CN103305891A

CN103305891A - 金属材料表面白色着色的方法

Info

Publication number: CN103305891A
Application number: CN2012100626232A
Authority: CN
Inventors: 赖锋儒; 胡少刚; 胡纯嘉
Original assignee: KECHENG TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: KECHENG TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明涉及一种金属材料表面白色着色的方法。该方法包括下列步骤：提供一经阳极处理的金属材料进行阴极着色处理，其是将该金属材料置于一电解液中藉以使该金属材料的表面形成一白色色彩。通过该阴极着色处理步骤中含有特定成分的电解液，而使金属材料表面形成一白色色彩进而使其外观达到市场接受度高的成效。本发明的优点在于，利用特定组成的电解液于阴极着色处理的方式，使金属材料表面形成一白色色彩层，使其金属材料的外观符合市场上消费者对3C产品外观的需求。

Description

金属材料表面白色着色的方法

技术领域

本发明涉及一种金属材料表面着色的方法，尤指一种将金属材料表面形成白色的方法，属于金属表面处理领域。

背景技术

金属材料表面的染色方法常利用阳极氧化处理(anodizing)与染色的技术，该阳极氧化处理是利用电化学原理在一金属材料表面生成一具有一定厚度的多孔性的氧化物层，该金属材料再接着进行染色处理，所述的技术具有许多优点，例如：有效抗氧化、容易清洗、不易刮花、耐蚀、表面光滑等。因此阳极处理被广泛用在装饰用途上又可美化外观，获得绚丽多彩的装饰效果，增加产品的附加值。市面上所贩卖的3C产品的金属外壳，已可以见到丰富的色彩，例如：棕色、绿色、黑色、银灰色等，甚至有多层次像彩虹般的色彩，然而市场接受度高的白色的3C产品金属外壳却是极为少见。现阶段业界制作白色金属材料，是使用白色油墨喷涂或是电泳涂装的方法，该等方法实施于铝合金工件表面上，往往使铝合金工件表面失去金属质感而具塑料质感，无法满足对质感及外观越来越苛求的大众。

发明内容

有鉴于现今缺乏一有效将金属材料的表面具金属质感白色外观处理技术，本发明的目的是提供一种金属材料表面着色的方法，通过特定组成的电解液于阴极着色处理的方式，将白色材料沉积于铝阳极孔洞内，使金属材料表面其具金属质感白色外观，以解决现有技术的缺陷。

为达到上述的目的，本发明提供一种金属材料表面白色着色的方法，其包括下列步骤：

提供一经阳极处理的金属材料进行阴极着色处理，其是将该金属材料置于一电解液中藉以使该金属材料的表面形成一白色色彩层。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在进行阴极着色处理前，该方法还包括对一金属材料进行前处理；并且对经前处理的金属材料进行阳极处理，以取得经阳极处理的金属材料。即该方法可以包括以下具体步骤：

提供一金属材料；

对该金属材料进行前处理；

对该经前处理的金属材料进行阳极处理；

对该经阳极处理的金属材料进行阴极着色处理，藉以使该金属材料的表面形成一色彩层。

根据本发明的具体实施方案，优选地，阴极着色处理步骤的电解液为硫酸溶液、磷酸溶液、钛金属盐类、钡金属盐类、锌金属盐类或其等的组合。

依据本发明，本发明的色彩层是呈现前述电解液经过阴极着色处理步骤而附着于该经过阳极处理的金属材料表面所呈现的颜色，该色彩层是呈现白色，所述的白色，是指任何明度相对较高，色相接近为零的色彩，诸如但不限于：乳白、月白、象牙白、苹果白等颜色。

根据本发明的具体实施方案，优选地，阴极着色处理步骤的电解液为每一公升含有1至10g硫酸钛的20％至25％的硫酸水溶液。

根据本发明的具体实施方案，优选地，阴极着色处理步骤的温度环境条件介于5℃至50℃之间。

根据本发明的具体实施方案，优选地，阴极着色处理步骤是以0.5至20A/dm²的电流密度对该金属材料进行阴极着色处理。

根据本发明的具体实施方案，优选地，阳极处理步骤与阴极着色处理步骤之间，本发明提供的金属材料表面白色着色的方法还具有一表面扩孔处理步骤，该表面扩孔处理步骤是将该阳极处理后的金属材料浸泡于酸液中，使该金属材料的表面孔洞变大。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在阴极着色处理步骤之后，本发明提供的金属材料表面白色着色的方法还包含有一干燥步骤，其是将该金属材料进行脱水及风干，使该金属材料表面干燥。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在阴极着色处理步骤与干燥步骤之间，本发明提供的金属材料表面白色着色的方法还包含有一封孔步骤。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在封孔步骤与该干燥步骤之间，本发明提供的金属材料表面白色着色的方法还包含有一除灰步骤。

本发明的优点在于，利用特定组成的电解液于阴极着色处理的方式，使金属材料表面形成一白色色彩层，使其金属材料的外观符合市场上消费者对3C产品外观的需求。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施例的流程图。

