CN105239129B - 一种铝合金产品的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝合金产品的表面处理方法，包括如下步骤：A）打磨；B）第一次氧化；C）防腐蚀保护和二次打磨；D）第二次氧化。本发明属于金属材料的加工技术领域，通过本发明提供的方法可使铝合金产品的表面同时出现镜光和砂光两种效果，外观效果好，且具有优良的耐腐蚀、耐刮擦、机械强度高等性能。
Description
技术领域
本发明属于金属材料的加工技术领域，尤其涉及一种铝合金产品的表面处理方法。
背景技术
铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，具有较好的导电性、导热性和耐蚀性等，但纯铝的强度很低，因此，需要通过合金化才能作为结构材料使用。铝合金密度低，但强度比较高，且塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和耐蚀性等，工业应用广泛。铝合金产品被广泛应用于门窗、门控、幕墙、家电和卫浴等产品的装饰中。
随着社会的进步和生活水平的提高，消费者对铝合金产品的外观和其他性能提出了越来越高的要求，从而对铝合金产品的表面处理技术提出了越来越高的要求。现有的铝合金产品表面处理工艺包括：抛光、阳极氧化、电泳、喷涂、喷染和热转印等。
中国专利申请201110273497.0公开了一种铝及铝制品的表面喷染方法，包括预处理、阳极氧化、表面喷染、清洗和封孔处理的步骤，通过使用特定的喷染墨水，使铝及铝制品的表面能产生色彩丰富的图案或颜色，且不会在表面形成涂层。中国专利申请201310187969.X公开了一种铝制品高光阳极工艺，包括打磨加工、粗抛光加工、精抛光加工、阳极反应和精抛光加工等步骤，通过物理抛光和化学抛光相结合，使用特殊的化学抛光剂，达到铝制品高光亮面的表面加工效果。
现有技术中，尚无通过氧化使铝合金产品的表面同时出现镜光和砂光效果的表面处理工艺。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种铝合金产品的表面处理方法，通过该方法，可使铝合金产品的表面同时出现镜光和砂光两种效果，外观效果好，且具有优良的耐腐蚀、耐刮擦、机械强度高等性能。
本发明提供一种铝合金产品的表面处理方法，包括如下步骤：
A）打磨：对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；
B）第一次氧化：对打磨后的铝合金产品的表面进行除油清洗，再于三酸槽中进行化学抛光处理，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，温度为90~100℃，时间为60~100s，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽液为硫酸溶液，温度为22~26℃，电压为12~15V，氧化时间为5~10min，然后进行第一次封孔处理，封孔温度为70~80℃，封孔时间为4~10min，清洗后烘干；
C）防腐蚀保护和二次打磨：对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品置于碱液槽进行退氧化膜处理，碱液槽液为氢氧化钠溶液，温度为50~60℃，时间为30~60s，清洗后烘干，对AB表面进行二次打磨；
D）第二次氧化：对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行除油清洗，于碱液槽中处理50~90s，碱液槽液为氢氧化钠溶液，温度50~60℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为硫酸溶液，氧化槽的温度为19~22℃，电压为12~15V，氧化时间为10~15min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为70~80℃，封孔时间7~10min，清洗后烘干；
E）去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。
采用上述技术方案，通过抛磨工艺粗抛或细抛可以消除铝合金产品表面的沙眼、碰划伤和夹点等不良缺陷；通过第一次氧化可以在铝合金产品表面形成4~8μm厚度的氧化膜，使A表面形成镜光效果的同时能够满足耐刮擦和耐腐蚀的要求，通过对A表面进行防腐蚀保护，防止A表面在后续处理中被氧化，保持优异的镜光效果，通过对AB表面的二次抛光，使AB面出现纹路，进而通过第二次氧化，形成8~12μm厚度的氧化膜，在满足耐刮擦和耐腐蚀的要求的同时，提高了AB面的光亮度，使AB面出现砂光的效果，可根据实际需求形成丰富的图案或颜色，最终得到的铝合金产品的表面同时出现镜光和砂光两种效果，且具有优良的耐腐蚀、耐刮擦、机械强度高等性能。
优选地，所述步骤B）中，氧化槽的温度为24℃，电压为13V，氧化时间为5~10min。通过第一次氧化可以在铝合金产品表面形成4~8μm厚度的氧化膜，当氧化时间低于5min时，A表面难以满足耐刮擦和耐腐蚀的要求，当氧化时间高于10min时，A表面难以形成优异的镜光效果。
优选地，所述三酸槽液中，磷酸与硫酸的体积比例为2∶1，硝酸的体积百分比为5%~15%。
优选地，所述步骤C）中，防腐蚀保护采用贴耐腐蚀胶纸或贴耐腐蚀膜。
优选地，所述步骤D）中，所述步骤D）中，氧化槽的温度为20℃，电压为13V，氧化时间为10~12min。通过第二次氧化可在AB表面形成8~12μm厚度的氧化膜，在满足耐刮擦和耐腐蚀的要求的同时，提高了AB面的光亮度，使AB面出现砂光的效果。当氧化时间低于10min时，A表面难以满足耐刮擦和耐腐蚀的要求，当氧化时间高于15min时，AB表面的光泽度不够理想。
优选地，所述硫酸溶液的质量浓度为180~230g/L；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为60~90g/L。
优选地，所述步骤A）中，抛磨采用粗抛和/或细抛。
优选地，所述步骤C）中，二次打磨采用抛飞翼轮处理。
优选地，所述封孔处理的封孔剂采用有机镍盐封孔剂。
优选地，所述铝合金选自6063铝合金或6364铝合金。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种新的铝合金产品表面处理方法，通过两次不同条件的氧化操作的结合，使铝合金产品的表面同时出现镜光和砂光两种效果，外观效果好，且具有优良的耐腐蚀、耐刮擦、机械强度高等性能。
附图说明
图1本发明实施例一制得的铝合金产品示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一铝合金产品的表面处理
