CN105603491A - 一种铝合金的快速阳极氧化电解液及方法 - Google Patents

一种铝合金的快速阳极氧化电解液及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝合金的快速阳极氧化电解液及方法，该方法包括以下步骤：(1)脱脂；(2)清洗；(3)阳极氧化；(4)封孔(5)清洗(6)热风吹干。该电解液中包含重量比含量为2～30％的硫酸；3～20％的铬酸；1～10％的草酸；2～15％的磷酸；5～10％的丙二酸；亚硫酸盐0.5～2％；0.1～0.8％的四硼酸胺，其余为纯水。本发明具有氧化成膜过程迅速，效率高，成本低，生成氧化膜均匀、硬度高、致密性好、耐磨并且粗糙度低等一系列优点。

Description

一种铝合金的快速阳极氧化电解液及方法
技术领域
本发明涉及铝合金部件的表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金的快速阳极氧化电解液及方法。
背景技术
铝合金部件以其密度小、加工性能好等优点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造以及电子产品等领域。铝合金部件存在耐磨性差、表面质软和耐腐蚀性能差等缺陷，通过阳极氧化处理技术能有效地改善这些缺陷。
传统的阳极氧化电解工艺氧化速率比较慢，耗时较长，粗糙度较高等特点。专利200610123782.3中提到漕液温度20±2℃，在电流密度1～1.5A/dm2，直流电压15～17V，生成10微米膜层所需阳极氧化通电时间为25分钟。在专利201310275018.8中阳极氧化温度为25℃，电流密度开始为3A/dm2，终止为1A/dm2，电压100V，通电时间为30分钟。201110199821.9中铝合金硬质阳极氧化需要二次氧化处理，硬质氧化时间为30～300分钟，二次氧化处理时间为30～120秒。在大电流密度的情况下，能够在较短的时间获得的阳极氧化膜，从而缩短铝合金阳极氧化的时间，提高生产效率。可是，在大的电流密度下，容易发生阳极氧化膜的烧蚀，导致铝合金阳极氧化的失败。
发明内容
本专利所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种铝合金的快速阳极氧化电解液及方法，通过该铝合金的快速阳极氧化电解液及方法快速生成均匀、致密、硬度高、耐磨并且粗糙度低的阳极氧化膜。
本发明提供了一种铝合金的快速阳极氧化电解液，其特征在于：该电解液中包含重量比含量为2～30％的硫酸；3～20％的铬酸；1～10％的草酸；2～15％的磷酸；5～10％的丙二酸；亚硫酸盐0.5～2％；0.1～0.8％的四硼酸胺，其余为水。所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸钙、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾中至少一种。
另外，本发明还提供了一种铝合金的快速阳极氧化方法，该方法包括以下步骤：(1)脱脂；(2)清洗；(3)阳极氧化；(4)封孔(5)清洗(6)热风吹干。
(1)脱脂：用碱性清洗液去除油脂，在60～70℃清洗，时间1分钟，约每升5-10千瓦超声功率；
(2)清洗：用纯水冲洗，冲洗1～2分钟；
(3)阳极氧化：漕液温度26±2℃，在电流密度4～～8A/dm2，直流电压40～150V，处理时间为30～900S；
(4)封孔：热水封孔，即在85～100℃纯水中进行热封闭，处理时间为0.5～30min，热水的电导率小于20μs/cm；
(5)清洗：两道冲洗，第一道室温纯水冲洗时间为50～90s，第二道室温纯水冲洗时间为50～180s，所述室温纯水的电导率小于250μs/cm；
(6)热风吹干：在吹干机中用热空气为活塞除湿，时间为120～180s。
与现有技术相比，本发明的具有以下优点：
(1)电解液配方合理，用混酸作为电解液，在一个相对比较低的温度和高电流密度下进行阳极氧化反应，具有很高的增长速率，快速生成具有较厚的氧化膜，有效的解决了阳极氧化过程中大电流下的铝合金氧化膜烧蚀问题，成本低。
(2)大幅度提高了铝合金表面的阳极氧化成膜速度，减少氧化时间，提高生产效率。
(3)阳极氧化工艺在常温下进行，消耗能源少，工序简单，易于操作。
(4)铝合金氧化膜的厚度可控，通过工艺参数调整，能够获得10～400μm的氧化膜层。
(5)生成氧化膜均匀、硬度高、致密性好、耐磨并且粗糙度低，可广泛应用于航空、航天、汽车、精密机械制造、国防军品以及电子产品等高新技术领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，并不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种铝合金的快速阳极氧化电解液，该电解液中包含重量比含量为10％的硫酸；20％的铬酸；5％的草酸；2％的磷酸；8％的丙二酸；亚硫酸盐0.5％；0.1％的四硼酸胺，其余为纯水。
一种铝合金的快速阳极氧化方法，包括如下步骤：
(1)脱脂：用碱性清洗液去除油脂，在60℃清洗，时间1分钟，约每升5千瓦超声功率；
(2)、清洗：用纯水冲洗，冲洗2分钟；
