CN103361700B - 一种铝型材电解着色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种铝型材电解着色方法，所述铝型材电解着色方法通过减小铝型材阳极氧化处理时所采用的电流密度，来缩短铝型材电解着色所需的时间；所述铝型材电解着色方法，包括以下步骤：对铝型材进行阳极氧化处理，在所述铝型材表面形成一层阳极氧化膜；将所述铝型材放入电解着色液中，进行电解着色处理；其中，所述阳极氧化处理过程中，采用的电流密度为50~80A/m2。采用本发明提供的铝型材电解着色方法，可以缩短铝型材的电解着色时间，提高电解着色效率。

Description

一种铝型材电解着色方法
技术领域
本发明涉及铝型材电解着色领域，尤其涉及一种铝型材电解着色方法。
背景技术
铝阳极氧化是指铝在电解槽液中作为阳极连接到外电源的正极，电解槽液的阴极连接到外电源的负极，在外加电压下通过电流以维持电化学氧化反应的过程，在该过程中铝或铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层膜具有防护性、装饰性以及一些其他的功能特性。
铝在硫酸溶液中进行阳极氧化处理之后，在制品表面上生成一层氧化膜，这层氧化膜的最外表，是多孔的，称为多孔质层。而氧化膜的底层与铝基体相连接触，则是致密的氧化膜薄层，也称为活性层或阻挡层。把这种带有阳极氧化膜的铝材浸入某种金属盐的电解液中，并作为一个电极（因用交流电），而另一极可以用与电解液所含金属盐相同的纯金属板或石墨、不锈钢板等。当两极同时通以交流电时，（一般在低电压和低电流密度的条件下），铝制品就自动地变成阴极，而且从其上面释放出氢气，同时金属溶液中的金属离子在铝制品附近形成强烈的离子浓度差，并通过多孔质层深入到活化层上，交替地承受剧烈的还原作用和缓慢的氧化作用，也即活性层强烈地吸引金属离子，并与在那里产生的负静电荷反复发生放电和析出金属微粒或金属氧化物，并沉积在氧化膜微细孔的底部3~6μm处，金属微粒析出量约为0.01g/dm2。这些微粒通常呈毛发状、球状或粒状，其直径为100~150Å，长度为数微米，在光线作用下这些金属微粒发生衍射，就使氧化膜呈现各种颜色，此为电解着色。
铝型材锡~镍双盐电解着色随着电解着色时间的延长一般得到仿不锈钢色—香槟色—古铜色—黑色的产品。目前行业内铝型材厂都是采用定电流密度进行阳极氧化，其电流密度一般为120~180A/m2，但是其电解着色所需时间较长，生产效率较低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝型材电解着色方法，通过改变阳极氧化处理时的电流密度，减少电解着色的时间，旨在解决现有铝型材电解着色所需时间长，生产效率较低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种铝型材电解着色方法，其中，所述铝型材电解着色方法通过减小铝型材阳极氧化处理时所采用的电流密度，来缩短铝型材电解着色所需的时间。
所述铝型材电解着色方法，包括以下步骤：
对铝型材进行阳极氧化处理，在所述铝型材表面形成一层阳极氧化膜；
将所述铝型材放入电解着色液中，进行电解着色处理；
其中，所述阳极氧化处理过程中，采用的电流密度为50~80A/m2。
所述的铝型材电解着色方法，其中，所述阳极氧化处理中，电解槽液成分包括浓度为 170~180g/L的硫酸电解液，浓度为 12~16 g/L 的Al3+；电解槽液温度17~19℃。
所述的铝型材电解着色方法，其中，所述电解着色处理为锡-镍双盐电解着色处理。
所述的铝型材电解着色方法，其中，所述锡-镍双盐电解着色处理中，电解槽液成分包括浓度为 8~12g/L的硫酸亚锡；浓度为 25~30 g/L的硫酸镍；浓度为 22~28 g/L的试剂硫酸；PH值 0.6~1.0；电解槽液的温度为17~18℃。
有益效果：本发明所提供的铝型材电解着色方法，通过减小铝型材阳极氧化处理时所采用的电流密度，使氧化膜的孔隙率大且孔径粗，增加在电解着色过程中氧化膜内的金属沉积，来缩短铝型材电解着色时间，达到提高铝型材电解着色生产效率的目的。
具体实施方式
本发明提供一种铝型材电解着色方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
铝型材在电解着色前需要在硫酸溶液中进行阳极氧化处理，本发明的发明人经过研究推断以及大量实验证实，发现阳极氧化电流密度对后工序电解着色的影响非常明显，随着阳极氧化电流密度的增大，要获得相同颜色的铝型材电解着色时间会加长，影响电解着色型材的生产效率。本发明提供一种铝型材电解着色方法，其可以缩短铝型材的电解着色时间，其改进之处在于，通过减小铝型材阳极氧化处理时所采用的电流密度，来缩短铝型材电解着色时间，达到提高铝型材电解着色生产效率的目的。
