，在金屬表面錨固上有機的活性點，將高分子材料注入與活性點發(fā)生反應(yīng)，使高分子材料和金屬基材通過中間層牢固的連接在一起。由于這種技術(shù)能將金屬和高分子材料牢固的結(jié)合在一起，而且不需要笨重的卡槽結(jié)構(gòu)，因此nmt技術(shù)出現(xiàn)之后，引起了汽車行業(yè)、數(shù)碼相機、個人計算機以及通訊等行業(yè)的密切關(guān)注，并在上述行業(yè)逐漸開始實用化。
現(xiàn)有的nmt技術(shù)能很好地解決各系鋁材與多種塑膠原料之間的連結(jié)問題，所使用的塑膠原料主要有pps(聚苯硫醚)、pbt(聚酯)、pa(尼龍)。也有多個相關(guān)的專利申請(cn02805359.1、cn200380104500.x、cn201110437796.3、cn200880008157.1、cn201510089137.3)，但鋁合金存在強度低、耐腐蝕性差以及手感差等缺點，采用其它金屬替代鋁合金已成為眾多nmt廠家的選擇。不銹鋼便是替代鋁合金的一種相對容易實現(xiàn)的選擇，現(xiàn)有的這方面公開的專利存在工藝不穩(wěn)定、可控性差的缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明給出了一種簡單的、可控的、相對環(huán)保的在不銹鋼(300系和400系)表面形成適合于nmt技術(shù)的微納米孔成型技術(shù)，本技術(shù)有望進一步拓寬不銹鋼在nmt技術(shù)中的實際應(yīng)用。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種在不銹鋼表面形成微納米孔的方法，包括以下步驟：
(1)、首先進行不銹鋼脫脂，即把不銹鋼金屬件放入弱酸性的脫脂劑水溶液中，在40-55℃溫度下配合超聲波清洗；
(2)、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)用去離子水清洗，去除表面脫脂劑的殘留；
(3)、采用化學(xué)法腐蝕，使腐蝕液在不銹鋼表面形成點腐蝕；
(4)、將化學(xué)腐蝕后的不銹鋼件用去離子水反復(fù)清洗干凈，并在120-140℃下烘20～40min；
(5)、將烘干后的不銹鋼件進行電化學(xué)擴孔腐蝕，即可使得不銹鋼表面形成微納米孔。
將腐蝕后的不銹鋼件在去離子水中進行清洗，并在120-140℃下烘20～40min，之后可進行nmt注塑。
優(yōu)選地，步驟(3)中腐蝕液由以下組份混合而成：去離子水100份、硝酸5-10份、硫酸5-10份、鹽酸5-10份、及乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸中的一種或多種共5-20份。
優(yōu)選地，步驟(3)中以腐蝕液在不銹鋼表面形成點腐蝕的方法為：將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)浸入上述腐蝕液中，每次浸入完后用去離子水清洗干凈，腐蝕液的溫度控制在40-70℃，每次浸入腐蝕的時間為1～3min，浸入的次數(shù)為5-10次。
優(yōu)選地，步驟(5)中電化學(xué)腐蝕液由以下組分混合而成：溶劑采用水、乙醇、正丙醇、乙二醇以及異丙醇中的一種或多種共100份，氧化性的酸包括硝酸、濃硫酸、鹽酸、氯酸、亞氯酸、高氯酸、高錳酸中的一種或多種共5-40份。
優(yōu)選地，步驟(5)中所述將烘干后的不銹鋼件進行電化學(xué)擴孔腐蝕的方法為：采用單脈沖電流進行電化學(xué)腐蝕，其中電流密度為20ma/cm2-2000ma/cm2，脈沖占空比為5％-100％，腐蝕時間為5-40min。
采用上述方法，本發(fā)明在不銹鋼表面形成的納米微孔，工藝穩(wěn)定、可控好，再經(jīng)nmt注塑，獲得的金屬與塑膠之間的連結(jié)強度高、耐腐蝕好。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對發(fā)明進行詳細說明。
實施例1
1、把不銹鋼金屬件放入弱酸性的脫脂劑水溶液中，在45-50℃溫度下配合超聲波清洗。
