CN105506639A

CN105506639A - 铝合金表面处理方法

Info

Publication number: CN105506639A
Application number: CN201510762037.2A
Authority: CN
Inventors: 王天宇; 邱乐; 张建民
Original assignee: Guangdong Evenwin Precision Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Evenwin Precision Technology Co Ltd
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: CN105506639B

Abstract

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：对所述铝合金表面进行预处理；将预处理后的所述铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，所述化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：55％～75％；硫酸：15％～30％；聚乙二醇：10％～25％；硫酸铜：2％～5％；将化学抛光处理后的所述铝合金进行阳极氧化处理。上述铝合金表面处理方法，减少了传统的碱蚀处理，并通过在化抛液中加入硫酸铜及聚乙二醇，以提高化抛液的粘度，减少了铝合金的腐蚀，同时降低了铜、锌氧化物对阳极氧化过程中生成氧化铝膜的影响，使表面处理后得到的铝合金表面光亮整平，且工艺流程较少、生产效率较高。

Description

铝合金表面处理方法

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，特别是涉及一种铝合金表面处理方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。以铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝合金的阳极氧化处理。经过阳极氧化处理的铝合金产品称为铝合金阳极产品。

目前，常规的铝合金的阳极氧化过程需要经过去油、中和、碱蚀、化抛及阳极氧化等过程，然而，7系铝由于具有硬度高，耐蚀性差的特点，在常规阳极氧化工艺处理后，表面产生过腐蚀，阳极氧化效果很差、表面出现异色，表观效果较差。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种铝合金表面处理方法，工艺步骤较少、铝合金处理后表面光亮整平。

一种铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

对所述铝合金表面进行预处理；

将预处理后的所述铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，所述化抛液包括如下质量分数的各组分：

磷酸：55％～75％；

硫酸：15％～30％；

聚乙二醇：10％～25％；

硫酸铜：2％～5％；

将化学抛光处理后的所述铝合金进行阳极氧化处理。

上述铝合金表面处理方法，减少了传统的碱蚀处理工序，并通过在化抛液中加入硫酸铜及聚乙二醇，以提高化抛液的粘度，减少了铝合金的腐蚀不均一性，同时降低了铜、锌氧化物对阳极氧化过程中生成氧化铝膜的影响，使表面处理后得到的铝合金表面光亮整平，且工艺流程较少、生产效率较高。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种铝合金表面处理方法，例如，一种针对7系铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

对所述铝合金表面进行预处理，所述预处理包括除油去污处理及中和处理；

将预处理后的所述铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，所述化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：55％～75％；硫酸：15％～30％；聚乙二醇：10％～25％；硫酸铜：2％～5％；

将化学抛光处理后的所述铝合金进行阳极氧化处理。

例如，本发明一实施例中铝合金表面处理方法，包括如下步骤：

S101、将所述铝合金进行除油去污处理，以去除所述铝合金表面的油脂及污物。

进一步的，其包括具体如下步骤：将铝合金置于温度为30～60℃的除油液中进行除油去污处理3～5min，其中，除油去污处理采用超声处理，超声波功率为2.0～3.0KW；例如，超声波功率为2.8KW，处理时间为3分20秒。除油剂为浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液，例如，每升浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中，磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠的总含量为45～55g。又如，磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中，磷酸根、碳酸根及焦磷酸根的摩尔比例为1:2:1，这样可获得较好的清洁效果。本案所述铝合金主要是指以锌为主要合金元素的铝合金，例如7系铝合金。

需要说明的是，此步骤主要是为了除去金属外壳表面的油脂及污物，超声波功率、时间及除油剂并不限于此，除油去污还可以在其他条件下进行，在保证不腐蚀金属外壳的前提下，尽可能的除掉金属外壳表面上的油脂及污物，为下一步处理做准备。

又如，还包括步骤：将除油去污后的铝合金进行二次水洗；例如，将除油去污后的铝合金置于水中进行两次超声波清洗。例如，超声波功率为2.0～3.0KW，每次持续时间为2～3min。

S102、将除油去污后的所述铝合金进行中和处理。

例如，将除油去污后的铝合金置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液进行中和处理，中和处理的时间为20～60s。又如，中和处理的时间为30s。又如，中和处理在室温条件下进行。

