CN104711653A - 铝合金表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铝合金表面处理方法。其包括：采用硫酸对铝合金工件进行表面氧化，使得氧化后的铝合金表面形成多孔型氧化铝膜；利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色；对染色后的氧化铝膜进行封孔。本发明的方案通过利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色。且对至少两次染色的颜色没有要求，感光染色可以为双色，甚至多色，图案效果有着无可取代的独特性；进一步有效提升铝合金表面的外观效果。且与现有工艺相比，能够有效规避第二次阳极氧化的硫酸溶液对第一次氧化膜层的腐蚀的缺陷，实现起来具有较强的可靠性及稳定性。

Description

铝合金表面处理方法

技术领域

本发明涉及铝合金处理工艺技术领域，尤其涉及一种铝合金表面处理方法。

背景技术

对铝及其合金进行表面处理产生的氧化膜具有装饰效果、防护性能和特殊功能，可以改善铝及其合金导电、导热、耐磨、耐腐蚀以及光学性能等。因此,国内外研究人员运用各种方法对其进行表面处理，以提高它的综合性能，并取得了很大进展。

阳极氧化是铝合金最常用的表面处理工艺。通过对铝合金表面进行阳极氧化可以实现对铝合金的表面染颜，满足各种表面颜色的铝合金器件的需求。传统的铝合金阳极氧化染色方法较为单一，颜色效果比较单调，例如仅能实现一种颜色的氧化。为了丰富铝合金表面氧化的颜色，目前较为常见的一种双色氧化工艺是：利用一次氧化后再利用数控刀具切削氧化表层，然后再对氧化表层进行二次阳极氧化的双色阳极氧化工艺。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下缺点：现有，由于第二次阳极氧化的硫酸溶液对第一次氧化膜层具有腐蚀作用，导致第二次氧化的时间不宜过长，进而导致第二次氧化的颜色不可做深色系，使得该工艺在氧化颜色上有一定的局限性；而且该工艺要求第一次氧化的时间应尽可能长以保证氧化膜足够厚以抵抗第二次氧化时硫酸的腐蚀，第二氧化的时间也要恰当把握，导致该工艺实现的稳定性非常差。

发明内容

本发明提供一种铝合金表面处理方法，用以克服现有技术中的双色氧化工艺导致氧化颜色上有一定的局限性以及实现稳定性非常差的缺陷，能够在铝合金表面染色至少两种颜色，且对颜色没有局限性；而且实现稳定性非常好。

本发明提供一种铝合金表面处理方法，所述方法包括：

采用硫酸对铝合金工件进行表面氧化，使得氧化后的铝合金表面形成多孔型氧化铝膜；

利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对所述氧化铝膜进行至少两次染色，使得所述氧化铝膜具有至少两种颜色；；

对染色后的所述氧化铝膜进行封孔。

本发明的铝合金表面处理方法，通过利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对所述氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色。且本发明的技术方案，对至少两次染色的颜色没有要求，感光染色可以为双色，甚至多色，图案效果有着无可取代的独特性；进一步有效提升铝合金表面的外观效果。且与现有的双手氧化工艺相比，能够有效规避第二次阳极氧化的硫酸溶液对第一次氧化膜层的腐蚀的缺陷，实现起来具有较强的可靠性及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的铝合金表面处理方法的一实施例的流程图。

图2为本发明的铝合金表面处理方法的另一实施例的流程图。

图3为本发明的铝合金表面处理方法的再一实施例的流程图。

图4为采用本发明的铝合金表面处理方法得到的一示施例图。

图5为采用本发明的铝合金表面处理方法得到的另一示施例图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明的铝合金表面处理方法的一实施例的流程图。如图1所示，本实施例的铝合金表面处理方法，具体可以包括如下步骤：

100、采用硫酸对铝合金工件进行表面氧化，使得氧化后的铝合金表面形成多孔型氧化铝膜；

例如本实施例中，对铝合金工件采用硫酸直流阳极氧化，是以铝合金为阳极置于硫酸电解液中，利用电解作用，使铝合金工件表面形成多孔型氧化铝膜的过程。阳极氧化后在铝合金工件表面形成的多孔型氧化铝膜为后续染色浸染色粉离子提供载体。

硫酸直流阳极氧化的电压为13V(伏特)，电流密度为1.0安每平方毫米，硫酸溶液质量百分比为150-200g/L(克每升)，阳极氧化时间为30-40分钟。

101、利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色；

其中感光胶可以涂覆于被加工件的表面，并对涂覆有感光胶的被加工件进行紫外线曝光，这样涂覆有感光胶的部位将被固化保护，可以便于对未涂覆感光胶的部位进行染色。本实施例中通过采用该染色原理，可以是实现铝合金工件表面的氧化铝膜进行至少两次颜色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色。