图2为本发明的前处理步骤的次步骤的流程图。

图3为本发明的另一较佳实施例的流程图。

图4为本发明的一较佳实施例的流程图。

主要组件符号说明：

S1提供一金属材料 S2前处理 S21脱脂 S22碱洗

S23化抛 S24酸洗 S3阳极处理 S4阴极着色处理

S5表面扩孔处理 S6干燥 S7封孔 S8除灰

具体实施方式

为能详细了解本发明的技术特征与实用功效，并可依照说明书的内容来实施，下面进一步配合图式及较佳实施例，以阐述本发明为达目的所使用的技术手段。

于本发明中，请参考图1所示，其是提供一金属材料S1后，通过前处理S2、阳极处理S3以及阴极着色处理S4等步骤，达到使该金属材料的表面形成一白色色彩层的功效。其中该金属材料是为铝合金、铜合金、镁合金、锰合金、锌合金、钛合金、铁、钢、其它利用化学法或电化学法使其产生多孔性膜层的材料，且该金属材料是经由适当加工方式如挤型、锻烧或压铸制作成型；

请进一步参考图2所示，其是对该金属材料进行前处理S2，以增加金属材料的表面的可加工性以及改变其表面的特性；该前处理S2步骤包括脱脂S21、碱洗S22、化抛S23以及酸洗S24等次步骤，其中：

脱脂S21：其是将该金属材料置于含有体积百分比浓度为1％至50％的脱脂剂的溶液中，并于温度介于10℃及90℃之间的环境下进行脱脂，以去除该金属材料表面的油脂或有机化合物；

碱洗S22：其是将脱脂后的该金属材料置于酸碱值高于7.0(pH＞7.0)的碱性溶液之中，并于温度介于10℃及90℃之间的环境下进行碱洗，以清除金属材料表面上的污染物(例如有机或无机物)；

化抛S23：其是将碱洗后的金属材料置于体积百分比浓度为1％至85％的酸性溶液中，并于温度介于10℃至90℃之间的环境下进行化抛；以及

酸洗S24：其是将化抛后的金属材料置于酸碱值小于7(pH＜7.0)的酸性溶液中，并于温度介于10℃至90℃之间的环境下进行酸洗，以去除金属材料表面上析出的不纯物或氧化物。

该前处理S2步骤中，可依据工艺需求，于脱脂S21、碱洗S22、化抛S23以及酸洗S24的次步骤之后分别再对金属材料进行水洗处理。经前处理S2后的金属材料，再进行阳极处理S3，该阳极处理S3是以体积百分比浓度为0.1％至95％的硫酸溶液、草酸溶液、磷酸溶液、硼酸溶液、酒石酸溶液或其等的组合所组成的电解液，并将该金属材料置于电解液中，且温度介于5℃至50℃之间的环境下，以0.2至3安培/平方分米(A/dm²)的电流密度对该金属材料进行阳极处理S3，处理时间历经10至60分钟，以使该金属材料表面经过氧化反应而形成一多孔性膜层，于此，可依据工艺需求，在阳极处理S3之后分别再对该金属材料进行水洗处理。经阳极处理S3后的金属材料，再进行阴极着色处理S4，该阴极着色处理S4是以硫酸溶液、磷酸溶液、钛金属盐类、钡金属盐类、锌金属盐类或其等的组合所组成的电解液，并将该金属材料置于电解液中，且于温度介于5℃至50℃之间的环境下以及以0.5至20A/dm²的电流密度对该金属材料进行阴极着色处理S4，利用所述的金属盐类与酸液的组合使该金属材料表面形成一白色色彩层。于此，可依据工艺需求，在阴极着色处理S4步骤之后分别再对该金属材料进行水洗处理。

于较佳实施例中，请参阅图3所示，可于阳极处理S3步骤与阴极着色处理S4步骤之间再包含有一表面扩孔处理S5步骤以及于阴极着色处理S4步骤之后可再包含有一干燥S6步骤；其中该表面扩孔处理S5是将该经阳极处理S3的金属材料浸泡于浓度为0.5％至85％的酸性溶液中，并于温度为10℃至60℃之间的环境下浸泡30秒至30分钟，藉以使该阳极处理后的金属材料的表面孔洞扩大，之后再对该金属材料进行水洗处理，并接续进行阴极着色处理S4步骤以对该金属材料进行着色。

该干燥S6步骤是将该经着色后的金属材料置于醚类、醇类、芳香烃类的有机溶剂或其等的组合的溶剂中脱水30至60分钟，再于温度为5℃至95℃之间的环境下风干30秒至60分钟，以使该金属材料表面呈现干燥状态。

于另一较佳实施例中，请参阅图4所示，其是于阴极着色处理S4步骤之后还包含有一封孔S7步骤，其中该封孔S7是将该经着色后的金属材料置于浓度为7克/升(g/L)的醋酸镍型式封孔剂，并使该金属材料于温度为5℃至95℃之间的环境下进行封孔处理，于此，可依据工艺需求，在封孔S7步骤之后分别再对该金属材料进行水洗处理。

