CN100335682C - 在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
一种在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的方法及设备，其特征在于：铝合金制品悬挂在壳体的上部，以该铝合金制品为阳极，以15～30%的硫酸为电解液，该电解液从位于阳极两侧的管道上的多个喷嘴喷出，穿过辅助阴极后连续不断地喷射到阳极上，形成阳极氧化膜；阳极与辅助阴极之间的电压为20～30V，阳极上电流密度为3～5A/dm2，电解液温度为20～30℃。同现有技术比较，本发明具有以下突出的优点：1)阳极氧化膜成膜速度为每分钟1.0～2.2μm；2)阳极氧化膜厚度为1～4μm，耐腐蚀性优于化学氧化膜；3)阳极氧化电流密度为3～5A/dm2，提高3～5倍，能满足铝合金制品涂装前快速形成阳极氧化膜的生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝或铝合金制品涂装前的阳极氧化处理的方法及设备，特别涉及一种在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的方法及设备。
背景技术
为提高铝合金制品的耐腐蚀性，在铝合金制品涂装前必须进行氧化处理，在铝合金制品上形成一层氧化膜。起初，人们采用铬酸盐化学氧化方法，在铝合金制品上获得氧化膜，膜厚小于4μm，质地柔软，不耐磨；随后有人在处理溶液中加入含有铬酸及重铬酸钾等化学试剂，用喷淋方法获得氧化膜，提高其膜厚。上述方案的缺陷是铬酸盐中的六价铬具有毒性，不利于环境保护。
为了消除六价铬的有害影响，20世纪70年代采用完全无铬的化学转化处理方案，以铬酸、硝酸、硼酸为基础配方在铝合金制品上制备氧化膜，提高涂料的附着性，且在铝质易拉罐上应用。但对涂层的耐腐蚀性和附着性要求比较高的汽车行业和建筑业还不能推广应用。20世纪80年代采用磷酸钛-磷酸锆溶液生成氧化膜，使用性能有所提高，但仍不能完全达到使用要求，至90年代中期欧洲铝罐工业已经100％采用无铬转化膜，但在建筑铝材方面的应用仍不到25％；为了解决建筑业铝材和汽车行业铝材涂装前的氧化处理问题，在无铬化学转化溶液中加入有机成份，如硅烷、铈酸盐等，目前这种新的无铬处理工艺处于开发之中，至今该处理工艺还不能满足建筑业铝材和汽车行业铝材涂装前制备阳极氧化膜的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的方法及设备，以铝合金制品为阳极，以15～30％的硫酸为电解液，从安装在辅助阴极外侧的管道上的多个喷嘴喷出，穿过辅助阴极后连续不断地喷射在阳极上，在阳极上形成一层符合使用要求的阳极氧化膜，解决了在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的技术难题。
一种在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的方法，含有电解液，阳极，辅助阴极，其特征在于：铝合金制品悬挂在壳体的上部，以该铝合金制品为阳极，以15～30％的硫酸为电解液，该电解液从位于阳极两侧的管道上的多个喷嘴喷出，穿过辅助阴极后连续不断地喷射到阳极上，形成阳极氧化膜；辅助阴极7与阳极6之间的电压为20～30V，阳极氧化电流密度为3～5A/dm2，电解液温度为20～30℃。
一种实施上述方法的设备，包括壳体1，装有电解液的储液槽2，加热器3，管道4，泵5，阳极6，辅助阴极7，其特征在于：以铝合金制品为阳极6，由挂钩悬挂且位于壳体1的上部，辅助阴极7分别布置在阳极6的两侧，位于辅助阴极7外侧的管道4上装有多个喷嘴8，储液槽2中的电解液通过泵5及管道4送到喷嘴处，从喷嘴8喷出的电解液穿过辅助阴极7后连续不断地喷射在阳极6上，在阳极6的上方和下方分别设有排气扇9和导流板10；喷嘴8与阳极6之间的间距为250～300mm，辅助阴极7与阳极6之间的间距为100mm，辅助阴极7与阳极6之间的电压为20～30V，以15～30％硫酸为电解液，其工作温度为20～30℃。加热器3、辅助阴极7、排气扇9、导流板10固定在壳体1上。
