CN101403117A - 一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺，它包括对铝或铝合金制品的全部表面先进行导电氧化处理，再对需要导电的表面进行遮蔽保护，然后对制品进行阳极氧化处理，最后退除导电面的遮蔽材料的整个工艺处理流程和药剂配方。通过本发明的方法，使得铝或铝合金制品部分表面具有导电氧化表面的优良的导电性能和抗腐蚀性能的特性，同时其余表面具有阳极氧化表面的高硬度、耐磨度、高辐射系数的特性。

Description

一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺

技术领域

本发明属于铝或铝合金制品的表面处理领域，涉及一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺。

背景技术

强度高、密度低、导热导电性能优良的铝合金材料，一直以来在军用或工业电子设备机箱制造领域中被广泛使用。由于设备的使用环境要求设备的机箱有良好的散热性能，电磁兼容性能，抗振动冲击性能和耐腐蚀性能。现有技术中，对铝合金军用机箱的内表面进行的导电氧化处理，外表面进行的油漆涂覆处理，不能满足部分航天设备，机载设备或舰载设备的使用环境所要求的表面高硬度、耐腐蚀性能和散热性能的要求。如果铝合金机箱采用高硬度、高热辐射系数、良好的耐腐蚀性能的黑色硬质阳极氧化处理的表面处理，由于阳极氧化表面的绝缘特征，又不能使铝合金机箱形成连续的导电腔体，而不能满足环境要求的电磁兼容性能。

发明内容

本发明要解决技术问题是提供一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺，从而实现对部分需要导电的表面形成导电氧化膜，而需要高热辐射系数、高硬度、高耐腐蚀性的表面形成阳极氧化膜。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)对铝或铝合金制品的全部表面先进行导电氧化处理

将铝或铝合金制品的全部表面用有机溶液除油后晾干，所述的有机溶液中磷酸钠Na3PO4·12H2O浓度为50～70g/L、硅酸钠Na2SiO3浓度为25～35g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为8～12g/L；再用含有氢氧化钠20～35g/L和碳酸钠20～30g/L的溶液在温度50～70℃下浸泡，直至工件表面油污除净后再冲洗干净；接着用含有硝酸300～500g/L和铬酐5～15g/L的溶液在室温下浸泡使黑膜退净为止；然后在含有铬酐3.5～4.0g/L、重铬酸钠3.0～3.5g/L和氟化钠1g/L的溶液中在温度25～35℃下浸泡，再用40～50℃的热水冲洗，自然晾干，在温度40～50℃烘箱中老化，形成了导电氧化后的铝或铝合金制品；

2)对需要导电的表面进行遮蔽保护

将导电氧化后的铝或铝合金制品除油后晾干，在需要导电的制品表面上均匀刷涂或喷涂经活性稀释剂稀释后的遮蔽材料，所述的遮蔽材料为甲基丙烯酸羟乙脂和邻苯二甲酸酐，所述的活性稀释剂为丙烯酸酯类单体；再将制品放入100℃～150℃的恒温箱中烘烤，使遮蔽材料完全固化；

3)对制品进行阳极氧化处理

将铝或铝合金制品清洗除油后晾干，在硫酸溶液中进行氧化处理，控制温度为18～24℃，电压为11～13V，，然后冲洗制品上的残留酸碱溶液，制品上有部分被遮蔽材料保护的表面，也有形成硬质阳极氧化膜的表面；

4)褪除导电面的遮蔽材料

用氯化碳氢化合物作为褪除剂来溶解褪除遮蔽材料，直至制品导电氧化面上无任何残留物质，形成了复合氧化表面处理后的铝或铝合金制品。

所述步骤4)中的褪除剂为混合二甲苯或三氯乙烯。

作为改进，所述步骤3)和步骤4)之间还包括染色步骤：将步骤3)获得的制品放入含有酸性毛元ATT20～30g/L和酸性湖蓝2～3g/L的溶液中，在温度50～70℃和pH3～3.5或4.5～5.5条件下浸泡。

本发明的有益效果有：

a)本发明提供的工艺方法可以让铝合金制品的表面同时拥有导电氧化表面处理和阳极氧化处理的所有优良性能，并可以按照制品的设计意图自由选择处理表面，从而实现在铝合金制品的应用领域所提出的对制品表面的导电性能、硬度、耐磨度、耐腐蚀性、热辐射系数的特殊要求。

