CN105386111B - 一种铝合金电解着色中国红的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金电解着色中国红的方法，包括如下步骤：前处理，针对铝合金进行清洗、碱蚀、中和和化抛工序；阳极氧化，使用硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液对铝合金进行阳极氧化；交流扩孔，用磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔；电解着色，使用电解液对铝合金进行交流电解着色，所述电解液包括有上色稳定剂、硫酸镁、硫酸铜、硫酸镍、络合剂、硼酸、硫酸；封闭，使用镍盐封闭。本发明通过调整铜盐着色配方以及采用合理的处理工艺,可得到稳定的中国红外观，耐蚀性好,染色液成份简单、成本低、重现性和稳定性好。

Description

一种铝合金电解着色中国红的方法
技术领域
本发明涉及铝合金表面处理技术，特别涉及一种铝合金电解着色中国红的方法。
背景技术
随着铝合金材料应用的日益广泛，铝合金在大气中能自然形成一层氧化膜,但氧化膜层薄且疏松多孔,不能作为可靠的防护、装饰性膜层。为了增强铝合金氧化膜的防护性及装饰性,常对其表面进行阳极氧化处理并电解着色处理。铝合金经阳极氧化、电解着色后，其抗蚀耐侯性、耐磨性明显改善。
电解着色技术经过多年发展，国内外工业化的电解着色槽液基本上是镍盐或锡盐(包括锡镍混合盐)两大类，其着色膜的颜色基本上从浅到深的青铜色-古铜色-黑色系。
铜盐电解红色着色可得到一系列红色外观。由于其着色液稳定性差、着色不均匀等原因，一直未被大规模生产应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金电解着色中国红的方法，以解决上述现有技术中导致的上述多项缺陷。
为达成上述目的，本发明提供的技术方案为:提供一种铝合金电解着色中国红的方法，包括前处理、阳极氧化、交流扩孔、电解着色及封闭的步骤，具体上,
(1)前处理：针对铝合金进行清洗、碱蚀、中和和化抛工序；
(2)阳极氧化：使用硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液对铝合金进行阳极氧化；
(3)交流扩孔：使用磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔；
(4)电解着色：使用电解液对铝合金进行交流电解着色，所述电解液包括有上色稳定剂、硫酸镁、硫酸铜、硫酸镍、络合剂、硼酸、硫酸；
(5)封闭：使用镍盐封闭。
上述步骤(2)阳极氧化时，硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液的浓度为H2SO4150-200g/L、Al3+5-20g/L，温度19-21℃，电压14-18V，工作时间15-40min。
上述步骤(3)交流扩孔时，磷酸溶液的浓度为100g/L，电压10-14V，工作时间4min，对电极采用石墨。
上述步骤(4)电解着色时，电解液的浓度配比为上色稳定剂1-20g/L、硫酸镁1-50g/L、硫酸铜5-50g/L、硫酸镍2-40g/L、络合剂1-20g/L、硼酸1-50g/L、硫酸1-100g/L，温度15-25℃，电压8-16V，工作时间3-10min。
上述电解液的浓度配比优选为：上色稳定剂12g/L、硫酸镁8g/L、硫酸铜12g/L、硫酸镍20g/L、络合剂4g/L、硼酸40g/L、硫酸14g/L。
上述上色稳定剂为钨盐类化合物，络合剂为多羟基有机酸。
上述上色稳定剂采用的钨盐类化合物为磷钨酸、钨酸、钨酸钠中的一种或多种组合物。
上述络合剂采用的多羟基有机酸为酒石酸、柠檬酸、苹果酸、葡庚酸、乳酸中的一种或多种组合物。
本发明的优点在于：本发明提供一种稳定着色中国红的方法，克服了目前着色液稳定性差、着色不均匀问题，该工艺操作简单，着色均匀，稳定，着色液长期使用不出现沉积、析出等槽液不稳定性问题。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明实施例提供了一种铝合金电解着色中国红的方法，包括前处理、阳极氧化、交流扩孔、电解着色及封闭的步骤，具体上,
(1)前处理：针对铝合金进行清洗、碱蚀、中和和化抛工序；
(2)阳极氧化：使用硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液对铝合金进行阳极氧化；
(3)交流扩孔：使用磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔；
(4)电解着色：使用电解液对铝合金进行交流电解着色，所述电解液包括有上色稳定剂、硫酸镁、硫酸铜、硫酸镍、络合剂、硼酸、硫酸；
(5)封闭：使用镍盐封闭。
于本实施例中，上述步骤(2)阳极氧化时，硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液的浓度为H2SO4150-200g/L、Al3+5-20g/L，温度19-21℃，电压14-18V，工作时间15-40min。
于本实施例中，上述步骤(3)交流扩孔时，磷酸溶液的浓度为100g/L，电压10-14V，工作时间4min，对电极采用石墨。