102、对染色后的氧化铝膜进行封孔。

封孔为该实施例的最后一个步骤，通过该步骤可以对染色后的氧化铝膜进行整体封孔，以保证整个铝合金工件的稳定性。具体地，可以将铝件置于95-100摄氏度水中进行热封孔处理，时间为30分钟左右。

本实施例的铝合金表面处理方法，通过利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色；且本实施例的技术方案，对至少两次染色的颜色没有要求，感光染色可以为双色，甚至多色，图案效果有着无可取代的独特性；进一步有效提升铝合金表面的外观效果。且与现有的双手氧化工艺相比，能够有效规避第二次阳极氧化的硫酸溶液对第一次氧化膜层的腐蚀的缺陷，实现起来具有较强的可靠性及稳定性。

图2为本发明的铝合金表面处理方法的另一实施例的流程图。如图2所示，在上述图1所示实施例的技术方案的基础上，其中步骤101“利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色”，具体可以包括如下步骤：

200、根据预制冶具在铝合金工件表面的氧化铝膜的部分区域上涂覆感光胶；

具体地，在铝合金工件表面使用预制冶具遮挡不需要涂覆感光胶的区域，而留下需要涂覆感光胶的部分区域。即部分区域指的是铝合金工件表面上的预制冶具遮挡后的区域。

可选地，在该步骤之前，还可以包括：根据铝合金工件表面所要求的外观效果，制作预制冶具。

201、通过紫外光照射涂覆有感光胶的铝合金工件以进行曝光，使得涂覆有感光胶的部分区域被固化保护；

具体地，将涂覆有感光胶的铝合金工件使用紫外光照射曝光，这样，涂覆有感光胶的部分区域被固化保护。

202、对铝合金工件表面的氧化铝膜上未涂覆感光胶的区域进行第一次染色；

例如，具体可以将铝合金工件浸入第一色粉溶液中，以对铝合金工件表面的氧化铝膜上未涂覆感光胶的区域进行第一次染色。

203、对第一次染色后的氧化铝膜进行封孔；

将第一次局部染色后的铝合金工件浸入95-100摄氏度水中，放置20-30分钟进行封孔，第一次局部染色的铝合金工件表面的多孔型的氧化铝膜层开孔被封孔，封孔位置的铝件物理化学性能稳定。

204、去除感光胶；

具体地，利用脱膜液(粉)去除感光胶，去除感光胶位置的铝合金工件表面的多孔型氧化铝膜层可继续吸附色粉离子进行染色。

205、对铝合金工件表面的去除感光胶的区域进行第二次染色。

例如，具体可以将铝合金工件浸入第二色粉溶液中，以对铝合金工件表面的去除感光胶的区域进行第二次染色。

第二次染色是对之前已涂覆感光胶保护的位置进行第二次染色。而在步骤202、203已经染色并封孔位置的铝合金工件表面将不会再被染色。这样成品即实现双色的外观效果，且可根据需要进行调配调整双色图案及效果。

需要说明的是，若需做三色或三种以上颜色效果则在去除感光胶后，可以采用上述类似的方法，根据预制冶具继续选择需做第三色的区域涂覆感光胶，然后重复后续步骤，即可实现，在此不再赘述。

本实施例的铝合金表面处理方法，通过利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色；且本实施例的技术方案，对至少两次染色的颜色没有要求，感光染色可以为双色，甚至多色，图案效果有着无可取代的独特性；进一步有效提升铝合金表面的外观效果。且与现有的双手氧化工艺相比，能够有效规避第二次阳极氧化的硫酸溶液对第一次氧化膜层的腐蚀的缺陷，实现起来具有较强的可靠性及稳定性。

图3为本发明的铝合金表面处理方法的再一实施例的流程图。如图3所示，在上述图1所示实施例的技术方案的基础上，其中步骤101“利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色”，具体可以包括如下步骤：

300、对氧化后的铝合金工件表面的氧化铝膜进行第一次染色；

例如，具体可以将铝合金工件浸入第一色粉溶液中，以对铝合金工件表面的氧化铝膜上未涂覆感光胶的区域进行第一次染色。

301、根据预制冶具在第一次染色后的铝合金工件表面的氧化铝膜的部分区域涂覆感光胶；

与上述图2所示实施例不同的是：本实施例中，具体地，在铝合金工件表面使用预制冶具遮挡不需要保留的第一次染色的颜色的区域，而留下需要涂覆感光胶的、且需要保留的第一次染色的颜色的区域。即部分区域指的是铝合金工件表面上的预制冶具遮挡后的区域。