又如，还包括步骤：将中和处理后的铝合金进行二次水洗；例如，将中和处理后的铝合金置于水中进行两次超声波清洗。例如，超声波功率为2.0～3.0KW，每次持续时间为2～3min。又如，将中和处理后的铝合金采用去离子水冲洗两次，每次持续时间为2～3min，以除去中和处理后铝合金表面的硝酸溶液。

S103、将中和处理后的所述铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，所述化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：55％～75％；硫酸：10％～25％；聚乙二醇：10％～25％；硫酸铜：2％～5％。例如，聚乙二醇的分子量为1000～6000。又如，聚乙二醇的分子量为1000、2000、4000或6000。例如，一种化学抛光效果较好的化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸55％～65％；硫酸12％～18％；聚乙二醇15％～20％；硫酸铜3％～5％。又如，一种化学抛光效果较好的化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸59％；硫酸16％；聚乙二醇18％；硫酸铜4.5％。

具体的，化学抛光处理在温度为80～90℃的条件下进行，且化学抛光处理在搅拌条件下进行。例如，采用上下摇摆的搅拌方式，上下摇摆的频率为10～60次/min。需要说明的是，本案所述的上下摇摆的频率，为单位时间内飞靶在化抛液上下移动的次数。又如，化学抛光处理在曝气条件下进行，曝气量以在化抛液内产生均匀鼓泡为宜，又如，曝气的空气量为0.22～0.45m³/min。

又如，还包括步骤：将化学抛光处理后的铝合金进行二次水洗，以除去铝合金表面残留溶液；例如，将化学抛光后的铝合金置于水中进行两次超声波清洗。又如，超声波功率为2.0～3.0KW，每次持续时间为2～3min。

S104、将化学抛光处理后的铝合金进行阳极氧化处理。

具体的，阳极氧化处理在氧化槽内进行，氧化槽内的溶液主要为硫酸溶液，例如，阳极氧化溶液为质量分数为50％～70％的硫酸溶液，又如，阳极氧化溶液包括质量分数为55％～70％的硫酸溶液与质量分数为5％～10％的磷酸混合溶液，又如，阳极氧化溶液还包括质量分数为1％～2％的有机酸，阳极氧化的条件为：电压10～15V，温度15～25℃，时间20～60min，曝气搅拌。又如，阳极氧化处理的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min，曝气搅拌。通过控制阳极氧化条件，以使铝合金表面生成致密、均匀的氧化铝薄膜。

需要说明的是，阳极氧化处理后，还包括将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗及干燥处理，其中，水洗采用去离子水冲洗2～3次，干燥采用温度为80～90℃的热风干燥。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，以便于本领域技术人员充分理解本发明。

实施例1

将7005铝合金置于温度为30～60℃、浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中超声3～5min，水洗两次后，置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液在室温下进行中和处理，中和处理的时间为30s，水洗两次。将中和处理后的铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：55％；硫酸：25％；聚乙二醇1000：15％；硫酸铜：2％，化学抛光处理的条件为：温度80～90℃，上下摇摆的频率为30～60次/min，曝气至化抛液内均匀鼓泡。化学抛光处理后，对铝合金进行两次水洗，然后对铝合金进行阳极氧化处理，阳极氧化溶液为55％～70％的硫酸溶液、质量分数为5％～10％的磷酸及质量分数为2％的草酸混合溶液，阳极氧化的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min。将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗，干燥后，得到表面整平光亮的铝合金，且表面无异色。

实施例2

将7049铝合金置于温度为30～60℃、浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中超声3～5min，水洗两次后，置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液在室温下进行中和处理，中和处理的时间为30s，水洗两次。将中和处理后的铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：60％；硫酸：20％；聚乙二醇2000：16％；硫酸铜：2％，化学抛光处理的条件为：温度80～90℃，上下摇摆的频率为30～60次/min，曝气至化抛液内均匀鼓泡。化学抛光处理后，对铝合金进行两次水洗，然后对铝合金进行阳极氧化处理，阳极氧化溶液浓度为180～240g/L的硫酸溶液，阳极氧化的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min。将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗，干燥后，得到表面整平光亮的铝合金，且表面无异色。

