CN103215629B - 铝硅合金阳极氧化着色生产工艺 - Google Patents

铝硅合金阳极氧化着色生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，先对铝硅合金工件进行物理表面处理，再对其进行阳极氧化，阳极氧化槽液成份含有浓度5-25g/l的磷酸铝盐和浓度2-10g/l的纳米TiO2粉体，然后将铝硅合金工件放置在染料中着色，再对其表面封孔，最后将铝硅合金工件干燥，由于阳极氧化槽液中的磷酸铝盐含有Al3+，它能优先吸附在高电流密度处并放电使电场分布均匀，同时也起到缓冲作用，抑制氧化膜的溶出，使得氧化膜更为平整；纳米TiO2粉体可以有效抑制合金中硅氧化过程的晶向偏析，提高膜的均匀性，同时还能增加阳极氧化膜的硬度，还能与磷酸根离子及合金中的硅铝成分反应生成陶瓷，也能增加表面的硬度、平整性及抗腐蚀性能。

Description

铝硅合金阳极氧化着色生产工艺
技术领域
本发明涉及一种铝硅合金阳极氧化着色生产工艺。
背景技术
铝硅合金具有高强度、高耐磨性、低膨胀系数以及良好的铸造性能等优点。常用于锻件与锻坯作为耐磨材料用于制作活塞及在高温工作的其他零件，在机械工业、汽车工业、航空与军事工业中有着广阔的应用前景。然而，铝合金中含有较多的硅(超过7％)，高含量硅的存在容易造成硅的晶向偏析，导致成膜困难，膜层均匀性差。因此，采用阳极氧化着色来生产高含硅量的铝硅合金制品技术难度较大，现有的阳极氧化着色生产工艺难以实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，可以抑制硅的晶向偏析，容易成膜，膜层具有良好的均匀性。
为了解决上述技术问题，本发明的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，包括以下步骤，
a.对铝硅合金工件进行物理表面处理；
b.对铝硅合金工件进行阳极氧化，阳极氧化槽液成份包括，浓度100-250g/l的硫酸、浓度5-25g/l的磷酸铝盐、浓度2-10g/l的纳米TiO2粉体，控制温度0-15摄氏度，阳极氧化时间20-50分钟，阳极氧化电压10-13V；
c.将铝硅合金工件放置在染料中着色，温度低于50摄氏度，着色时间3-5分钟；
d.对铝硅合金工件表面封孔，采用浓度5-10g/l的高温镍封孔剂，温度90-100摄氏度，时间20-40分钟；
e.将铝硅合金工件干燥。
作为上述技术方案的改进，所述步骤a与步骤b之间需要对铝硅合金工件进行三酸抛光或碱蚀化学表面处理。
作为上述技术方案的改进，所述铝硅合金工件为冲压成型。
所述物理表面处理为喷沙、打磨、拉丝或者抛丸。
所述磷酸铝盐为磷酸一氢铝、磷酸二氢铝和聚合磷酸铝中的一种或者多种的组合。
所述步骤e的干燥温度低于80摄氏度。所述步骤e后还需要对铝硅合金工件进行清洗和再次干燥。
本发明的有益效果是：这种铝硅合金阳极氧化着色生产工艺的阳极氧化槽液中的磷酸铝盐含有Al3+，它能优先吸附在高电流密度处并放电使电场分布均匀，同时也起到缓冲作用，抑制氧化膜的溶出，使得氧化膜更为平整；由于存在纳米TiO2粉体，随着铝硅合金中硅含量越高，纳米TiO2粉体添加量应越多，它的加入可以有效抑制合金中硅氧化过程的晶向偏析，提高膜的均匀性，同时还能增加阳极氧化膜的硬度，溶液中的纳米TiO2粉体还能与磷酸根离子及合金中的硅铝成分在阳极氧化过程中反应生成陶瓷，也能增加表面的硬度、平整性及抗腐蚀性能，利用纳米级粉体表面活性易于生成陶瓷的特点，这是一般微米级粉体所不具备的，微米级粉体通常是通过填充氧化膜表面微孔增加膜的表面硬度。
具体实施方式
本发明的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，包括以下步骤，
a.对铝硅合金工件进行物理表面处理，所述物理表面处理为喷沙、打磨、拉丝或者抛丸，其中所述铝硅合金工件为冲压成型；