在该步骤之前，还可以包括：根据铝合金工件表面所要求的外观效果，制作预制冶具。

302、通过紫外光照射涂覆有感光胶的铝合金工件以进行曝光，使得涂覆有感光胶的部分区域被固化保护；

具体地，将涂覆有感光胶的铝合金工件使用紫外光照射曝光，这样，涂覆有感光胶的部分区域被固化保护。

303、对铝合金工件进行褪色处理，使得未涂覆感光胶的区域上、在第一染色中被染上的颜色褪去；

具体地，而涂覆感光胶保护的区域的颜色不会被退去。

304、对铝合金工件上褪去颜色的氧化膜进行第二次染色。

例如，具体可以将铝合金工件浸入第二色粉溶液中，以对铝合金工件表面的去除感光胶的区域进行第二次染色，即实现双色效果。

具体地，若需做三色或三种以上颜色效果则继续选择需做第三色的区域涂覆感光胶，然后重复后续步骤，即可实现，在此不再赘述。

本实施例的铝合金表面处理方法，通过利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对氧化铝膜进行至少两次染色，使得氧化铝膜具有至少两种颜色；且本实施例的技术方案，对至少两次染色的颜色没有要求，感光染色可以为双色，甚至多色，图案效果有着无可取代的独特性；进一步有效提升铝合金表面的外观效果。且与现有的双手氧化工艺相比，能够有效规避第二次阳极氧化的硫酸溶液对第一次氧化膜层的腐蚀的缺陷，实现起来具有较强的可靠性及稳定性。

图4为采用本发明的铝合金表面处理方法得到的一示施例图。图5为采用本发明的铝合金表面处理方法得到的另一示施例图。采用图2和图3所示实施例的技术方案进行两次染色可以实现图4所示的铝合金表面图形，其中区域1和区域2分别为两次染色得到的两个不同颜色的区域。同理，采用图2和图3所示实施例的技术方案进行三次染色可以实现图5所示的铝合金表面图形，其中区域1、区域2和区域3分别为三次染色的得到三个不同颜色区域。具体的铝合金表面处理方法详细参考上述图2或者图3，以及图1所示实施例的记载，在此不再赘述。

需要说明的是，在上述实施例的技术方案的基础上，在步骤100“采用硫酸对铝合金工件进行表面氧化，使得氧化后的铝合金表面形成多孔型氧化铝膜”之前，还可以包括：对铝合金工件进行氧化前处理。

例如具体可以包括：对铝合金工件进行酸性脱脂、碱洗、除灰中和、超声水洗以及化学抛光中的至少一种处理。当然，也可以依次包括1、酸性脱脂；2、碱洗；3、除灰中和；4、超声水洗；5、化学抛光五个工序。

其中：

1、酸性脱脂目的是清除铝合金工件表面的油脂和灰尘等污染物，使后道碱洗比较均匀，以提高阳极氧化膜的质量。酸性脱脂是在常温下进行，是在以硫酸、磷酸为基的酸性溶液中进行脱脂，其中磷酸含量可以为30g/L(克每升)，硫酸含量可以为7g/L(克每升)，酸性脱脂时间可以为5分钟。

2、碱洗的目的是进一步去除表面的脏污，彻底去除工件表面的自然氧化膜，以显露出纯净的金属基体，为随后阳极氧化均匀导电、生成均匀阳极氧化膜打下良好的基础表面。碱洗工艺过程是将铝合金工件放入氢氧化钠为主成分的碱性溶液中进行浸蚀反应。氢氧化钠含量为40-55g/L(克每升)，时间为2-5分钟，温度为40-50摄氏度。

3、除灰中和的目的是要除净碱洗后表面的那层不溶于碱性溶液的铜、铁、硅等金属间化合物及其碱洗产物，以防止其对后道阳极氧化槽液的污染。除灰中和工艺是采用一定浓度的硝酸溶液作为除灰中和槽液，通常采用10％-25％的硝酸溶液，在常温下浸渍1-3分钟。

