CN103320837B - 一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法 - Google Patents

一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，包括以下步骤：A）配制电解液，B）把炊具与一电极连接后浸泡在电解液中，电解液中还设置有另一电极，在两电极之间通交流电，对铝质炊具进行电解氧化；其中，所述交流电的正向和反向电流密度分别为I+和I-，I+=1-10A/dm2，I-=1-5A/dm2，通正向电流的时间为t+，通反向电流的时间为t-，t-=1-100ms,t+=(8-12)*t-。本发明还进一步提供了一种硬化处理的电解液配方。本发明方法工作液温度范围宽、成膜速度快，经本发明方法获得的膜硬度高、表面黑色均匀一致、裂纹现象大大改善，并且降低了能耗、提高了生产效率。

Description

一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法
技术领域
本发明涉及一种铝质炊具的处理方法，特别是一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法。
背景技术
铝质炊具因其具有易加工、轻便以及良好的物理、化学性能等优点，广泛应用于日常生活中。在铝质炊具的制作过程中，为增加耐用性，铝质炊具在成型后都需要进行表面黑色硬化处理。一般的表面黑色硬化处理都是采用直流电对铝质炊具进行电解；硬化处理要求工作液低温（-7―0℃）、时间长（30—60min）、电源电压高（60—100V）。这样的表面黑色硬化处理方法存在以下缺点：（1）能耗高，生产效率低；（2）在以纯硫酸为阳极氧化处理电解液的体系中，局部过热情况严重，不易生成厚膜；（3）工作液温度范围窄；（4）成膜速度慢：按照目前的技术，成膜速度一般为1.0um/min；（5）硬度不够高：现有技术一般为300-380HV；（6）表面黑色不均匀；（7）容易出现“烧蚀”、“粉化”等不良现象。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种能耗低、生产效率高的铝质炊具表面黑色硬化处理方法。
本发明的另一个目的是提供一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，该方法成膜速度快，硬度高。
本发明的又一个目的是提供一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，使用该方法获得的表面膜更加致密，裂纹现象得到改善，表面黑色均匀一致。
本发明所采用的技术方案是：
一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，其包括以下步骤：
A）配制电解液，
B）把炊具与一电极连接后浸泡在电解液中，电解液中还设置有另一电极，在两电极之间通交流电，对铝质炊具进行电解氧化；
其中，所述交流电的正向和反向电流密度分别为I+和I-，I+=1-10A/dm2，I-=1-5A/dm2，通正向电流的时间为t+，通反向电流的时间为t-，t-=1-100ms,t+=(8-12)*t-。
优选地，I+=5A/dm2，I-=3A/dm2，t-=50ms,t+=500ms。
优选地，电解液温度为10-30℃，电解时间为20-40min。
优选地，表面硬化处理采用的电解液配方为：
硫酸：100-200g/L
复合有机酸：1-20g/L
Al3+：2-13g/L
其中复合有机酸包括草酸、乳酸、柠檬酸、苹果酸中的任意两种。
优选地，表面硬化处理采用的电解液配方为：
硫酸：150g/L
复合有机酸：10g/L
Al3+：7g/L
其中复合有机酸的组成为：
草酸：5g/L
乳酸：5g/L。
本发明的有益效果是：
现有技术铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，一般采用直流电进行电解，工作液低温、时间长、电源电压高，造成能耗高，生产效率低。本发明使用交流电进行铝质炊具的表面黑色硬化处理，不仅可利用间隙电流时段带走界面热量，而且当电流转为负向时，膜表面会产生大量氢气，由于氢气从多孔膜的底部向表面析出时对表面溶液有强烈的搅拌作用，因而能将膜表面的热量迅速带走，从而更有利于大电流密度下的铝炊具表面硬化处理。本发明实现了大电流密度常温表面黑色硬化处理，电流密度高，工作液温度范围宽。在获得相同膜层性能的条件下，本发明的方法不仅能大幅度降低表面黑色硬化处理的电解液温度，同时还令能耗降低30%以上，产能增加一倍以上。
现有技术以纯硫酸为阳极氧化处理电解液的体系中，局部过热情况严重，不易生成厚膜。为了加强有效散热，本发明研发出了交流电与复合酸硬质处理技术。通过通交流电和有机复合酸的加入，减慢了氧化膜的溶解过程，提高了阳极氧化膜的生产速度，使表面膜更加致密，裂纹现象大大改善。
另外，经本发明方法处理得到的表面膜黑色均匀一致，硬度高，处理过程没有出现“烧蚀”、“粉化”等不良现象。
附图说明
图1是本发明所采用的交流电的波形图示意图。
具体实施方式
作为本发明的一个实施例，本发明提供了一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，包括以下步骤：
A）配制电解液，
B）把炊具与一电极连接后浸泡在电解液中，电解液中还设置有另一电极，在两电极之间通交流电，对铝质炊具进行电解氧化；
其中，所述交流电的正向和反向电流密度分别为I+和I-，I+=1-10A/dm2，I-=1-5A/dm2，通正向电流的时间为t+，通反向电流的时间为t-，t-=1-100ms,t+=(8-12)*t-。本发明所采用交流电的波形图的示意图如图1所示。
在进行表面黑色硬化处理前，可先对铝质炊具进行预处理，例如，可采用如下的工艺流程：机械抛光→碱性除油→水冼→酸中和→水冼→表面黑色硬化→水冼→封孔-烘干。其中，除表面黑色硬化步骤以外，其余步骤可采用现有技术常用的条件和参数进行。
本发明表面黑色硬化处理的电解液配方为：
硫酸：100-200g/L
复合有机酸：1-20g/L
Al3+：2-13g/L
其中复合有机酸包括草酸、乳酸、柠檬酸、苹果酸中的任意两种。
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
（1）配制电解液，电解液配方为：
硫酸：100g/L
复合有机酸：1g/L
AL3+：2g/L
其中，复合有机酸的组成为：柠檬酸0.5g/L，苹果酸0.5g/L。
电解液温度为10℃。
（2）把炊具与一电极连接后浸泡在电解液中，电解液中还设置有另一电极，在两电极之间通交流电，对铝质炊具进行电解氧化20min，其波形图参考图1，其中I+=5A/dm2，I-=3A/dm2，t-=50ms,t+=500ms。
实施例2
按以下步骤处理铝质炊具：
（1）配制电解液，电解液配方为：
硫酸：150g/L
复合有机酸：10g/L
Al3+：7g/L
其中，复合有机酸的组成为：草酸5g/L,乳酸5g/L。
电解液温度为20℃。
（2）对铝质炊具通交流电电解30min，其中I+=10A/dm2，I-=5A/dm2，t-=1ms,t+=12ms。
实施例3
按以下步骤处理铝质炊具：
（1）配制电解液，电解液配方为：
硫酸：200g/L
复合有机酸：20g/L
AL3+：13g/L
其中，复合有机酸的组成为：草酸7g/L，乳酸13g/L。
电解液的温度为30℃。
（2）对铝质炊具通交流电电解40min，其中，I+=1A/dm2，I-=1A/dm2，t-=100ms,t+=800ms。
实施例4
将市面上经普通阳极氧化处理的铝质炊具与本发明实施例1、2、3得到的铝质炊具进行测试和比较，测试结果均取均值，结果如下表1所示：
表1普通阳极氧化膜与本发明阳极氧化膜的比较
可见，与现有技术比较，经本发明方法处理得到的膜硬度高，大大超越现有水平。经本发明得到的铝质炊具外观得到改善，黑色均匀一致，裂纹现象大大改善；能耗大幅降低，生产效率增大一倍。
另外，按照目前技术，硬化处理的成膜速度一般为1.0um/min，而本发明的方法成膜速度快，达至1.5-2.0um/min。

