[发明专利]一种基于二次阳极氧化法的金属-塑料混合结构件的制备方法

权利要求书

1.一种基于二次阳极氧化法的金属-塑料混合结构件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：以厚度为2mm的5052铝合金为金属板件原料，根据金属-塑料混合结构件的具体要求，采用冲压成型技术或者裁剪方式，形成所需要的形状或者板件，作为后续注射成型的铝合金金属嵌件；

步骤2：对铝合金金属嵌件表面进行二次阳极氧化处理，表面处理过程主要包括前处理过程、一次阳极氧化、去氧化层、二次阳极氧化、扩孔及清洗处理等过程；每个过程的具体操作步骤如下：

(1)前处理过程主要包括表面油污和氧化物的去除；去除表面油污的具体工序是：将铝合金金属嵌件浸入浓度99.9％的乙醇溶液中超声波清洗5min，随后在蒸馏水中超声波清洗5min；表去除面氧化物的具体工序是：将铝板浸入浓度为5％的氢氧化钠溶液中去除氧化物，浸泡时间为10min，直到表面无肉眼可见的杂质为止，然后在蒸馏水中超声波清洗5min，随后吹干备用；

(2)一次阳极氧化的具体工序是：配置0.3mol/L的草酸或者磷酸作为电解液，倒入反应槽中，将预处理过的铝板浸入电解液中，以铝合金金属嵌件为阳极、以分析纯石墨为阴极，外加直流电源，其中电压为50V，氧化时间为3h，电解液温度为室温15℃，保证电流稳定在0.03A左右；氧化过程中，要采用磁力搅拌设备进行强烈搅拌，防止局部温度过热、浓度过高；

(3)去氧化层的具体工序是：将一次阳极氧化处理过的铝合金金属嵌件采用蒸馏水超声清洗5min，去除沉积在孔隙内的电解液；随后将铝板浸入6％的磷酸和1.5％的铬酸混合液中，在60℃下浸泡1-2h，以去除氧化层；

(4)二次阳极氧化的具体工序是：与步骤(2)的一次阳极氧化的工序一致，区别在于：氧化时间为4h，电压设置采用变电压方式，具体为：在第0-2h时间段内，以 的比例将电压从一次阳极氧化的50V降低至35V，随后稳定在该电压下处理2h；在第2-4h时间段内，继续以 的比例将电压从35V降低至25V，随后稳定在该电压下处理2h，最终使得金属表面呈现出多级、多维度的复杂粗糙结构；

(5)扩孔及清洗处理的具体工序是：将第二次阳极氧化后的铝合金金属嵌件放入30℃的扩孔液中，扩孔处理30min，扩孔液为5％的磷酸溶液与0.06M的柠檬酸钠的混合溶液；孔径会随着时间的增加而增大，跟反应温度呈正比关系；将处理过的铝合金金属嵌件超声清洗15min，随后吹干或者烘干备用；

步骤3：将经过二次阳极氧化处理后的铝合金金属嵌件放入注射成型模具中，模具预热至100℃，随后合模1-2min，保证铝合金金属嵌件温度与预热温度相同；与此同时，将聚丙烯加热至240℃，使其达到熔融状态，利用注射机的螺杆或者柱塞将熔体注入模具型腔内，将聚丙烯熔体充填至铝合金金属嵌件表面的纳米孔隙中；

步骤4：在100MPa保压压力作用下，保压5s，随后冷却脱模，顶出制件，裁剪浇口后得到界面粘接强度良好的金属-塑料混合结构件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述铝合金金属嵌件的原料为5052铝合金；所述铝合金金属嵌件由以下方法制备得到：将铝合金金属嵌件原料通过冲压成型方式或者裁剪方式，形成所需要的形状或者板件，即得所述的铝合金金属嵌件。