4、超声水洗，该工序目的是彻底清除除灰中和后工件表面残留的硝酸溶液，一般超声清洗两遍，每遍约3分钟。

5、化学抛光采用由磷酸、硫酸、硝酸所组成的三酸化学抛光液。化学抛光能去除铝合金工件表面轻微的模具痕、擦划伤条纹、机械抛光中的摩擦条纹、热变形层等，使粗糙的表面趋于光滑而获得近似镜面光亮的表面。其中三酸化学抛光液中的浓度为磷酸25g/L(克每升)、硫酸35g/L(克每升)、硝酸10g/L(克每升)，温度为90摄氏度左右，时间为20-25秒。

进一步地，对铝合金工件进行氧化前处理之前，还可以包括：对铝合金工件进行机械预处理。

例如，具体可以包括：对铝合金工件进行抛光和喷砂中的至少一种处理。

其中抛光是将抛光膏涂抹于软布轮或毡轮后利用机械转动使软布轮或毡轮摩擦铝合金工件(后可简称为“铝件”)表面，先粗抛光再精抛光，抛光可根据需要选择半自动或全自动抛光机。抛光主要作用是去除表面残留的数控刀具加工刀纹、毛刺、凹凸，使表面光顺。

喷砂是用精华的压缩空气将干砂流或其他磨粒喷到铝制品表面，从而去除表面缺陷，呈现出均匀一致无光砂面的一种操作方法。砂粒一般采用金刚砂、氧化铝颗粒、氧化锆颗粒、玻璃珠等。喷砂主要起到去除工件表面的毛刺及其他缺陷垢污、改善铝合金机械性能等作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种铝合金表面处理方法，其特征在于，所述方法包括：

采用硫酸对铝合金工件进行表面氧化，使得氧化后的铝合金表面形成多孔型氧化铝膜；

利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对所述氧化铝膜进行至少两次染色，使得所述氧化铝膜具有至少两种颜色；

对染色后的所述氧化铝膜进行封孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对所述氧化铝膜进行至少两次染色，使得所述氧化铝膜具有至少两种颜色；具体包括：

根据预制冶具在所述铝合金工件表面的所述氧化铝膜的部分区域上涂覆感光胶；

通过紫外光照射涂覆有所述感光胶的所述铝合金工件以进行曝光，使得涂覆有所述感光胶的部分区域被固化保护；

对所述铝合金工件表面的所述氧化铝膜上未涂覆所述感光胶的区域进行第一次染色；

对所述第一次染色后的所述氧化铝膜进行封孔；

去除所述感光胶；

对所述铝合金工件表面的去除所述感光胶的区域进行第二次染色。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述铝合金工件表面的所述氧化膜上未涂覆所述感光胶的区域进行第一次染色，具体包括：

将所述铝合金工件浸入第一色粉溶液中，以对所述铝合金工件表面的所述氧化铝膜上未涂覆所述感光胶的区域进行第一次染色。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述铝合金工件表面的去除所述感光胶的区域进行第二次染色，具体包括：

将所述铝合金工件浸入第二色粉溶液中，以对所述铝合金工件表面的去除所述感光胶的区域进行第二次染色。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据预制冶具在所述铝合金工件表面的所述氧化膜的部分区域上涂覆感光胶之前，所述方法还包括：

根据所述铝合金工件表面所要求的外观效果，制作所述预制冶具。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用感光胶和紫外光固化保护结合的方式对所述氧化铝膜进行至少两次染色，使得所述氧化铝膜具有至少两种颜色，具体包括：

对氧化后的所述铝合金工件表面的所述氧化铝膜进行第一次染色；

根据预制冶具在所述第一次染色后的所述铝合金工件表面的所述氧化铝膜的部分区域涂覆感光胶；

通过紫外光照射涂覆有感光胶的所述铝合金工件以进行曝光，使得涂覆有所述感光胶的部分区域被固化保护；

对所述铝合金工件进行褪色处理，使得未涂覆所述感光胶的区域上、在所述第一染色中被染上的颜色褪去；

对所述铝合金工件上褪去颜色的所述氧化膜进行第二次染色。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，采用硫酸对铝合金工件进行表面氧化，使得氧化后的铝合金表面形成多孔型氧化铝膜之前，所述方法还包括：

对所述铝合金工件进行氧化前处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述铝合金工件进行氧化前处理，具体包括：对所述铝合金工件进行酸性脱脂、碱洗、除灰中和、超声水洗以及化学抛光中的至少一种处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述铝合金工件进行氧化前处理之前，所述方法还包括：

对所述铝合金工件进行机械预处理。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述铝合金工件进行机械预处理，具体包括：

对所述铝合金工件进行抛光和喷砂中的至少一种处理。