CN102864478B - 一种铝制品表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝制品表面处理工艺，包括如下步骤和参数：步骤一，表面预处理；步骤二，阳极氧化处理，在浓度为14%至18.5%的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阳级置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为8至11℃，电流密度为0.8至1.5A/dm2的条件范围内进行阴阳电解;步骤三，封装。本发明由于采用了碳板作为阴极。使得阳级氧化膜生长成为釉面陶瓷效果，采用采用介于普通工艺和硬质工艺之间的技术参数，使氧化膜的生成比较细腻。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种铝制品表面处理工艺。
背景技术
铝及铝合金的阳极氧化处理，通常是将铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程。阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅，不锈钢，钛等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。由于电解过程中电极发生极其复杂的氧化-还原反应，阳极氧化膜的结构性质与其有着密切相关。因此通过改变阳极氧化操作条作来满足不同使用要求。阳极氧化膜生长的一个先决条件是，电解液对氧化膜应有的溶解作用。但这并非在所有存在的溶解作用的电解液中阳极氧化，都能生成氧化膜或生成性质相同的氧化膜。
目前，铝制品表面处理工艺，一般是采用阳极氧化处理的工艺，通过普通阳极处理后经过机械加工，即磨光处理使表面氧化层达到一种有光亮效果的致密的氧化层。但此方法弊端太多，例如：没有很高的耐磨性，没有很长的使用寿命，没有很强的耐蚀性，因为靠外力磨光会破坏氧化层的均匀性降低了氧化层的保护作用。此外，还有通过普通的极阳处理，经过电泳漆工艺使表面得到一层很光亮的镀层，但此方法没有很高的耐磨性，没有很长的使用寿命，没有很强的耐蚀性。
针对现有技术存在的上述问题，技术人员也提出了大量的解决方案。例如，公开号为CN 102477573 A的中国发明专利申请，就公开了一种《铝制品阳极氧化的表面处理工艺》。但是，现有的技术方案，仍然存在不能应用到高品质的产品上面，表面没有很强的亮度；没有金属陶瓷的釉面效果，显示不出高档次的效果；颜色的选择性比较少，做不到浅色及鲜艳的颜色等技术问题未能有效解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种铝制品表面处理工艺，该处理工艺能够使铝制品表面的硬度、耐磨度、光亮度更好，实现陶瓷的釉面效果，且易于附着各种色彩。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝制品表面处理工艺，包括如下步骤和参数：
步骤一，表面预处理；
步骤二，阳极氧化处理，在浓度为14%至18.5%的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阳级置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为8至11℃，电流密度为0.8至1.5A/dm2的条件范围内进行阴阳电解;
步骤三，封装。
优选的技术方案是所述阳极氧化处理采用直电硫酸阳板氧化法；所述步骤二氧化产生的硬质膜空隙率为2%；所述步骤二中氧化膜生成速度控制在5分钟/微米；所述步骤三还包括有机封孔工艺。
更进一步优选的技术方案是所述步骤三之前还设置有染色工艺。
本发明由于采用了碳板作为阴极。使得阳级氧化膜生长成为釉面陶瓷效果，采用采用介于普通工艺和硬质工艺之间的技术参数，使氧化膜的生成比较细腻。
具体实施方式
本发明铝制品阳极氧化的表面处理工艺流程为:
第一，表面预处理，中和、水清洗;
第二，阳极氧化处理，常温下，在浓度为17%至18.5%，质量百分比190g/L至210g/L之间的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阴级置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为8℃至11℃，电流密度为0.8A/dm2至1.5A/dm2的条件范围内进行阴阳电解，采用直电硫酸阳板氧化法，氧化膜生成速度保持在5分钟/微米;
