CN100334258C - 一种铝合金的阳极氧化前处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金的阳极氧化前处理方法。本发明包括如下步骤:1.除油脱腊;2.水洗;3.增亮酸蚀;4.酸蚀光亮(磨砂材低温抛光);5.水洗;6.除灰(平光材低温抛光);7.水洗;8.水洗。本发明不仅保留了酸蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点,而且能彻底清除酸蚀灰,解决酸蚀材表面发暗和着色槽、电泳槽被污染的弊端,是一项难得的技术突破。经光亮酸蚀技术处理的型材,表面无纹、无灰、细砂、亮丽。此外,光亮酸蚀技术可以取代低温抛光槽,以及三合一槽,生产平光料,即型材由1进行除油、去膜,2水洗,6低温抛光、增亮,7、8两道水洗后直接氧化。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金的阳极氧化前处理方法。
背景技术
铝合金酸腐蚀以其去机械纹能力强、起砂快、铝耗低等诸多优势,在2000年不到一年的时间内,迅速取代碱腐蚀,成为目前铝阳极氧化前处理的主流生产工艺。然而,自该方法自推广之日起,铝材表面发暗的问题一直困绕着生产厂家,也影响了产品档次。为了克服上述缺陷,大部分厂家都配备了碱蚀槽和除灰槽,即便如此,酸蚀材仍然比碱蚀材要暗得多,没有根本解决问题。此外,令型材表面发暗的酸蚀灰十分顽固,即使经过碱蚀槽、出光槽和氧化槽,也不能完全除掉,仍然会带进着色槽和电泳槽,使着色材挂灰、电泳材缩孔,许多铝材厂不得不重新启用碱槽。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺点,提供一种铝合金的阳极氧化前处理新方法。本发明是为了解决铝合金酸腐蚀表面发暗的问题而研制的;光亮酸蚀作为一种铝材表面处理的前沿技术,是对酸蚀槽液进行深刻改造后,配备酸性光亮槽和除灰槽,对酸蚀材进行光亮处理,不仅保留了酸蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点,而且能彻底清除酸蚀灰,解决酸蚀材表面发暗和着色槽、电泳槽被污染的弊端,是一项难得的技术突破。经光亮酸蚀技术处理的型材,表面无纹、无灰、细砂、亮丽。此外,光亮酸蚀技术可以取代低温抛光槽,以及三合一槽,生产平光料,即型材由光亮酸蚀工艺进行除油,去膜,增亮,两道水洗后直接氧化。
为达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种铝合金的阳极氧化前处理方法,具体由以下步骤组成:
(1)除油脱腊;
槽液的组成是:除油脱腊剂浓度为140~160g/l,工作温度为10~40℃,工作时间为2~3分钟;除油脱腊剂是由以下物质组分组成:
H2SO4 30~45g/l,H3PO4 20~40g/l,HNO3 25~40g/l,
山犁醇 7~10g/l,醋酸 5~8g/l,NH4HF2 10~20g/l
Tx-10 0.1~0.3g/l,余量水;
(2)水洗;
(3)增亮酸蚀;
槽液的组成为:增亮酸蚀剂 160~200g/l 氟化氢铵 60~80g/l,pH=3.0~3.5,工作温度为20~40℃,处理时间为6~12分钟;增亮酸蚀剂是由以下物质组成:
(NH4)H2PO4 8~15g/l,山犁醇 7~10g/l
NH4BF4 15~30g/l,酒石酸 15~30g/l,余量水;
(4)酸蚀光亮(磨砂材低温抛光);
槽液的组成为:酸蚀光亮剂230~270g/l,工作温度20~40℃,处理时间3~7分钟;酸蚀光亮剂是由以下物质组成:
H3PO4 40~55g/l,HBF4 80~120g/l,山犁醇 15~20g/l,