取6063铝合金产品，对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；打磨后，对打磨后的铝合金产品的表面进行清洗，于三酸槽中进行化学抛光，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽的温度为22℃，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，电压为13V，氧化时间为6min，然后采用有机镍盐封孔剂进行第一次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间为8min，清洗后烘干；对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品于脱氧槽中处理40s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度为55℃，对AB表面进行二次打磨；对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行清洗，于脱氧槽中处理70s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度55℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，氧化槽的温度为20℃，电压为13V，氧化时间为12min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间8min，清洗后烘干；去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。A表面形成5μm厚度的氧化膜，AB表面形成10μm厚度的氧化膜，处理后的铝合金产品具有镜光和砂光两种效果。
实施例二铝合金产品的表面处理
取6063铝合金产品，对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；打磨后，对打磨后的铝合金产品的表面进行清洗，于三酸槽中进行化学抛光，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽的温度为24℃，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，电压为15V，氧化时间为10min，然后采用有机镍盐封孔剂进行第一次封孔处理，封孔温度为80℃，封孔时间为5min，清洗后烘干；对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品于脱氧槽中处理60s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度为50℃，对AB表面进行二次打磨；对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行清洗，于脱氧槽中处理90s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度50℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，氧化槽的温度为22℃，电压为15V，氧化时间为15min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为80℃，封孔时间10min，清洗后烘干；去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。A表面形成8μm厚度的氧化膜，AB表面形成12μm厚度的氧化膜，处理后的铝合金产品具有镜光和砂光两种效果。
实施例三铝合金产品的表面处理
取6364铝合金产品，对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；打磨后，对打磨后的铝合金产品的表面进行清洗，于三酸槽中进行化学抛光，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽的温度为26℃，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，电压为13V，氧化时间为5min，然后采用有机镍盐封孔剂进行第一次封孔处理，封孔温度为75℃，封孔时间为8min，清洗后烘干；对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品于脱氧槽中处理30s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度为60℃，对AB表面进行二次打磨；对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行清洗，于脱氧槽中处理50s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度60℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，氧化槽的温度为19℃，电压为13V，氧化时间为15min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间8min，清洗后烘干；去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。A表面形成4μm厚度的氧化膜，AB表面形成11μm厚度的氧化膜，处理后的铝合金产品具有镜光和砂光两种效果。
对比例一铝合金产品的表面处理
取6063铝合金产品，对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；打磨后，对打磨后的铝合金产品的表面进行清洗，于三酸槽中进行化学抛光，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽的温度为22℃，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，电压为13V，氧化时间为11min，然后采用有机镍盐封孔剂进行第一次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间为6min，清洗后烘干；对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品于脱氧槽中处理40s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度为55℃，对AB表面进行二次打磨；对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行清洗，于脱氧槽中处理70s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度55℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，氧化槽的温度为20℃，电压为13V，氧化时间为9min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间8min，清洗后烘干；去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。A表面形成10μm厚度的氧化膜，AB表面形成7μm厚度的氧化膜，处理后的铝合金产品A表面不具有优异的镜光效果，AB表面经96H盐雾试验，AB表面出现腐蚀。
