CN103194777B - 铝合金基材的阳极氧化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝合金基材的阳极氧化工艺，它包括以下步骤：S1、脱脂；S2、第一次水洗；S3、碱洗；S4、第二次水洗；S5、出光；S6、第三次水洗；S7、阳极氧化；S8、第四次水洗；S9、电解着色；S10、第五次水洗；S11、封孔；S12、第六次水洗，最终得到致密的阳极氧化膜。本发明的优点在于：在整个阳极氧化的工艺过程中，都是在常温的环境下进行，消耗能源量小，而且阳极氧化后的硫酸可重复利用于脱脂工艺，原材料利用率高，其生产成本低；在阳极氧化反应后，进行封孔，使得阳极氧化膜有效地保护铝及铝合金；阳极氧化膜表面的蜂窝多孔结构消失，其表面光洁度高，而且膜表面的光洁度保持时间长。

Description

铝合金基材的阳极氧化工艺
技术领域
本发明涉及一种金属表面处理的工艺，特别是铝合金基材的阳极氧化工艺。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，特别是在建筑行业的应用更为广泛。铝是非常活泼的金属，铝及铝合金在空气中会形成一层氧化铝膜，可以保护铝及铝合金在中性或弱酸性溶液中不再进一步被腐蚀，起到一定的保护作用。为了增强膜的保护作用，铝表面处理是不可缺少而又十分重要的技术措施，工业规模的铝及铝合金的表面处理方法，通常有阳极氧化处理、化学转化处理、电镀或化学镀处理、表面有机物涂装等。其中应用最广的就是阳极氧化处理。所谓铝及铝合金的阳极氧化表面处理，就是在适当的电解液中，将铝制品作为阳极，通以阳极电流，使其表面氧化得到一层氧化膜的一种表面处理方法。但是经过阳极氧化处理的铝及铝合金表面为蜂窝的多孔结构，这些微孔具有极强的化学活性和物理吸附性，容易吸附大气中的腐蚀介质和污染物，从而影响外观，甚至导致阳极氧化膜的腐蚀。因此，在阳极氧化后，必须采用封孔技术将阳极氧化膜中的微孔闭合，使阳极氧化膜能有效地保护铝制品表面的目的。
传统的铝及铝合金阳极氧化膜的封孔方法有：水合封孔法、重铬酸盐封孔法及水解盐封孔法。水合封孔法是将阳极氧化铝制品放入沸水或蒸汽中封孔，利用阳极氧化膜表面和孔壁中的氧化铝与水发生水合反应，使其本身体积增大而将微孔封孔，是一种最为普遍的封孔方法。但该方法存在封孔时间较长，能耗量较大，生产成本高等缺陷，而且其封孔质量难以保证。重铬酸盐封孔法是在高温的重铬酸钾溶液中进行的，而重铬酸钾具有剧毒，不适用于大规模生产。水解盐封孔法主要运用于染色后的膜封孔，采用易水解的钴盐与镍被氧化膜吸附后，在阳极氧化膜微孔内发生水解，产生氢氧化物沉淀微孔封孔。但是该方法同样需要在高温条件下工作，能耗大，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种生产成本低、增长铝合金的使用寿命、表面光洁度好的铝合金基材的阳极氧化工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：铝合金基材的阳极氧化工艺，它包括以下步骤：
S1、脱脂：将铝合金基材放入13%～15%的硫酸槽中，脱脂，3min～5min后取出；
S2、第一次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗时间为2min～4min，保证铝合金基材表面的PH值＞4；
S3、碱洗：将铝合金基材放入浓度为45kg/m3～55kg/m3，温度为40℃～60℃的氢氧化钠溶液中，碱洗4min～8min；
S4、第二次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗2min～4min后取出；
S5、出光：将铝合金基材进行机械抛光，保证铝合金基材的表面呈镜面或缎面；
S6、第三次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗2min～4min，待PH值＞4后取出；
S7、阳极氧化：将铝合金基材放入含有130g/L～180g/L硫酸的氧化槽内作为阳极，以铅板为阴极，温度控制在18℃～22℃之间，接通电源，电压在13V～15V之间，电流密度在1.0A/dm2～1.6A/dm2之间，反应25min～45min后取出；
S8、第四次水洗：将经过阳极氧化的铝合金基材用自来水反复冲洗，冲洗2min～4min后取出后，再用去离子水冲洗1min～2min；
