CN100334258C - 一种铝合金的阳极氧化前处理方法 - Google Patents

一种铝合金的阳极氧化前处理方法 Download PDF

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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

一种铝合金的阳极氧化前处理方法
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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