实施例3

将7075铝合金置于温度为30～60℃、浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中超声3～5min，水洗两次后，置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液在室温下进行中和处理，中和处理的时间为30s，水洗两次。将中和处理后的铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：65％；硫酸：15％；聚乙二醇4000：16％；硫酸铜：2％，化学抛光处理的条件为：温度80～90℃，上下摇摆的频率为30～60次/min，曝气至化抛液内均匀鼓泡。化学抛光处理后，对铝合金进行两次水洗，然后对铝合金进行阳极氧化处理，阳极氧化溶液浓度为180～240g/L的硫酸溶液，阳极氧化的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min，曝气搅拌。将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗，干燥后，得到表面整平光亮的铝合金，且表面无异色。

实施例4

将7039铝合金置于温度为30～60℃、浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中超声3～5min，水洗两次后，置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液在室温下进行中和处理，中和处理的时间为30s，水洗两次。将中和处理后的铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：70％；硫酸：10％；聚乙二醇6000：15％；硫酸铜：2％，化学抛光处理的条件为：温度80～90℃，上下摇摆的频率为30～60次/min，曝气至化抛液内均匀鼓泡。化学抛光处理后，对铝合金进行两次水洗，然后对铝合金进行阳极氧化处理，阳极氧化溶液浓度为180～240g/L的硫酸溶液，阳极氧化的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min。将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗，干燥后，得到表面整平光亮的铝合金，且表面无异色。

实施例5

将7049铝合金置于温度为30～60℃、浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中超声3～5min，水洗两次后，置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液在室温下进行中和处理，中和处理的时间为30s，水洗两次。将中和处理后的铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：75％；硫酸：10％；聚乙二醇4000：12％；硫酸铜：2％，化学抛光处理的条件为：温度80～90℃，上下摇摆的频率为30～60次/min，曝气至化抛液内均匀鼓泡。化学抛光处理后，对铝合金进行两次水洗，然后对铝合金进行阳极氧化处理，阳极氧化溶液浓度为180～240g/L的硫酸溶液，阳极氧化的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min。将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗，干燥后，得到表面整平光亮的铝合金，且表面无异色。

实施例6

将7072铝合金置于温度为30～60℃、浓度为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液中超声3～5min，水洗两次后，置于浓度为110～150g/L的硝酸溶液在室温下进行中和处理，中和处理的时间为30s，水洗两次。将中和处理后的铝合金置于化抛液中进行化学抛光处理，其中，化抛液包括如下质量分数的各组分：磷酸：59％；硫酸：16％；聚乙二醇6000：18％；硫酸铜：4.5％，化学抛光处理的条件为：温度80～90℃，上下摇摆的频率为30～60次/min，曝气至化抛液内均匀鼓泡。化学抛光处理后，对铝合金进行两次水洗，然后对铝合金进行阳极氧化处理，阳极氧化溶液为55％～70％的硫酸溶液与质量分数为5％～10％的磷酸混合溶液，阳极氧化的条件为：电压10V，温度19～21℃，时间20～40min。将阳极氧化处理后的铝合金进行水洗，干燥后，得到表面整平光亮的铝合金，且表面无异色。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种铝合金表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

对所述铝合金表面进行预处理；

磷酸：55％～75％；

硫酸：15％～30％；

聚乙二醇：10％～25％；

硫酸铜：2％～5％；

将化学抛光处理后的所述铝合金进行阳极氧化处理。

2.根据权利要求1所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述化学抛光处理在温度为80～90℃的条件下进行。

3.根据权利要求1所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述化学抛光处理在曝气条件下进行。

4.根据权利要求1所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述化学抛光处理中，还采用上下摇摆的搅拌方式，上下摇摆的频率为10～60次/min。

5.根据权利要求1所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述阳极氧化的条件包括：电压10～15V，温度15～25℃，时间20～60min。

6.根据权利要求1所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述预处理包括除油去污处理及中和处理。

7.根据权利要求6所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述除油去污处理包括，将所述铝合金置于温度50～60℃的除油剂中进行超声处理3～5min。

8.根据权利要求7所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述除油剂为45～55g/L的磷酸钠、碳酸钠及焦磷酸钠混合溶液。

9.根据权利要求6所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述中和处理包括，将除油去污处理后的铝合金置于110～150g/L的硝酸溶液进行中和处理。

10.根据权利要求9所述的铝合金表面处理方法，其特征在于，所述中和处理的时间为20～60s。