CN1003656B - 阳极氧化铝的封闭方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于铝和铝合金阳极氧化膜层的封闭方法。本发明首先对阳极氧化铝浸渍氨水或碱金属氢氧化物或碳酸盐或碳酸氢盐化合物的碱性水溶液，接着，再在镍的硝酸盐或醋酸盐或硫酸盐水溶液中封闭。用该封闭方法封闭的阳极氧化铝具有优异的耐蚀性能。经现场海水全浸试验表明，使用本方法较传统的封闭方法提高耐蚀性能５－６倍以上。本发明适于海水及含氯离子介质中应用，也适于大气环境中应用。
Description
本发明涉及一种封闭处理普通阳极氧化和硬质阳极氧化或其它类似的阳极氧化铝和铝合金（以下简称铝）的方法。
对普通阳极氧化铝通常采用开水封闭、水蒸汽封闭和碱金属的重铬酸盐溶液封闭。经这些封闭方法封闭处理后，虽然提高了阳极氧化铝的耐蚀性能，但仍经受不住海水及含氯离子介质的强烈侵蚀，极易使阳极氧化铝的膜层产生破裂，出现局部腐蚀现象。
日本专利JP56-62991、JP56-62992、JP56-62993分别报导了三种阳极氧化铝的封闭方法。第一种封闭方法是用金属盐或碱性化合物溶液封闭，然后再在热水中封闭。第二种方法是用金属盐或碱性化合物溶液封闭，再在热水中封闭，然后再采用热固性树脂电泳涂覆，再在加热炉中加热固化。第三种方法是碱金属或铵的硼酸盐或偏硼酸盐溶液封闭。这三种方法封闭的阳极氧化铝虽然通过盐雾试验考核了耐蚀性能，但盐雾试验结果一般只是说明耐大气腐蚀情况的。因为在海水或含氯离子介质中，封闭膜层除了受到氯离子的侵蚀外，还要受到海水或含氯离子溶液的流动等因素的影响，因此，膜层中的封闭物质必须具有长期在流动的海水或含氯离子介质中难溶的特性。
美国专利US3374155中介绍了一种将铝上的氧化膜在碱性水溶液中活化后，再在硅酸钠或硅酸钾溶液中封孔的方法。在活化（a）和封孔（c）这两步之间还可在镍的醋酸盐或柠檬酸盐或草酸盐的溶液中处理（b）。经该方法处理的阳极氧化铝的试样其耐蚀性能是采用浸在1%NaOH溶液（pH值在13以上）中所经受住的时间的长短来考核的。由此推知，它所应用的领域主要是碱性介质，因此，不能说明经该专利处理的阳极氧化铝耐海水腐蚀。该专利还存在着步骤复杂（三步以上）、费时间（主要是c步）的缺点。
对于硬质阳极氧化铝，由于氧化膜层本身的特性，主要用来解决铝表面的耐磨、耐热、绝缘等问题。一般认为，铝的硬质阳极氧化膜层封闭不够充分，虽然在大气中有较高的抗蚀性能，但在海水及含氯离子介质中，很难经受住海水及含氯离子介质诸因素的强烈侵蚀。
由于铝本身的特性和海水及含氯离子介质诸因素的强烈作用，使铝的表面产生局部破裂，出现严重腐蚀现象。从而，使铝在海洋环境和含氯离子介质中的应用受到了较大的限制。而解决铝在海水及含氯离子介质中的腐蚀问题，又是一个较难的课题。
本发明是针对铝在海水及含氯离子介质中易出现局部腐蚀现象而提出来的一种封闭方法。经该方法封闭的普通阳极氧化铝和硬质阳极氧化铝或其它类似的阳极氧化铝具有极高的抗蚀性能，适合海水及含氯离子介质中应用，同样也适合大气环境中应用。
本发明考虑到阳极氧化膜层中的封闭物质必须在海水或含氯离子介质中具有长期难溶的特性，因此，所采取的措施是首先使铝的普通阳极氧化和硬质阳极氧化或其它类似的阳极氧化膜层的孔隙中产生碱性条件，即首先浸入碱性水溶液中。用水（自来水或蒸馏水）冲洗后，再在金属盐溶液中封闭处理。
本发明所采用的碱性溶液是氨水或是碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐化合物或碳酸氢盐化合物的水溶液，溶液浓度为1-100g/l，溶液温度为5-70℃。所采用的金属盐溶液为镍的硝酸盐或醋酸盐或硫酸盐水溶液，溶液浓度为0.5-60g/l，溶液温度为40-90℃。
上述的碱金属氢氧化物有氢氧化钠或氢氧化钾，碱金属碳酸盐化合物有碳酸钠或碳酸钾，碱金属碳酸氢盐化合物有碳酸氢钠或碳酸氢钾。