于本实施例中，上述步骤(4)电解着色时，电解液的浓度配比为上色稳定剂1-20g/L、硫酸镁1-50g/L、硫酸铜5-50g/L、硫酸镍2-40g/L、络合剂1-20g/L、硼酸1-50g/L、硫酸1-100g/L，温度15-25℃，电压8-16V，工作时间3-10min。
于本实施例中，上述优选为硫酸镁5-15g/L、硫酸铜5-20g/L、硫酸镍5-30g/L、硼酸10-50g/L、硫酸5-50g/L。可选硫酸镁8g/L、硫酸铜12g/L、硫酸镍20g/L、硼酸40g/L、硫酸14g/L。
于本实施例中，上述上色稳定剂为钨盐类化合物，络合剂为多羟基有机酸。
于本实施例中，上述上色稳定剂采用的钨盐类化合物为磷钨酸、钨酸、钨酸钠中的一种或多种组合物，优选为磷钨酸、钨酸中的一种或2种组合物。其添加量为1-20g/L，优选为5-15g/L，可选为12g/L。使用浓度太低，起不到上色稳定作用，使用浓度太高，槽液成本上升，同时也会引起槽液不稳定问题。
于本实施例中，上述络合剂采用的多羟基有机酸为酒石酸、柠檬酸、苹果酸、葡庚酸、乳酸中的一种或多种组合物，其添加量为1-20g/L，优选为2-10g/L，可选为4g/L。使用浓度太低，起不到络合稳定作用，使用浓度太高，相应副产物增加，同时也会引起槽液不稳定问题。
于本实施例中，采用交流电解着色，着色电压为6-18V，槽液温度15-25℃，时间3-10min，电解着色电压一般按颜色深浅控制在6-18V，相应的电流密度大约在0.2-0.8A/dm2。对浅色系着色如采用10-14V低电压，着色时间可适当延长，有利于一次性颜色均匀性控制。着色温度可以在室温操作，有条件控制槽液温度将更加理想。电解着色随时间延长颜色加深，一般时间不宜太长，由于槽液pH值较低，长时间着色对膜的性能不利，控制在1-20min不等。
实施案例：电解着色溶液组成：钨酸钠12g/L；硫酸镁8g/L；硫酸铜12g/L；硫酸镍20g/L；酒石酸4g/L；40g/L硼酸；硫酸14g/L。该槽液长期放置稳定，澄清透明。
电解着色工艺流程如表1所示。清洗槽为2次应用的阳极槽硫酸药水，组合鑫鸿达公司商品RTS202C，槽液寿命长，清洗效果好；碱蚀槽为氢氧化钠与葡萄糖酸钠组成，葡萄糖酸钠可有效络合一些金属离子，避免槽液形成一些不溶性固体；测试工件为6061铝合金，阳极膜厚13-15μm。电解着色中国红外观。
表1.电解着色工艺流程
综上所述，本发明提供了一种稳定着色中国红的方法，克服了目前着色液稳定性差、着色不均匀问题，该工艺操作简单，着色均匀，稳定，着色液长期使用不出现沉积、析出等槽液不稳定性问题。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种铝合金电解着色中国红的方法，其特征在于，包括前处理、阳极氧化、交流扩孔、电解着色及封闭的步骤，具体上,
(1)前处理：针对铝合金进行清洗、碱蚀、中和和化抛工序；
(2)阳极氧化：使用硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液对铝合金进行阳极氧化；
(3)交流扩孔：使用磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔；
(4)电解着色：使用电解液对铝合金进行交流电解着色，所述电解液包括有上色稳定剂、硫酸镁、硫酸铜、硫酸镍、络合剂、硼酸、硫酸；
(5)封闭：使用镍盐封闭；
其中：所述步骤(2)阳极氧化时，硫酸H2SO4和铝离子Al3+溶液的浓度为H2SO4 150-200g/L、Al3+ 5-20g/L，温度19-21℃，电压14-18V，工作时间15-40min；
所述步骤(3)交流扩孔时，磷酸溶液的浓度为100g/L，电压10-14V，工作时间4min，对电极采用石墨；
所述步骤(4)电解着色时，电解液的浓度配比为上色稳定剂1-20g/L、硫酸镁1-50g/L、硫酸铜5-50g/L、硫酸镍2-40g/L、络合剂1-20g/L、硼酸1-50g/L、硫酸1-100g/L，温度15-25℃，电压8-16V，工作时间3-10min。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金电解着色中国红的方法，其特征在于，所述电解液的浓度配比优选为：上色稳定剂12g/L、硫酸镁8g/L、硫酸铜12g/L、硫酸镍20g/L、络合剂4g/L、硼酸40g/L、硫酸14g/L。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金电解着色中国红的方法，其特征在于，所述上色稳定剂为钨盐类化合物，络合剂为多羟基有机酸。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金电解着色中国红的方法，其特征在于，所述上色稳定剂采用的钨盐类化合物为磷钨酸、钨酸、钨酸钠中的一种或多种组合物。
5.根据权利要求3所述的一种铝合金电解着色中国红的方法，其特征在于，所述络合剂采用的多羟基有机酸为酒石酸、柠檬酸、苹果酸、葡庚酸、乳酸中的一种或多种组合物。
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