2、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)用去離子水清洗，去除表面脫脂劑的殘留。
3、采用化學(xué)法腐蝕在不銹鋼表面形成點腐蝕，腐蝕液由以下幾種組份混合而成，去離子水100份，硝酸5份，硫酸5份，鹽酸5份，丙二酸20份。
4、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)浸入上述腐蝕液中，每次浸入完后用去離子水清洗干凈，腐蝕液的溫度控制在45-50℃，每次浸入腐蝕的時間為2分鐘，浸入的次數(shù)為10次。
5、將化學(xué)腐蝕后的不銹鋼件用去離子水反復(fù)清洗干凈，并在140℃下烘30分鐘。
6、將烘干后的不銹鋼件進行電化學(xué)擴孔腐蝕，電化學(xué)腐蝕液由以下組份混合而成，溶劑為乙二醇共100份，電解質(zhì)為鹽酸5份、氯酸為15份。
7、采用單脈沖電流進行電化學(xué)腐蝕，其中電流密度為100ma/cm2，脈沖占空比為10％，腐蝕時間為35分鐘。
8、將腐蝕后的不銹鋼件在去離子水中進行清洗，并在130℃下烘30分鐘，之后可進行nmt注塑。
實施例2
1、把不銹鋼金屬件放入弱酸性的脫脂劑水溶液中，在50-55℃溫度下配合超聲波清洗。
2、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)用去離子水清洗，去除表面脫脂劑的殘留。
3、采用化學(xué)法腐蝕在不銹鋼表面形成點腐蝕，腐蝕液由以下幾種組份混合而成，去離子水100份，硝酸10份，硫酸10份，鹽酸10份，乙酸10份，丁二酸10份。
4、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)浸入上述腐蝕液中，每次浸入完后用去離子水清洗干凈，腐蝕液的溫度控制在55-60℃，每次浸入腐蝕的時間為1分鐘，浸入的次數(shù)為5次。
5、將化學(xué)腐蝕后的不銹鋼件用去離子水反復(fù)清洗干凈，并在140℃下烘30分鐘。
6、將烘干后的不銹鋼件進行電化學(xué)擴孔腐蝕，電化學(xué)腐蝕液由以下組份混合而成，溶劑為異丙醇共100份，電解質(zhì)為硝酸為5份和濃硫酸10份。
7、采用單脈沖電流進行電化學(xué)腐蝕，其中電流密度為200ma/cm2，脈沖占空比為20％，腐蝕時間為20分鐘。
8、將腐蝕后的不銹鋼件在去離子水中進行清洗，并在140℃下烘30分鐘，之后可進行nmt注塑。
實施例3
1、把不銹鋼金屬件放入弱酸性的脫脂劑水溶液中，在45-50℃溫度下配合超聲波清洗。
2、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)用去離子水清洗，去除表面脫脂劑的殘留。
3、采用化學(xué)法腐蝕在不銹鋼表面形成點腐蝕，腐蝕液由以下幾種組份混合而成，去離子水100份，硝酸10份，硫酸5份，鹽酸5份，丙二酸15份。
4、將脫脂后的不銹鋼件反復(fù)浸入上述腐蝕液中，每次浸入完后用去離子水清洗干凈，腐蝕液的溫度控制在65-70℃，每次浸入腐蝕的時間為2分鐘，浸入的次數(shù)為3次。
5、將化學(xué)腐蝕后的不銹鋼件用去離子水反復(fù)清洗干凈，并在140℃下烘30分鐘。
6、將烘干后的不銹鋼件進行電化學(xué)擴孔腐蝕，電化學(xué)腐蝕液由以下組份混合而成，溶劑為乙醇、正丙醇混合物，各50份，電解質(zhì)高錳酸為15份。
7、采用單脈沖電流進行電化學(xué)腐蝕，其中電流密度為500ma/cm2，脈沖占空比為50％，腐蝕時間為5分鐘。
8、將腐蝕后的不銹鋼件在去離子水中清洗干凈，并在130℃下烘30分鐘，之后可進行nmt注塑。
注塑結(jié)果測試
將最終腐蝕的不銹鋼件放入模具，磨具中不銹鋼件的尺寸以及塑料件的尺寸符合gb/t7124-2008中的規(guī)定，最終測試按照gb/t7124-2008中的規(guī)定進行，注塑所用的樹脂為日本東麗的pbt，牌號為2107g-x01，測試結(jié)果如表1所示，獲得了較優(yōu)的拉伸剪切強度，說明本發(fā)明的方法具有較好的應(yīng)用前景。
表1實施例1～3的拉伸剪切強度
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。