于另一更佳实施例中，亦可于封孔S7步骤与干燥S6步骤之间还包含有一除灰S8步骤，其中该除灰S8是将经封孔处理后的金属材料置于酸碱值小于7(pH＜7.0)的酸性溶液中，并于温度为5℃至95℃之间的环境下进行除灰S8处理，于此，可依据工艺需求，在除灰S8步骤之后分别再对该金属材料进行1至5次且温度介于5℃至95℃之间的水洗处理。

以下通过较佳实施例进一步具体例示说明本发明。应注意的是该等实施例是用以说明本发明者，而非藉以在任何方面限制本发明的范围。

实施例：

准备一铝合金材料，将该铝合金材料进行前处理S2，其包括脱脂S21、碱洗S22、化抛S23、酸洗S24等方式；先将该铝合金材料置于含有3％至5％的脱脂剂溶液中，于温度为50℃环境下进行脱脂S21后，以纯水于室温下对该金属材料进行2次水洗处理。接着，将该铝合金材料置于200g/L的氢氧化钠水溶液中，于室温环境下进行碱洗S22，再以纯水于室温下对该金属材料进行2次水洗处理。于此，将铝合金材料置于磷酸水溶液中，于温度为85℃至93℃环境下进行化抛S23，再以纯水于室温下对该金属材料进行3次水洗处理。最后将该化抛S23后的铝合金材料置于20毫升/升(mL/L)的硝酸水溶液中，于室温环境下进行酸洗S24，再以纯水于室温下对该金属材料进行4次水洗处理。此时便完成该铝合金材料的前处理S2的流程。

该铝合金材料于前处理S2之后，此时对该铝合金材料进行阳极处理S3；以20％至25％的硫酸水溶液作为电解液，将铝合金材料置于该电解液中，于温度介于15℃至25℃之间的环境下，以1.4A/dm²的电流密度对该金属材料进行阳极处理，处理时间历经30分钟，经过阳极处理S3后的该铝合金材料表面经过氧化反应而形成一多孔性膜层，此时，以纯水于室温下对该金属材料进行水洗处理。随后可将铝合金材料浸泡于磷酸水溶液中且于室温下进行表面扩孔处理，处理时间历经7分钟。

经表面扩孔处理后的铝合金材料再置入每一公升含有5g硫酸钛的20％至25％的硫酸水溶液中且于室温下以9.0-12A/dm²的电流密度对该金属材料进行阴极着色处理S4，藉以使该铝合金材料表面具有一白色色彩，此时再以纯水于室温下对该金属材料进行水洗处理。之后，将该铝合金材料的多孔性膜层置于7g/L封孔剂溶液中且于温度为70℃至95℃环境下进行封孔S7，前述的封孔剂为醋酸镍型式封孔剂，此时再以纯水于室温下对该金属材料进行水洗处理。于此，将封孔后的铝合金材料置于20mL/L的硝酸水溶液中且于室温下进行除灰S8，再接着以纯水于室温下对该金属材料进行水洗处理。最后，将除灰后的铝合金材料进行干燥S6，其是将该合金材料置于95％的酒精溶液中浸泡30秒进行脱水，再于温度为95℃的环境下进行风干，以使该铝合金材料表面呈现干燥状态。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明有任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种金属材料表面白色着色的方法，其包括下列步骤：

2.如权利要求1所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，所述阴极着色处理步骤的电解液为硫酸溶液、磷酸溶液、钛金属盐类、钡金属盐类、锌金属盐类或其组合。

3.如权利要求2所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，所述阴极着色处理步骤的电解液为每一公升含有1至10g硫酸钛的20至25％的硫酸水溶液。

4.如权利要求2所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，所述阴极着色处理步骤的温度环境条件介于5℃至50℃之间。

5.如权利要求2所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，所述阴极着色处理步骤是以0.5至20A/dm²的电流密度对所述金属材料进行阴极着色处理。

6.如权利要求2所述的金属材料表面白色着色的方法，其于进行阴极着色处理前，还包括对一金属材料进行前处理；并且对所述经前处理的金属材料进行阳极处理，以取得经阳极处理的金属材料。

7.如权利要求6所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，所述阳极处理步骤与所述阴极着色处理步骤之间还具有一表面扩孔处理步骤，该表面扩孔处理步骤是将所述阳极处理的金属材料浸泡于酸液中，使所述金属材料的孔洞变大。

8.如权利要求1至7任一项所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，于所述阴极着色处理步骤之后还包含有一干燥步骤，其是将所述金属材料进行脱水及风干，使所述金属材料表面干燥。

9.如权利要求8所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，于所述阴极着色处理步骤与所述干燥步骤之间还包含有一封孔步骤。

10.如权利要求9所述的金属材料表面白色着色的方法，其中，于封孔步骤与所述干燥步骤之间还包含有一除灰步骤。