醋酸 20~30g/l,NH4HF2 15~30g/l,Tx-10 0.1~0.3g/l,余量水;
(5)水洗;
(6)除灰(平光材低温抛光);
槽液的组成为:除灰剂 90~110g/l,硝酸 180~220g/l,工作温度 20~40℃,除灰时间 1~5分钟;除灰剂是由以下物质组成的:
HNO3 10~40g/l,CrO3 10~30g/l,H3PO4 25~40g/l,NH4HF210~25g/l,醋酸 10~18g/l,HBF4 2~10g/l;
(7)水洗;
(8)水洗。
作为上述技术方案的优选,(3)步骤和(4)步骤中的工作温度为30~40℃。
其中处理方法中,水洗步骤为本技术领域里面的通用技术,只需按一般作法操作即可。
若(1)、(2)、(6)、(7)、及(8)处理步骤联用则可生产平光低温抛光铝材;(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)和(8)处理步骤联用则可用于机械喷砂铝材低温抛光;(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)和(8)处理步骤联用可生产低温抛光磨砂材。
酸蚀光亮槽的调整:当型材经酸蚀光亮后底色仍发白时,应及时补充酸蚀光亮剂;型材表面有灰时,延长除灰时间;若光亮剂浓度足够高仍不能满足要求时,调整酸蚀槽,可以提高酸蚀槽浓度。
同已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明不仅保留了酸蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点,而且能彻底清除酸蚀灰,解决酸蚀材表面发暗和着色槽、电泳槽被污染的弊端,是一项难得的技术突破。经光亮酸蚀技术处理的型材,表面无纹、无灰、细砂、亮丽。此外,光亮酸蚀技术可以取代低温抛光槽,以及三合一槽,生产平光料,即型材由光亮酸蚀工艺进行除油,去膜,增亮,两道水洗后直接氧化。
具体实施方式
以下将对本发明进行具体的描述,但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所描述的范围。
实施例1
铝合金的阳极氧化前处理方法,包括以下的方法和物质:
(1)除油脱腊;
槽液的组成是:除油脱腊剂为140g/l,工作温度为10℃,工作时间为3分钟;除油脱腊剂是由以下物质组成组成:
H2SO4 43g/l,H3PO4 35g/l,HNO3 30g/l,山犁醇 10g/l,醋酸7g/l,NH4HF2 19g/l,Tx-10 0.1g/l,余量水;
(2)水洗;
(3)增亮酸蚀;
槽液的组成为:增亮酸蚀剂 160g/l 氟化氢铵 60g/l,pH=3.5,工作温度为30℃,处理时间为10分钟;增亮酸蚀剂是由以下物质组成:
(NH4)H2PO4 13g/l,山犁醇 9g/l,NH4BF4 28g/l,酒石酸28g/l,余量水;
(4)酸蚀光亮;
槽液的组成为:酸蚀光亮剂 230g/l,工作温度30℃,处理时间6分钟;酸蚀光亮剂是由以下物质组成:
H3PO4 50g/l,HBF4 115g/l,山犁醇 20g/l,醋酸 20g/l,NH4HF228g/l,Tx-10 0.3g/l,余量水;
(5)水洗;
(6)除灰;
槽液的组成为:除灰剂90g/l,硝酸180g/l,工作温度30℃,除灰时间5分钟;除灰剂是由以下物质组成的:
HNO3 20g/l,CrO3 20g/l,H3PO4 35g/l,NH4HF2 10g/l,醋酸10g/l,HBF4 5g/l;
(7)水洗;
(8)水洗。
实施例2
铝合金的前处理方法,包括以下步骤:
(1)除油脱腊;