如上所述，本发明可以封闭处理普通阳极氧化铝，也可以封闭处理硬质阳极氧化铝以及其它类似的阳极氧化铝。经该方法封闭的普通阳极氧化铝和硬质阳极氧化铝具有优异的耐蚀性能。通过现场海水全浸试验证明，经该方法封闭的普通阳极氧化铝的耐蚀性能是开水（蒸馏水）或重铬酸盐溶液封闭的耐蚀性能的5倍以上;经该封闭方法封闭的硬质阳极氧化铝的耐蚀性能是开水（蒸馏水）或重铬酸钾溶液封闭的耐蚀性能的6倍以上。并且，这些封闭膜层虽然经过较长时间的现场海水浸泡，阳极氧化膜层仍光亮如初，未有局部腐蚀现象。
普通阳极氧化铝经本发明和其他封闭方法封闭处理后，在现场海水中做了一年的海水全浸试验，对比试验结果见表1。
硬质阳极氧化铝经本发明和其他封闭方法封闭处理后，在同样的海区又做了一年的海水全浸试验，对比试验结果见表2。
本发明的封闭方法成本低、所用设备简单、操作容易、不会造成环境污染，与传统的封闭方法相比节约能源。
本发明封闭的阳极氧化铝的表面与封闭前相比没有颜色变化。
实施例1
把经过预处理的铝（LY12M）作为阳极，在20%（重量比）的硫酸水溶液中阳极氧化1小时，阳极电流密度1.5A/dm2，电解液温度20℃。阳极氧化件用自来水或蒸馏水冲洗后进行下列封闭处理。
首先在用蒸馏水配制的5%（重量比）碳酸钠溶液中浸渍，溶液温度为常温，接着用自来水或蒸馏水冲洗，再在醋酸镍溶液中封闭。醋酸镍也用蒸馏水配制，溶液浓度为20g/l，溶液温度为80℃，封闭时间为10分钟。
封闭完成后用自来水冲洗，用热风吹干。
实施例2
把经过预处理的铝（LD2CS）作为阳极，在24%（重量比）的硫酸水溶液中阳极氧化1小时，阳极电流密度0.5-3A/dm2（开始氧化后电流密度逐渐增加），电解液温度2-3℃，氧化时用空气压缩机鼓泡搅拌电解液。此氧化件为硬质阳极氧化件。把该阳极氧化件用自来水或蒸馏水浸泡和冲洗后进行封闭处理。
在用蒸馏水配制的5%（重量比）碳酸钠溶液中浸渍，溶液温度为常温，水洗，再在用蒸馏水配制的50g/l的醋酸镍溶液中封闭。溶液温度为80℃，封闭时间为10分钟，水洗，吹干。
实施例3（后补）
所用铝材为LD2CS，阳极氧化处理同实施例1，阳极氧化后再进行下列封闭处理。
在用蒸馏水配制的7g/l氢氧化钠溶液中浸渍，溶液温度为50℃，浸渍时间为2秒，接着用自来水或蒸馏水冲洗，再在醋酸镍溶液中封闭。醋酸镍也用蒸馏水配制，溶液浓度为8g/l，溶液温度为40℃，封闭时间为20分钟。
封闭完成后用自来水冲洗，用热风吹干。
实施例4（后补）
所用铝材为LY12M，阳极氧化处理同实施例2，被氧化件再进行下列封闭处理。
在用蒸馏水配制的10g/l碳酸氢钠溶液中浸渍，溶液温度为30℃，浸渍时间为5分钟，接着用自来水或蒸馏水冲洗，再在醋酸镍溶液中封闭。醋酸镍也用蒸馏水配制，溶液浓度为15g/l，溶液温度50℃，封闭时间为15分钟。
Claims (1)
1、一种阳极氧化铝和铝合金的封闭方法，其中把阳极氧化铝先在碱性水溶液中浸渍，接着再在金属盐溶液中进行封闭处理，其特征在于，所述的碱性溶液是氨水或碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐或碳酸氢盐化合物的水溶液，溶液浓度为1-100g/l，溶液温度为5-70℃，所述的金属盐溶液是浓度为0.5-60g/l的硝酸镍或醋酸镍或硫酸镍水溶液，溶液温度为40-90℃。
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| CN86104714.1A CN1003656B (zh) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 阳极氧化铝的封闭方法 |
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