对比例二铝合金产品的表面处理
取6063铝合金产品，对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；打磨后，对打磨后的铝合金产品的表面进行清洗，于三酸槽中进行化学抛光，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽的温度为22℃，氧化槽液为190g/L质量浓度的硫酸溶液，电压为13V，氧化时间为6min，然后采用有机镍盐封孔剂进行第一次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间为8min，清洗后烘干；对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品于脱氧槽中处理40s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度为55℃，对AB表面进行二次打磨；对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行清洗，于脱氧槽中处理70s，脱氧槽液为70g/L质量浓度的氢氧化钠溶液，脱氧槽温度55℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为210g/L质量浓度的硫酸溶液，氧化槽的温度为20℃，电压为13V，氧化时间为18min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为70℃，封孔时间8min，清洗后烘干；去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。A表面形成5μm厚度的氧化膜，AB表面形成15μm厚度的氧化膜，处理后的铝合金产品AB表面不具有砂光效果。
试验例
对实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二得到的处理后的铝合金产品进行目力测试，视力1.5，在荧光灯和日光灯下，目测距离为(45±2)cm。结果，实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二得到的处理后的铝合金产品表面均无表面缺陷点。
对实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二得到的处理后的铝合金产品进行拉力测试，经15万次开关门拉力测试、225LBS（102.06KG）垂直拉力测试和125LBS（56.7KG）水平拉力测试，无明显变形，丝牙无滑牙、烂牙，实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二得到的铝合金产品均符合要求。
对实施例一、实施例二、实施例三、对比例一和对比例二得到的处理后的铝合金产品进行盐雾试验，采用5%浓度氯化钠水溶液，pH值6.9，以1.0kg/cm2压力中性连续式盐雾测试，结果：实施例一、实施例二、实施例三和对比例二得到的铝合金产品经120H盐雾试验，铝合金产品表面无腐蚀，对比例一得到的铝合金产品经96H盐雾试验，铝合金产品AB表面出现腐蚀。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
A）打磨：对铝合金产品的AB表面进行抛磨处理，对铝合金产品的A表面进行抛麻轮处理；
B）第一次氧化：对打磨后的铝合金产品的表面进行除油清洗，再于三酸槽中进行化学抛光处理，三酸槽液为磷酸、硫酸和硝酸的混合液，温度为90~100℃，时间为60~100s，化学抛光后进行第一次氧化，氧化槽液为硫酸溶液，温度为24℃，电压为13V，氧化时间为5~10min，然后进行第一次封孔处理，封孔温度为70~80℃，封孔时间为4~10min，清洗后烘干；
C）防腐蚀保护和二次打磨：对第一次氧化后的铝合金产品的A表面进行防腐蚀保护，然后将防腐蚀保护后的铝合金产品置于碱液槽进行退氧化膜处理，碱液槽液为氢氧化钠溶液，温度为50~60℃，时间为30~60s，清洗后烘干，对AB表面进行二次打磨；
D）第二次氧化：对二次打磨后的铝合金产品的AB表面进行除油清洗，于碱液槽中处理50~90s，碱液槽液为氢氧化钠溶液，温度50~60℃，然后于氧化槽中进行第二次氧化，氧化槽液为硫酸溶液，氧化槽的温度为20℃，电压为13V，氧化时间为10~15min，对铝合金产品染色后进行第二次封孔处理，封孔温度为70~80℃，封孔时间7~10min，清洗后烘干；
E）去除A表面的防腐蚀保护，擦拭，得到处理后的铝合金产品。
2.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述三酸槽液中，磷酸与硫酸的体积比例为2∶1，硝酸的体积百分比为5%~15%。
3.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述步骤C）中，防腐蚀保护是采用贴耐腐蚀胶纸或贴耐腐蚀膜。
4.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述硫酸溶液的质量浓度为150~250g/L；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为60~90g/L。
5.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述步骤A）中，抛磨采用粗抛和/或细抛。
6.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述步骤C）中，二次打磨采用抛飞翼轮处理。
7.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述封孔处理的封孔剂采用有机镍盐封孔剂。
8.根据权利要求1所述的铝合金产品的表面处理方法，其特征在于：所述铝合金选自6063铝合金或6364铝合金。
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