槽液的组成是:除油脱腊剂为150g/l,工作温度为25℃,工作时间为2分钟;除油脱腊剂是由以下物质组成组成:
H2SO4 38g/l,H3PO4 31g/l,HNO3 35g/l,山犁醇 8g/l,醋酸6g/l,NH4HF2 16g/lTx-10 0.3g/l,余量水;
(2)水洗;
(3)增亮酸蚀;
槽液的组成为:增亮酸蚀剂 180g/l 氟化氢铵 70g/l,pH=3.3,工作温度为35℃,处理时间为9分钟;增亮酸蚀剂是由以下物质组成:
(NH4)H2PO4 12g/l,山犁醇 8g/l,NH4BF4 23g/l,酒石酸 22g/l,余量水;
(4)酸蚀光亮;
槽液的组成为:酸蚀光亮剂250g/l,工作温度35℃,处理时间5分钟;酸蚀光亮剂是由以下物质组成:
H3PO4 48g/l,HBF4 105g/l,山犁醇 18g/l,醋酸28g/l,NH4HF2 25g/l,Tx-10 0.3g/l,余量水;
(5)水洗;
(6)除灰;
槽液的组成为:除灰剂100g/l,硝酸200g/l,工作温度35℃,除灰时间3分钟;除灰剂是由以下物质组成的:
HNO3 20g/l,CrO3 22g/l,H3PO4 25g/l,NH4HF2 11g/l,醋酸15g/l,HBF4 7g/l;
(7)水洗;
(8)水洗。
实施例3
铝合金的前处理方法,包括以下步骤:
(1)除油脱腊;
槽液的组成是:除油脱腊剂为160g/l,工作温度为40℃,工作时间为2分钟;除油脱腊剂是由以下物质组成组成:
H2SO4 32g/l,H3PO4 21g/l,HNO3 25g/l,山犁醇7g/l,醋酸6g/l,NH4HF2 11g/l,Tx-10 0.3g/l,余量水;
(2)水洗;
(3)增亮酸蚀;
槽液的组成为:增亮酸蚀剂 200g/l 氟化氢铵 80g/l,pH=3.0,工作温度为40℃,处理时间为7分钟;增亮酸蚀剂是由以下物质组成:
(NH4)H2PO4 9g/l,山犁醇 8g/l,NH4BF4 15g/l,酒石酸 20g/l,余量水;
(4)酸蚀光亮;
槽液的组成为:酸蚀光亮剂270g/l,工作温度40℃,处理时间3分钟;酸蚀光亮剂是由以下物质组成:
H3PO4 41g/l,HBF4 85g/l,山犁醇 15g/l,醋酸 20g/l,NH4HF216g/l,Tx-10 0.3g/l,余量水;
(5)水洗;
(6)除灰;
槽液的组成为:除灰剂110g/l,硝酸220g/l,工作温度40℃,除灰时间2分钟;除灰剂是由以下物质组成的:
HNO3 10g/l,CrO3 15g/l,H3PO4 35g/l,NH4HF2 15g/l,醋酸17g/l,HBF4 8g/l;
(7)水洗;
(8)水洗。
结果分析
目前,现有的铝材阳极氧化前处理方法主要包括酸腐蚀磨砂、机械喷砂、碱腐蚀磨砂、碱腐蚀平光、化学抛光等几种技术。经本发明方法处理过的铝材,表面平整、光亮,与现有方法处理过的铝材相比,更具美观性。以下从本发明的原理来与现有的处理方法进行对比,以说明本发明的创造性:
(1)酸腐蚀磨砂:酸腐蚀磨砂技术具有去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点,但由于铝材经酸蚀处理后,表面附着大量酸蚀灰,不得以仍须过碱蚀槽和中和槽,以便清除部分酸蚀灰;尽管如此,还残存着一些十分顽固的酸蚀灰,使铝材表面发暗,并且污染着色槽和电泳槽。本发明不仅保留了酸腐蚀去机械纹能力强、起砂快、铝耗低的优点,而且能彻底清除酸蚀灰,从根本上解决酸蚀材表面发暗、着色槽、电泳槽被污染的问题。经本发明处理的型材,既恢复了金属色,又显示出相当程度的低温抛光效果;