具体地，所述铝型材电解着色方法，包括以下步骤：
对铝型材进行阳极氧化处理，在所述铝型材表面形成一层阳极氧化膜；
将所述铝型材放入电解着色液中，进行电解着色处理；
其中，所述阳极氧化处理过程中，采用的电流密度为50~80A/m2。
本发明中把阳极氧化电流密度控制为50~80A/m2，这样在相同条件下得到相同颜色的铝型材，其电解着色时间和现有技术相比会缩短30%~40%，可大大提高电解着色铝型材的生产效率。
其实现的原理为：铝型材在硫酸溶液中进行阳极氧化处理之后，在铝型材的表面上生成一层氧化膜，这层氧化膜的最外表是多孔的，铝型材能够呈现颜色的深浅主要是取决于其表面氧化膜孔里面沉积金属量的多少。若氧化膜孔径越大在相同的电解着色时间里膜孔中沉积的金属就越多，因此颜色就越深，反之则越浅。而阳极氧化电流密度对氧化膜的孔径是有影响的。阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可以按法拉第第二定律推导的公式进行计算：
式中，σ—阳极氧化膜厚度/μm；i—电流密度/A·dm-2；t—氧化时间/min；K—系数（0.27~0.32，一般取0.3）。
生产相同厚度的氧化膜，若阳极氧化电流密度越小，其氧化时间越长。由于氧化膜在电解液中进行阳极氧化时氧化膜有两个相辅相成的作用，即一方面膜在电解作用下增厚，另一方面在硫酸氧化液中会不断溶解，且时间越长，溶解作用越强，因此得到相同厚度的氧化膜，阳极氧化电流密度越小会导致氧化时间越长，就会使氧化膜孔隙率大且孔径粗，在相同的电解着色时间里膜孔中沉积的金属就多，所以，生产相同膜厚相同颜色的铝型材，阳极氧化电流密度越小其电解着色时间就会越短。
另外，所述阳极氧化处理的工艺参数为常规现有技术的处理参数即可，可以是：硫酸电解液其浓度为 170~180g/L；Al3+浓度为 12~16 g/L；电解槽液温度17~19℃。
所述电解着色处理可以为锡-镍双盐电解着色处理。所述阳极氧化处理的工艺参数为常规现有技术的处理参数即可，所述锡-镍双盐电解着色处理的工艺参数可以是：硫酸亚锡为 8~12g/L；硫酸镍为 25~30 g/L；试剂硫酸为 22~28 g/L；PH值 0.6~1.0；电解槽液温度17~18℃。电解着色交流电压是恒定19V。
以锡-镍双盐电解黑色产品为例，按照以下提供的工艺参数进行处理：
所述阳极氧化处理的工艺参数：硫酸电解液其浓度为 160g/L；Al3+浓度为 14 g/L；电解槽液温度18℃；
所述锡-镍双盐电解着色处理的工艺参数：硫酸亚锡为 10g/L；硫酸镍为 28g/L；试剂硫酸为25 g/L；PH值 0.8；电解槽液温度18℃。
对照组按照现有技术，把阳极氧化电流密度设置为150 A/m2，对铝型材进行阳极氧化处理，按氧化膜10微米，阳极氧化时间为23分钟，将经过阳极氧化处理的铝型材进行电解着色，将其电解着色至黑色的时间大约是1000S。而在其它条件相同的情况下，实验组把阳极氧化电流密度减小为70A/m2，其电解着色至黑色的时间大约是600S。
综上所述，为了提高电解着色的效率，本发明控制电解着色铝型材的阳极氧化电流密度为50~80A/m2，与现有技术中将阳极氧化电流密度控制为120~180A/m2相比，在采用本发明所提供的阳极氧化电流密度控制范围内，能够大大减少电解着色时间，加快电解着色铝型材的生产，提高其生产效率。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种铝型材电解着色方法，其特征在于，所述铝型材电解着色方法通过减小铝型材阳极氧化处理时所采用的电流密度，来缩短铝型材电解着色所需的时间；
所述铝型材电解着色方法，包括以下步骤：
对铝型材进行阳极氧化处理，在所述铝型材表面形成一层阳极氧化膜；
将所述铝型材放入电解着色液中，进行电解着色处理；
其中，所述阳极氧化处理过程中，采用的电流密度为50~80A/m2，这样电解着色时间会缩短30%~40%，可大大提高电解着色铝型材的生产效率；
所述阳极氧化处理中，电解槽液成分包括浓度为 170~180g/L的硫酸电解液，浓度为 12~16 g/L的Al3+；电解槽液温度17~19℃；
所述电解着色处理为锡-镍双盐电解着色处理；
所述锡-镍双盐电解着色处理中，电解槽液成分包括浓度为 8~12g/L的硫酸亚锡；浓度为 25~30 g/L的硫酸镍；浓度为 22~28 g/L的试剂硫酸；pH值 0.6~1.0；电解槽液的温度为17~18℃。
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