CN105401199A - 一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为19-21℃，阳极氧化的时间为25-35min，阳极氧化的电压为16-18V，电流密度为130-150A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为50-65g/L，硼酸的浓度为20-35g/L，柠檬酸的浓度为20-35g/L。本发明提出的铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其过程简单，条件温和，得到的铝合金材料其氧化膜硬度高，耐腐蚀性好。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法。
背景技术
由于铝合金具有很多优异的物理化学性能，因此被广泛应用到国民经济的各个领域。铝合金的表面暴露在大气中时，会在其表面覆盖一层很薄的自然氧化膜，但是由于其表面的自然氧化膜很容易被腐蚀，从而大大降低了铝合金材料的使用寿命。因而工业界通常采用阳极氧化技术来提高铝合金的各项性能，如抗腐蚀性和表面力学性能等。随着社会的发展，人们对铝合金的性能提出了更高的要求，现有的阳极氧化方法处理的铝合金其性能在耐腐蚀性、硬度等方面仍存在很多不足。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其过程简单，条件温和，得到的铝合金型材其硬度高，耐腐蚀性好。
本发明提出的一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为19-21℃，阳极氧化的时间为25-35min，阳极氧化的电压为16-18V，电流密度为130-150A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为50-65g/L，硼酸的浓度为20-35g/L，柠檬酸的浓度为20-35g/L。
优选地，在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：非离子表面活性剂3-10份、阴离子表面活性剂2-5份、碳酸钠5-15份、偏硅酸钠3-10份、三聚磷酸钠1-5份、柠檬酸0.2-1.5份、N-羟乙基乙二胺三乙酸0.2-1.5份、N-甲基甘氨酸0.1-1份、油酸0.2-1份、乙醇0.1-0.5份、辛醇0.1-0.5份、二异辛基磷酸酯0.1-0.5份、四氯间苯二甲腈0.01-0.5份、水100份。
优选地，在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：非离子表面活性剂5份、阴离子表面活性剂3.5份、碳酸钠10份、偏硅酸钠8份、三聚磷酸钠2.8份、柠檬酸1.2份、N-羟乙基乙二胺三乙酸1.2份、N-甲基甘氨酸0.6份、油酸0.7份、乙醇0.2份、辛醇0.3份、二异辛基磷酸酯0.2份、四氯间苯二甲腈0.2份、水100份。
优选地，所述非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或者两种的混合物。
优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰油酰氧乙基磺酸钠、N-油酰基N-甲基牛磺酸钠中的一种或者多种的混合物；选择十二烷基苯磺酸钠、椰油酰氧乙基磺酸钠、N-油酰基N-甲基牛磺酸钠中的一种或者多种与非离子表面活性剂复配后，协同作用好，大大提高了脱脂剂的去污效果。
优选地，在碱蚀过程中，所用碱蚀剂为浓度为40-50g/L的氢氧化钠溶液，碱蚀的温度为30-50℃，碱蚀的时间为1-5min。
优选地，在中和过程中，所用中和液为硫酸和硝酸的混合水溶液，其中，硫酸和硝酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为90-100g/L，硝酸的浓度为10-25g/L。
优选地，在封孔过程中，封孔的温度为28-35℃，封孔的时间为50-100min。
优选地，在封孔过程中，所用封孔剂为硝酸镧溶液、偏铝酸钠溶液中的一种或者两种的混合液。
优选地，在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为20℃，阳极氧化的时间为30min，阳极氧化的电压为17V，电流密度为140A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为60g/L，硼酸的浓度为30g/L，柠檬酸的浓度为25g/L。
本发明中，通过对铝合金的表面进行脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔处理，通过控制调节脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔过程中的工艺参数，在铝合金表面覆盖了一层氧化膜，氧化膜的表面平整，孔径分布均匀，硬度和抗腐蚀性能优异；其中，在脱脂过程中，所用的脱脂剂的原料中，选择了非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂进行复配，使其发挥协同作用，润湿、分散效果好，三聚磷酸钠作为无机金属螯合剂，柠檬酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸、N-甲基甘氨酸、油酸作为有机金属螯合剂，配合加入体系中，与非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂具有协同作用，对污垢的乳化、分散、抗再沉积和增溶作用优异，加入的乙醇与辛醇和二异辛基磷酸酯具有协同作用，增强了脱脂剂的去污能力，同时在体系中消泡作用好，具有优异的持久性，并且在铝合金型材表面残留离子少，四氯间苯二甲腈加入体系中，赋予脱脂剂一定的抗菌性；在封孔过程中，选择了硝酸镧溶液、偏铝酸钠溶液中的一种或者两种的混合液作为封孔剂，封闭后铝合金型材的表面被封闭，阻止了侵蚀离子的侵入，改善了铝合金型材的耐腐蚀性，使腐蚀速率降低为2.25×10-8A/cm2以下。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为19℃，阳极氧化的时间为35min，阳极氧化的电压为16V，电流密度为150A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为50g/L，硼酸的浓度为35g/L，柠檬酸的浓度为20g/L。
实施例2
本发明提出的一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为21℃，阳极氧化的时间为25min，阳极氧化的电压为18V，电流密度为130A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为65g/L，硼酸的浓度为20g/L，柠檬酸的浓度为35g/L。
实施例3
本发明提出的一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为20℃，阳极氧化的时间为30min，阳极氧化的电压为17V，电流密度为140A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为60g/L，硼酸的浓度为30g/L，柠檬酸的浓度为25g/L；