(2)机械喷砂:机械喷砂具有铝耗低、砂粒可调节的优点,但存在着效率低、有死角、有喷砂线、铝材发暗的缺点。本发明既能保留喷砂材原有多变的砂粒,又能消除喷砂线,辅助死角起砂,还能进行低温抛光,使铝材恢复金属色,并增光增亮;
(3)碱腐蚀磨砂:碱腐蚀磨砂作为一种传统处理技术,一直存在着腐蚀时间长(约15分钟)、铝耗高(约50公斤)、碱耗高(约50公斤),废水处理量太大等弊端。不仅如此,尽管付出如此高昂的代价,碱蚀砂面铝材表面还是砂粒太粗,机械纹不能完全除掉。因此,碱蚀砂面技术对模具要求非常高,一套模具大约只能挤压八吨材。本发明既具有酸腐蚀时间短(8-10分钟)、铝耗低(8-10公斤)、酸渣可回收、废水少的优点,又具备普通酸腐蚀磨砂技术起砂快、去机械纹能力强、对模具要求不高(一套模具能挤压20吨材)的能力,还增加了磨砂材低温抛光功能,使得铝材表面细砂、无纹、光亮。从综合成本角度分析,本发明比碱腐蚀磨砂低800元;从铝材表面质量看,本发明明显高一个档次;
(4)碱腐蚀平光:碱腐蚀平光是铝材表面前处理的最古老的技术之一,一直沿用至今。该技术只有两种功能,即除油和脱自然氧化膜。但为此也付出了12-15公斤的铝耗。本发明除了具有除油、脱膜功能外,还具备低温抛光功能,能对铝材进行低温抛光;此外,铝耗也只有5公斤左右;
(5)化学抛光技术:化学抛光具有铝耗低、铝材表面能形成镜面的优点,但存在不能起砂,不能去机械纹、严重污染环境的弱点,且综合成本太高。本发明能去机械纹、能起均匀、细腻亮砂的优点正好弥补了上述不足,且综合成本只有化学抛光的一半。正因为如此,化学抛光材的市场份额不足砂面材的十分之一。
Claims (3)
1、一种铝合金的阳极氧化前处理方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)除油脱腊;
槽液的组成是:除油脱腊剂浓度为140~160g/l,工作温度为10~40℃,工作时间为2~3分钟;除油脱腊剂是由以下物质组分组成:
H2SO4 30~45g/l,H3PO4 20~40g/l,HNO3 25~40g/l,山犁醇 7~10g/l,醋酸 5~8g/l,NH4HF2 10~20g/lTx-10 0.1~0.3g/l,余量水;
(2)水洗;
(3)增亮酸蚀;
槽液的组成为:增亮酸蚀剂 160~200g/l 氟化氢铵 60~80g/l,pH=3.0~3.5,工作温度为20~40℃,处理时间为6~12分钟;增亮酸蚀剂是由以下物质组成:
(NH4)H2PO4 8~15g/l,山犁醇 7~10g/l,NH4BF4 15~30g/l,酒石酸 15-30g/l,余量水;
(4)酸蚀光亮;
槽液的组成为:酸蚀光亮剂230~270g/l,工作温度20~40℃,处理时间3~7分钟;酸蚀光亮剂是由以下物质组成:
H3PO4 40~55g/l,HBF4 80~120g/l,山犁醇 15~20g/l,醋酸 20~30g/l,NH4HF2 15~30g/l,Tx-10 0.1~0.3g/l,余量水;
(5)水洗;
(6)除灰;
槽液的组成为:除灰剂 90~110g/l,硝酸 180~220g/l,工作温度 20~40℃,除灰时间 1~5分钟;除灰剂是由以下物质组成的:
HNO3 10~30g/l,CrO3 10~30g/l,H3PO4 25~40g/l,NH4HF210~25g/l,醋酸 10~18g/l,HBF4 2~10g/l;
(7)水洗;
(8)水洗。
2、根据权利要求1所述一种铝合金的阳极氧化前处理方法,其特征在于(3)步骤中的工作温度为30~40℃。
3、根据权利要求1或2所述的一种铝合金的阳极氧化前处理方法,其特征在于(4)步骤中的工作温度为30~40℃。
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