b.对铝硅合金工件进行三酸抛光或碱蚀化学表面处理；
c.对铝硅合金工件进行阳极氧化，阳极氧化槽液成份包括，浓度100-250g/l的硫酸、浓度5-25g/l的磷酸铝盐、浓度2-10g/l的纳米TiO2粉体，控制温度0-15摄氏度，阳极氧化时间20-50分钟，阳极氧化电压10-13V，所述磷酸铝盐为磷酸一氢铝、磷酸二氢铝和聚合磷酸铝中的一种或者多种的组合，其中优选磷酸一氢铝、磷酸二氢铝或其两者任意比组合。磷酸铝的添加量是随铝硅合金中硅的含量而定，硅的含量越高，需要加入的磷酸铝越多，纳米TiO2粉体用的用量也是这样，粉体的量越多，抑制硅氧化过程的晶向偏析的能力越强，同时纳米TiO2粉体具有较大的吸附性能，可以有效的吸附着色染料，在表面处理铝硅合金氧化层时，减少氧化层厚度的情况下，着色能力依然出色。这些物质中含有Al3+，它能优先吸附在高电流密度处并放电使电场分布均匀，同时也起到缓冲作用，抑制氧化膜的溶出，使得氧化膜更为平整；铝硅合金中硅含量越高，纳米TiO2粉体添加量应越多，它的加入可以有效抑制合金中硅氧化过程的晶向偏析，提高膜的均匀性，同时还能增加阳极氧化膜的硬度，溶液中的纳米TiO2粉体还能与磷酸根离子及合金中的硅铝成分在阳极氧化过程中反应生成陶瓷，也能增加表面的硬度、平整性及抗腐蚀性能，利用纳米级粉体表面活性易于生成陶瓷的特点，这是一般微米级粉体所不具备的，微米级粉体通常是通过填充氧化膜表面微孔增加膜的表面硬度；
d.将铝硅合金工件放置在染料中着色，温度低于50摄氏度，着色时间3-5分钟；
e.对铝硅合金工件表面封孔，采用浓度5-10g/l的高温镍封孔剂，温度90-100摄氏度，如果温度太低了会导致封孔效果差，时间20-40分钟；
f.将铝硅合金工件干燥，所述步骤e的干燥温度低于80摄氏度，以免温度过高导致膜出现裂纹；
g.对铝硅合金工件进行清洗和再次干燥。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，
a.对铝硅合金工件进行物理表面处理；
b.对铝硅合金工件进行阳极氧化，阳极氧化槽液成份包括，浓度100-250g/L 的硫酸、浓度5-25g/L 的磷酸铝盐、浓度2-10g/L 的纳米TiO2粉体，控制温度0-15摄氏度，阳极氧化时间20-50分钟，阳极氧化电压10-13V；
c.将铝硅合金工件放置在染料中着色，温度低于50摄氏度，着色时间3-5分钟；
d.对铝硅合金工件表面封孔，采用浓度5-10g/L 的高温镍封孔剂，温度90-100摄氏度，时间20-40分钟；
e.将铝硅合金工件干燥。
2.根据权利要求1所述的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：所述步骤a与步骤b之间需要对铝硅合金工件进行三酸抛光或碱蚀化学表面处理。
3.根据权利要求1或2所述的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：所述铝硅合金工件为冲压成型。
4.根据权利要求1所述的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：所述物理表面处理为喷砂、打磨、拉丝或者抛丸。
5.根据权利要求1所述的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：所述步骤e的干燥温度低于80摄氏度。
6.根据权利要求1所述的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：所述磷酸铝盐为磷酸一氢铝、磷酸二氢铝和聚合磷酸铝中的一种或者多种的组合。
7.根据权利要求1所述的铝硅合金阳极氧化着色生产工艺，其特征在于：所述步骤e后还需要对铝硅合金工件进行清洗和再次干燥。
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