第三，染色;
第四，封闭。
实施例1
第一，表面预处理，中和、水清洗;
第二，阳极氧化处理，常温下，在浓度为14%的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阴级置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为8℃，电流密度为0.8A/dm2的条件范围内进行阴阳电解，采用直电硫酸阳板氧化法，氧化膜生成速度保持在5分钟/微米 ;
第三，染色;
第四，封闭。
实施例2
第一，表面预处理，中和、水清洗;
第二，阳极氧化处理，常温下，在浓度为16%的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为9℃，电流密度为1.1A/dm2的条件范围内进行阴阳电解，采用直电硫酸阳板氧化法，氧化膜生成速度保持在5分钟/微米
第三，染色;
第四，封闭。
实施例3
第一，表面预处理，中和、水清洗;
第二，阳极氧化处理，常温下，在浓度为18.5%的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为11℃，电流密度为1.5A/dm2的条件范围内进行阴阳电解，采用直电硫酸阳板氧化法，氧化膜生成速度保持在5分钟/微米;
第三，染色;
第四，封闭。
本发明在结合传统的阳级氧化工艺和硬质阳级氧化工艺，总结开发出“陶瓷铝工艺”。在阴级上反应式为H2: 2H+ +2e→ H2↑，在阳级上反应式为
4OH—4e→2H2O+O2。
本发明不采用传统的含铅、铅钛的金属作为阴极，而是采用了碳板作为阴极。这是阳级氧化膜生长成为釉面陶瓷效果的一个先决条件。如果沿用传统的阴级金属（如铅、钛、铝等）阳能析出的运力没有碳粉彻底，在电化学过程中通常会产生阴极与阳极的极化现象，使用这种高密度碳板能最大限度减少这种极化现象。在阳极产生了大量的氧气，在阴极产生了氢气。这种现象填充了氧化镀层的小孔，对阳极氧化电流形成阻抗。而阴极采用高密度的纯碳板电流通过的时候阴极上的氢气最大化的得到了释放。如果采用金属材料（如铅、钛、铝等）这种极化现象比较明显，阳级生成膜比较粗糙，不够致密。
本发明采用介于普通工艺和硬质工艺之间的技术参数，使氧化膜的生成比较细腻。硬质膜的空隙率约25%左右，比普通常规的硫酸膜要低，通过有机封孔使膜层结合牢固。使用碳板作为阴极使氧化层非常质密，因为氢气可以很好的析出，又没有金属残留在液缸内，造成污染和环境破坏。
本发明所采用的技术参数能使金属层均匀。实现着色鲜艳且有陶瓷釉面效果，节约氧化用电，成本，有更好的防腐效果，更高耐磨强度，提高40%导热性。现有技术参数，硬质氧化可以达到防腐蚀效果，和耐磨强度，但做不到着色鲜艳，陶瓷效果不明显，更没有釉面的质感，而且用电成本高过本工艺，普通氧化，有着色鲜艳，氧化用电成本比硬质氧化低，但没有更好的防腐蚀效果、更高的耐磨强度，也做不到陶瓷效果，根本达不到高品质的要求，而且使铝的氧化工艺向高端，严要求受到了自约，无法满足高级产品的应用。
通过金属陶瓷的处理工件，可以达到非导电工件的品质，而不降低导热性，通过低电压氧化的镀层不会因为超高温情况下工件变形脱落，由于上述原因，陶瓷铝工艺技术被制成非常性能优越的电路基板或散热器。低电压阳级金属陶瓷，带来了众多的优越性中除了功能性外，更显著是外观光亮的陶瓷效果，着色的品种丰富多样，在耐磨度、硬度、厚度、人工汗等测试中有着非常好的效果。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，而不是对本发明技术方案的限定，任何对本发明技术特征所做的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种铝制品表面处理工艺，其特征在于，包括如下步骤和参数：
步骤一，表面预处理；
步骤二，阳极氧化处理，所述阳极氧化处理采用直电硫酸阳板氧化法，在浓度为14%至18.5%的H2SO4硫酸电解溶液，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中，在溶液温度为8至11℃，电流密度为0.8至1.5A/dm2的条件范围内进行阴阳电解; 氧化产生的硬质膜孔隙率为25%；氧化膜生成速度控制在5分钟/微米；
步骤三，进行染色工艺，然后采用有机封孔工艺进行封孔。
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