Claims (3)

1.一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，其特征在于包括以下步骤：
A)配制电解液，
B)把炊具与一电极连接后浸泡在电解液中，电解液中还设置有另一电极，在两电极之间通交流电，对铝质炊具进行电解氧化；
其中，所述交流电的正向和反向电流密度分别为I+和I-，I+＝1-10A/dm2，I-＝1-5A/dm2，通正向电流的时间为t+，通反向电流的时间为t-，t-＝1-100ms,t+＝(8～12)*t-，
其中所述表面黑色硬化处理采用的电解液配方为：
硫酸：150g/L
复合有机酸：10g/L
Al3+：7g/L
其中复合有机酸的组成为：
草酸：5g/L
乳酸：5g/L；
或者，其中所述表面黑色硬化处理采用的电解液配方为：
硫酸：100g/L
复合有机酸：1g/L
Al3+：2g/L
其中复合有机酸的组成为：
柠檬酸：0.5g/L
苹果酸：0.5g/L；
或者，其中所述表面黑色硬化处理采用的电解液配方为：
硫酸：200g/L
复合有机酸：20g/L
Al3+：13g/L
其中复合有机酸的组成为：
草酸：7g/L
乳酸：13g/L。
2.根据权利要求1所述的一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，其特征在于：I+＝5A/dm2，I-＝3A/dm2，t-＝50ms,t+＝500ms。
3.根据权利要求1所述的一种铝质炊具的表面黑色硬化处理方法，其特征在于：电解液温度为10-30℃，电解时间为20-40min。
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