S9、电解着色：将铝合金基材放入锡盐电解槽中，调节锡盐电解液的PH值范围为0.8～1.2，通入电压为13V～15V的交流电源，带着色均匀后取出铝合金基材；
S10、第五次水洗：先用自来水冲洗铝合金基材1min～2min，再用等离子水冲洗1min～2min；
S11、封孔：用去离子水和氟化镍配制封孔液，对铝合金基材进行封孔处理；
S12、第六次水洗：将铝合金基材用去离子水浸洗2min～4min后取出。
所述的氧化槽内还含有5g/L～20g/L的铝离子。
所述的锡盐电解槽内的成分为12kg/m3～15kg/m3的硫酸锡、12kg/m3～15kg/m3的硫酸和添加剂的混合溶液。
所述的锡盐电解槽中的添加剂为酒石酸、酚磺酸或萘磺酸中至少一种。
本发明具有以下优点：
1、在整个阳极氧化的工艺过程中，都是在常温的环境下进行，消耗能源量小，而且阳极氧化后的硫酸可重复利用于脱脂工艺，原材料利用率高，其生产成本低。
2、在铝及铝合金的外表上产生一层阳极氧化膜，并在阳极氧化反应后，进行封孔，使得阳极氧化膜有效地保护铝及铝合金。
3、在封孔后，阳极氧化膜表面的蜂窝多孔结构消失，得到一层致密的阳极氧化膜，其表面光洁度高，而且大气中的腐蚀介质和污染物对阳极氧化膜无法构成威胁，膜表面的光洁度保持时间长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例1】：
铝合金基材的阳极氧化工艺，它包括以下步骤：
S1、脱脂：将铝合金基材放入13%的硫酸槽中，脱脂，5min后取出；
S2、第一次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗时间为4min，保证铝合金基材表面的PH值＞4；
S3、碱洗：将铝合金基材放入浓度为55kg/m3，温度为40℃的氢氧化钠溶液中，碱洗8min；
S4、第二次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗2min后取出；
S5、出光：将铝合金基材进行机械抛光，保证铝合金基材的表面呈镜面或缎面；
S6、第三次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗4min，待PH值＞4后取出；
S7、阳极氧化：将铝合金基材放入含有130g/L硫酸的氧化槽内作为阳极，氧化槽内还含有5g/L的铝离子，以铅板为阴极，温度控制在22℃，接通电源，电压在13V，电流密度在1.6A/dm2，反应45min后取出；
S8、第四次水洗：将经过阳极氧化的铝合金基材用自来水反复冲洗，冲洗2min后取出后，再用去离子水冲洗2min；
S9、电解着色：将铝合金基材放入锡盐电解槽中，锡盐电解槽内的成分为12kg/m3的硫酸锡、15kg/m3的硫酸和添加剂的混合溶液，锡盐电解槽中的添加剂为萘磺酸，调节锡盐电解液的PH值范围为1.2，通入电压为15V的交流电源，带着色均匀后取出铝合金基材；
S10、第五次水洗：先用自来水冲洗铝合金基材1min，再用等离子水冲洗2min；
S11、封孔：用去离子水和氟化镍配制封孔液，对铝合金基材进行封孔处理；
S12、第六次水洗：将铝合金基材用去离子水浸洗4min后取出。
【实施例2】：
铝合金基材的阳极氧化工艺，它包括以下步骤：
S1、脱脂：将铝合金基材放入14%的硫酸槽中，脱脂，4min后取出；
S2、第一次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗时间为3min，保证铝合金基材表面的PH值＞4；
S3、碱洗：将铝合金基材放入浓度为50kg/m3，温度为50℃的氢氧化钠溶液中，碱洗6min；
S4、第二次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗3min后取出；
S5、出光：将铝合金基材进行机械抛光，保证铝合金基材的表面呈镜面或缎面；
S6、第三次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗3min，待PH值＞4后取出；
S7、阳极氧化：将铝合金基材放入含有150g/L硫酸的氧化槽内作为阳极，氧化槽内还含有12g/L的铝离子,以铅板为阴极，温度控制在20℃，接通电源，电压在14V，电流密度在1.3A/dm2，反应35min后取出；
S8、第四次水洗：将经过阳极氧化的铝合金基材用自来水反复冲洗，冲洗3min后取出后，再用去离子水冲洗1.5min；