b)本发明提供的工艺方法实施后的成品率高，使用者只需按照工艺流程、工艺参数、药剂配方来处理，成品率可达99.6％。

c)本发明提供的工艺方法实施成本低，过程简单易控，所需成本仅占制品生产全部成本小于1％。

附图说明

图1以某铝合金制品为例的制品外型图

图2完成了第一步工艺流程的制品示意图

图3完成了第二步工艺流程的制品示意图

图4完成了第三部工艺流程的制品示意图

图5铝合金制品的最终状态示意图

标号说明：

1、表面处理前的铝合金制品；

2、导电氧化后的铝合金制品；

3、被遮蔽材料保护的部分表面；

4、有阳极氧化膜的铝合金表面；

5、遮蔽材料褪除后的铝合金表面

6、表面处理后的铝合金制品。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

以下某铝合金制品为例，结合附图对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，将铝合金制品1用有机溶液(磷酸钠Na3PO4·12H2O 50～70g/L，硅酸钠Na2SiO3 25～35g/L，十二烷基磺酸钠8～12g/L)除油后晾干。再用溶液(氢氧化钠20～35g/L，碳酸钠20～30g/L)在温度50～70℃下，浸泡0.5～2分钟，直至工件表面油污除净后冲洗干净。接着用溶液(硝酸300～500g/L，铬酐5～15g/L)在室温下浸泡使黑膜退净为止，然后在溶液(铬酐3.5～4.0g/L，重铬酸钠3.0～3.5g/L，氟化钠1g/L)，温度25～35℃下，浸泡3～8min后用40～50℃的热水冲洗0.5～1min，自然晾干，最后在温度40～50℃烘箱中老化10～15min，形成了如图2的导电氧化后的铝合金制品2。

将导电氧化后的铝合金制品2除油后晾干，在需要导电的制品表面上均匀刷涂或喷涂稀释后的遮蔽材料(甲基丙烯酸羟乙脂和邻苯二甲酸酐)，活性稀释剂(丙烯酸酯类单体，如烷氧基丙烯酸酯、碳酸单丙烯酸酯等)和遮蔽材料的比例根据所需的流动性、固化时间、固化温度确定。再将制品放入100℃～150℃的恒温箱中烘烤30min～60min，使遮蔽材料完全固化，形成如图3的铝合金制品。

接着将如图3的铝合金制品清洗除油后晾干，在硫酸溶液中，温度20℃，电压12V，处理60min后冲洗制品上的残留酸碱溶液，然后放入溶液(酸性毛元ATT20～30g/L，酸性湖蓝2～3g/L)，温度50～70℃，pH3～3.5(或4.5～5.5)，浸泡时间10～15min，完成染色。如制品无颜色要求，不需染色。形成了如图4的铝合金制品，制品上有部分被遮蔽材料保护的表面3，也有形成硬质阳极氧化膜的表面。最后，用褪除剂(氯化碳氢化合物，如混合二甲苯，三氯乙烯等)溶解褪除遮蔽材料，直至制品导电氧化面上无任何残留物质。最终形成了如图5的复合氧化表面处理后的铝合金制品。

Claims (3)

1、一种铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)对铝或铝合金制品的全部表面先进行导电氧化处理

将铝或铝合金制品的全部表面用有机溶液除油后晾干，所述的有机溶液中磷酸钠Na3PO4·12H2O浓度为50～70g/L、硅酸钠Na2SiO3浓度为25～35g/L，十二烷基磺酸钠的浓度为8～12g/L；再用含有氢氧化钠20～35g/L和碳酸钠20～30g/L的溶液在温度50～70℃下浸泡，直至工件表面油污除净后再冲洗干净；接着用含有硝酸300～500g/L和铬酐5～15g/L的溶液在室温下浸泡使黑膜退净为止；然后在含有铬酐3.5～4.0g/L、重铬酸钠3.0～3.5g/L和氟化钠1g/L的溶液中在温度25～35℃下浸泡，再用40～50℃的热水冲洗，自然晾干，在温度40～50℃烘箱中老化，形成了导电氧化后的铝或铝合金制品；

2)对需要导电的表面进行遮蔽保护

将导电氧化后的铝或铝合金制品除油后晾干，在需要导电的制品表面上均匀刷涂或喷涂经活性稀释剂稀释后的遮蔽材料，所述的遮蔽材料为甲基丙烯酸羟乙脂和邻苯二甲酸酐，所述的活性稀释剂为丙烯酸酯类单体；再将制品放入100℃～150℃的恒温箱中烘烤，使遮蔽材料完全固化；

3)对制品进行阳极氧化处理

将铝或铝合金制品清洗除油后晾干，在硫酸溶液中进行氧化处理，控制温度为18～24℃，电压为11～13V，，然后冲洗制品上的残留酸碱溶液，制品上有部分被遮蔽材料保护的表面，也有形成硬质阳极氧化膜的表面；

4)褪除导电面的遮蔽材料

用氯化碳氢化合物作为褪除剂来溶解褪除遮蔽材料，直至制品导电氧化面上无任何残留物质，形成了复合氧化表面处理后的铝或铝合金制品。

2.根据权利要求1所述的铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺，其特征在于，所述步骤4)中的褪除剂为混合二甲苯或三氯乙烯。

3.根据权利要求1或2所述的铝或铝合金制品表面的复合氧化工艺，其特征在于，所述步骤3)和步骤4)之间还包括染色步骤：将步骤3)获得的制品放入含有酸性毛元ATT20～30g/L和酸性湖蓝2～3g/L的溶液中，在温度50～70℃和pH3～3.5或4.5～5.5条件下浸泡。

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