为适应大批量生产的需要，本设备可采用喷射式悬链输送结构，分为若干个表面处理区间，各个区间中的工件作等速运动，工件的两侧分别配置相应的辅助阴极、喷嘴，成膜条件与上述方案相同，应用这种成套设备实现铝合金制品的阳极氧化膜连续自动化生产。
同现有技术比较，本发明的突出优点是：1)阳极氧化膜成膜速度为每分钟1.0～2.2μm，比常规的成膜速度高4～8倍；2)阳极氧化膜厚度为1～4μm，耐腐蚀性优于化学氧化膜，中性盐雾试验达到400小时以上；3)阳极氧化电流密度为3～5A/dm2，提高3～5倍，能满足铝合金制品涂装前快速形成阳极氧化膜的工业化生产要求。
附图说明
图1为在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的设备结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种在铝轮毂上快速制备阳极氧化膜的设备，以铝轮毂为阳极6，由挂钩悬挂且位于壳体1的上部，辅助阴极7分别布置在阳极6的两侧，位于辅助阴极7外侧的管道4上装有多个喷嘴8，储液槽2中的电解液通过泵5及管道4送到喷嘴处，从喷嘴8喷出的电解液穿过辅助阴极7后连续不断地喷射在阳极6上，在阳极6的上方和下方分别设有排气扇9和导流板10；喷嘴8与阳极6之间的间距为250mm，辅助阴极7与阳极6之间的间距为100mm，辅助阴极7与阳极6之间的电压为20，辅助阴极7采用镀有二氧化铅的钛网，以15％硫酸为电解液，其工作温度为20℃。应用本设备，在铝轮毂上形成的阳极氧化膜符合实用要求。
实施例2：
一种在铝轮毂上快速制备阳极氧化膜的设备，以铝轮毂为阳极6，由挂钩悬挂且位于壳体1的上部、辅助阴极7分别布置在阳极6的两侧，位于辅助阴极7外侧的管道4上装有多个喷嘴8，储液槽2中的电解液通过泵5及管道4送到喷嘴处，从喷嘴8喷出的电解液穿过辅助阴极7后连续不断地喷射在阳极6上，在阳极6的上方和下方分别设有排气扇9和导流板10；喷嘴8与阳极6之间的间距为300mm，辅助阴极7与阳极6之间的间距为100mm，辅助阴极7与阳极6之间的电压为30V，辅助阴极7采用镀有二氧化铅的钛网，以30％硫酸为电解液，其工作温度为30℃。应用本设备，在铝轮毂上形成的阳极氧化膜符合实用要求。
实施例3：
一种在铝合金装饰板上快速制备阳极氧化膜的设备，以铝合金装饰板为阳极6，由挂钩悬挂且位于壳体1的上部，辅助阴极7分别布置在阳极6的两侧，位于辅助阴极7外侧的管道4上装有多个喷嘴8，储液槽2中的电解液通过泵5及管道4送到喷嘴处，从喷嘴8喷出的电解液穿过辅助阴极7后连续不断地喷射在阳极6上，在阳极6的上方和下方分别设有排气扇9和导流板10；喷嘴8与阳极6之间的间距为275mm，辅助阴极7与阳极6之间的间距为100mm，辅助阴极7与阳极6之间的电压为25V，以20％硫酸为电解液，其工作温度为25℃。
Claims (3)
1.一种在铝合金制品上快速制备阳极氧化膜的方法，含有电解液，阳极，辅助阴极，其特征在于：铝合金制品悬挂在壳体的上部，以该铝合金制品为阳极，以15～30％的硫酸为电解液，该电解液从位于阳极两侧的管道上的多个喷嘴喷出，穿过辅助阴极后连续不断地喷射到阳极上，形成阳极氧化膜；辅助阴极(7)与阳极(6)之间的电压为20～30V，阳极氧化电流密度为3～5A/dm2，电解液温度为20～30℃。
2.一种实施权利要求1所述方法的设备，包括壳体(1)，装有电解液的储液槽(2)，加热器(3)，管道(4)，泵(5)，阳极(6)，辅助阴极(7)，其特征在于：以铝合金制品为阳极(6)，由挂钩悬挂且位于壳体(1)的上部，辅助阴极(7)分别布置在阳极(6)的两侧，位于辅助阴极(7)外侧的管道(4)上装有多个喷嘴(8)，储液槽(2)中的电解液通过泵(5)及管道(4)送到喷嘴处，从喷嘴(8)喷出的电解液穿过辅助阴极(7)后连续不断地喷射在阳极(6)上，在阳极(6)的上方和下方分别设有排气扇(9)和导流板(10)。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：喷嘴(8)与阳极(6)之间的间距为250～300mm，辅助阴极(7)与阳极(6)之间的间距为100mm，辅助阴极(7)与阳极(6)之间的电压为20～30V，以15～30％硫酸为电解液，其工作温度为20～30℃。
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