在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5份、N-油酰基N-甲基牛磺酸钠3.5份、碳酸钠10份、偏硅酸钠8份、三聚磷酸钠2.8份、柠檬酸1.2份、N-羟乙基乙二胺三乙酸1.2份、N-甲基甘氨酸0.6份、油酸0.7份、乙醇0.2份、辛醇0.3份、二异辛基磷酸酯0.2份、四氯间苯二甲腈0.2份、水100份；
在碱蚀过程中，所用碱蚀剂为浓度为46g/L的氢氧化钠溶液，碱蚀的温度为30℃，碱蚀的时间为3.5min；
在中和过程中，所用中和液为硫酸和硝酸的混合水溶液，其中，硫酸和硝酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为90g/L，硝酸的浓度为18g/L；
在封孔过程中，封孔的温度为30℃，封孔的时间为72min；所用封孔剂为硝酸镧溶液。
实施例4
本发明提出的一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为20℃，阳极氧化的时间为32min，阳极氧化的电压为17V，电流密度为138A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为56g/L，硼酸的浓度为32g/L，柠檬酸的浓度为27g/L；
在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：脂肪酸聚氧乙烯酯3份、椰油酰氧乙基磺酸钠3份、N-油酰基N-甲基牛磺酸钠2份、碳酸钠5份、偏硅酸钠10份、三聚磷酸钠1份、柠檬酸1.5份、N-羟乙基乙二胺三乙酸0.2份、N-甲基甘氨酸1份、油酸0.2份、乙醇0.1份、辛醇0.5份、二异辛基磷酸酯0.1份、四氯间苯二甲腈0.5份、水100份；
在碱蚀过程中，所用碱蚀剂为浓度为50g/L的氢氧化钠溶液，碱蚀的温度为42℃，碱蚀的时间为5min；
在中和过程中，所用中和液为硫酸和硝酸的混合水溶液，其中，硫酸和硝酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为100g/L，硝酸的浓度为25g/L；
在封孔过程中，封孔的温度为35℃，封孔的时间为50min；所用封孔剂为偏铝酸钠溶液。
实施例5
本发明提出的一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为19℃，阳极氧化的时间为29min，阳极氧化的电压为17V，电流密度为142A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为62g/L，硼酸的浓度为27g/L，柠檬酸的浓度为33g/L；
在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺6份、脂肪酸聚氧乙烯酯4份、十二烷基苯磺酸钠2份、碳酸钠15份、偏硅酸钠3份、三聚磷酸钠5份、柠檬酸0.2份、N-羟乙基乙二胺三乙酸1.5份、N-甲基甘氨酸0.1份、油酸1份、乙醇0.5份、辛醇0.1份、二异辛基磷酸酯0.5份、四氯间苯二甲腈0.01份、水100份；
在碱蚀过程中，所用碱蚀剂为浓度为40g/L的氢氧化钠溶液，碱蚀的温度为50℃，碱蚀的时间为1min；
在中和过程中，所用中和液为硫酸和硝酸的混合水溶液，其中，硫酸和硝酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为85g/L，硝酸的浓度为10g/L；
在封孔过程中，封孔的温度为28℃，封孔的时间为100min；所用封孔剂为硝酸镧溶液、偏铝酸钠溶液的混合溶液。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，包括：脱脂、碱蚀、中和、阳极氧化和封孔；
在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为19-21℃，阳极氧化的时间为25-35min，阳极氧化的电压为16-18V，电流密度为130-150A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为50-65g/L，硼酸的浓度为20-35g/L，柠檬酸的浓度为20-35g/L。
2.根据权利要求1所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：非离子表面活性剂3-10份、阴离子表面活性剂2-5份、碳酸钠5-15份、偏硅酸钠3-10份、三聚磷酸钠1-5份、柠檬酸0.2-1.5份、N-羟乙基乙二胺三乙酸0.2-1.5份、N-甲基甘氨酸0.1-1份、油酸0.2-1份、乙醇0.1-0.5份、辛醇0.1-0.5份、二异辛基磷酸酯0.1-0.5份、四氯间苯二甲腈0.01-0.5份、水100份。
3.根据权利要求1或2所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在脱脂过程中，所用脱脂剂的原料按重量份包括以下组分：非离子表面活性剂5份、阴离子表面活性剂3.5份、碳酸钠10份、偏硅酸钠8份、三聚磷酸钠2.8份、柠檬酸1.2份、N-羟乙基乙二胺三乙酸1.2份、N-甲基甘氨酸0.6份、油酸0.7份、乙醇0.2份、辛醇0.3份、二异辛基磷酸酯0.2份、四氯间苯二甲腈0.2份、水100份。
4.根据权利要求2或3所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或者两种的混合物。
5.根据权利要求2-4中任一项所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰油酰氧乙基磺酸钠、N-油酰基N-甲基牛磺酸钠中的一种或者多种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在碱蚀过程中，所用碱蚀剂为浓度为40-50g/L的氢氧化钠溶液，碱蚀的温度为30-50℃，碱蚀的时间为1-5min。
7.根据权利要求1-6中任一项所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在中和过程中，所用中和液为硫酸和硝酸的混合水溶液，其中，硫酸和硝酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为90-100g/L，硝酸的浓度为10-25g/L。
8.根据权利要求1-7中任一项所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在封孔过程中，封孔的温度为28-35℃，封孔的时间为50-100min。
9.根据权利要求1-8中任一项所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在封孔过程中，所用封孔剂为硝酸镧溶液、偏铝酸钠溶液中的一种或者两种的混合液。
10.根据权利要求1-9中任一项所述铝合金型材阳极氧化表面处理方法，其特征在于，在阳极氧化过程中，阳极氧化的温度为20℃，阳极氧化的时间为30min，阳极氧化的电压为17V，电流密度为140A/m2，阳极氧化的电解液为硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液，其中，硫酸、硼酸和柠檬酸的混合水溶液中，硫酸的浓度为60g/L，硼酸的浓度为30g/L，柠檬酸的浓度为25g/L。
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