S9、电解着色：将铝合金基材放入锡盐电解槽中，锡盐电解槽内的成分为13.5kg/m3的硫酸锡、13.5kg/m3的硫酸和添加剂的混合溶液，锡盐电解槽中的添加剂为酒石酸、酚磺酸和萘磺酸，调节锡盐电解液的PH值范围为1.0，通入电压为14V的交流电源，带着色均匀后取出铝合金基材；
S10、第五次水洗：先用自来水冲洗铝合金基材1.5min，再用等离子水冲洗1.5min；
S11、封孔：用去离子水和氟化镍配制封孔液，对铝合金基材进行封孔处理；
S12、第六次水洗：将铝合金基材用去离子水浸洗3min后取出。
【实施例3】：
铝合金基材的阳极氧化工艺，它包括以下步骤：
S1、脱脂：将铝合金基材放入13%～15%的硫酸槽中，脱脂，3min后取出；
S2、第一次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗时间为2min，保证铝合金基材表面的PH值＞4；
S3、碱洗：将铝合金基材放入浓度为45kg/m3，温度为60℃的氢氧化钠溶液中，碱洗4min；
S4、第二次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗4min后取出；
S5、出光：将铝合金基材进行机械抛光，保证铝合金基材的表面呈镜面或缎面；
S6、第三次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗2min，待PH值＞4后取出；
S7、阳极氧化：将铝合金基材放入含有180g/L硫酸的氧化槽内作为阳极，氧化槽内还含有20g/L的铝离子，以铅板为阴极，温度控制在18℃，接通电源，电压在15V，电流密度在1.0A/dm2，反应25min后取出；
S8、第四次水洗：将经过阳极氧化的铝合金基材用自来水反复冲洗，冲洗4min后取出后，再用去离子水冲洗1min；
S9、电解着色：将铝合金基材放入锡盐电解槽中，锡盐电解槽内的成分为15kg/m3的硫酸锡、12kg/m3的硫酸和添加剂的混合溶液，锡盐电解槽中的添加剂为酒石酸，调节锡盐电解液的PH值范围为0.8，通入电压为13V的交流电源，带着色均匀后取出铝合金基材；
S10、第五次水洗：先用自来水冲洗铝合金基材2min，再用等离子水冲洗1min；
S11、封孔：用去离子水和氟化镍配制封孔液，对铝合金基材进行封孔处理；
S12、第六次水洗：将铝合金基材用去离子水浸洗2min后取出。

Claims (1)

1.铝合金基材的阳极氧化工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、脱脂：将铝合金基材放入13%的硫酸槽中，脱脂，5min后取出；
S2、第一次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗时间为4min，保证铝合金基材表面的pH值＞4；
S3、碱洗：将铝合金基材放入浓度为55kg/m3，温度为40℃的氢氧化钠溶液中，碱洗8min；
S4、第二次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗2min后取出；
S5、出光：将铝合金基材进行机械抛光，保证铝合金基材的表面呈镜面或缎面；
S6、第三次水洗：用自来水反复冲洗铝合金基材，冲洗4min，待pH值＞4后取出；
S7、阳极氧化：将铝合金基材放入含有130g/L硫酸的氧化槽内作为阳极，所述的氧化槽内还含有5g/L的铝离子，以铅板为阴极，温度控制在22℃，接通电源，电压在13V，电流密度在1.6A/dm2，反应45min后取出；
S8、第四次水洗：将经过阳极氧化的铝合金基材用自来水反复冲洗，冲洗2min后取出后，再用去离子水冲洗2min；
S9、电解着色：将铝合金基材放入锡盐电解槽中，所述的锡盐电解槽内的成分为12kg/m3的硫酸锡、15kg/m3的硫酸和添加剂的混合溶液，所述的锡盐电解槽中的添加剂为萘磺酸，调节锡盐电解液的pH值范围为1.2，通入电压为15V的交流电源，带着色均匀后取出铝合金基材；
S10、第五次水洗：先用自来水冲洗铝合金基材2min，再用等离子水冲洗2min；
S11、封孔：用去离子水和氟化镍配制封孔液，对铝合金基材进行封孔处理；
S12、第六次水洗：将铝合金基材用去离子水浸洗4min后取出；
在整个阳极氧化的工艺过程中，都是在常温的环境下进行，消耗能源量小，而且阳极氧化后的硫酸可重复利用于脱脂工艺，原材料利用率高，其生产成本低。
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