(3)、阳极氧化：漕液温度24℃，在电流密度4A/dm2，直流电压50V，处理时间为30S；
(4)、封孔：热水封孔，即在90℃纯水中进行热封闭，处理时间为20min，热水的电导率小于20μs/cm；
(5)、清洗：两道冲洗，第一道室温纯水冲洗时间为50s，第二道室温纯水冲洗时间为50s，所述室温纯水的电导率小于250μs/cm；
(6)、热风吹干：在吹干机中用热空气为活塞除湿，时间为120s。
采用以上工艺对铝合金进行阳极氧化处理可得到均匀致密的鼠灰色氧化膜层，厚度为10微米，维氏硬度为300HV0.01，粗糙度为0.5μm。
实施例2
一种铝合金的快速阳极氧化电解液，该电解液中包含重量比含量为12％的硫酸；25％的铬酸；8％的草酸；3％的磷酸；7％的丙二酸；亚硫酸盐2％；0.2％的四硼酸胺，其余为纯水。
一种铝合金的快速阳极氧化方法，包括如下步骤：
(1)脱脂：用碱性清洗液去除油脂，在60℃清洗，时间1分钟，约每升5千瓦超声功率；
(2)、清洗：用纯水冲洗，冲洗2分钟；
(3)、阳极氧化：漕液温度26℃，在电流密度5A/dm2，直流电压100V，处理时间为50S；
(4)、封孔：热水封孔，即在90℃纯水中进行热封闭，处理时间为30min，热水的电导率小于20μs/m；
(5)、清洗：两道冲洗，第一道室温纯水冲洗时间为50s，第二道室温纯水冲洗时间为50s，所述室温纯水的电导率小于250μs/cm；
(6)、热风吹干：在吹干机中用热空气为活塞除湿，时间为120s。
采用以上工艺对铝合金进行阳极氧化处理可得到均匀致密的鼠灰色氧化膜层，厚度为22微米，维氏硬度为400HV0.01，粗糙度为0.6μm。
实施例3
一种铝合金的快速阳极氧化电解液，该电解液中包含重量比含量为20％的硫酸；8％的铬酸；2％的草酸；4％的磷酸；5％的丙二酸；亚硫酸盐1％；0.3％的四硼酸胺，其余为纯水。
一种铝合金的快速阳极氧化方法，包括如下步骤：
(1)脱脂：用碱性清洗液去除油脂，在60℃清洗，时间1分钟，约每升10千瓦超声功率；
(2)、清洗：用纯水冲洗，冲洗2分钟；
(3)、阳极氧化：漕液温度26℃，在电流密度6A/dm2，直流电压120V，处理时间为300S；
(4)、封孔：热水封孔，即在90℃纯水中进行热封闭，处理时间为30min，热水的电导率小于20μs/cm；
(5)、清洗：两道冲洗，第一道室温纯水冲洗时间为90s，第二道室温纯水冲洗时间为90s，所述室温纯水的电导率小于250μs/cm；
(6)、热风吹干：在吹干机中用热空气为活塞除湿，时间为180s。
采用以上工艺对铝合金进行阳极氧化处理可得到均匀致密的鼠灰色氧化膜层，厚度为160微米，维氏硬度为400HV0.01，粗糙度为0.8μm。
实施例4
一种铝合金的快速阳极氧化电解液，该电解液中包含重量比含量为15％的硫酸；25％的铬酸；2％的草酸；8％的磷酸；5％的丙二酸；亚硫酸盐2％；0.3％的四硼酸胺，其余为纯水。
一种铝合金的快速阳极氧化方法，包括如下步骤：
(1)脱脂：用碱性清洗液去除油脂，在60℃清洗，时间1分钟，约每升10千瓦超声功率；
(2)、清洗：用纯水冲洗，冲洗2分钟；
(3)、阳极氧化：漕液温度26℃，在电流密度6A/dm2，直流电压100V，处理时间为600S；
(4)、封孔：热水封孔，即在90℃纯水中进行热封闭，处理时间为30min，热水的电导率小于20μs/cm；
(5)、清洗：两道冲洗，第一道室温纯水冲洗时间为90s，第二道室温纯水冲洗时间为180s，所述室温纯水的电导率小于250μs/cm；
(6)、热风吹干：在吹干机中用热空气为活塞除湿，时间为180s。
采用以上工艺对铝合金进行阳极氧化处理可得到均匀致密的鼠灰色氧化膜层，厚度为340微米，维氏硬度为400HV0.01，粗糙度为0.9μm。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管已经用一般性说明及具体实施方案对本发明进行了详细说明，但对于本领域的技术人员来说，在本发明基础上，在不脱离本发明精神的前提下，还可以做出若干修改、改进或等同替换。所做的所有修改、改进、等同替换等，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种铝合金的快速阳极氧化电解液，其特征在于，该电解液中包含重量比含量为2～30％的硫酸；3～20％的铬酸；1～10％的草酸；2～15％的磷酸；5～10％的丙二酸；亚硫酸盐0.5～2％；0.1～0.8％的四硼酸胺，其余为纯水。
2.根据权利要求1所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸钙、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾中至少一种。
3.根据权利要求1所述的纯水的电导率小于20μs/cm。
4.一种铝合金的快速阳极氧化方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)脱脂：用碱性清洗液去除油脂，在60～70℃清洗，时间1分钟，约每升5-10千瓦超声功率；
(2)清洗：用纯水冲洗，冲洗1～2分钟；
(3)阳极氧化：漕液温度26±2℃，在电流密度4～8A/dm2，直流电压40～150V，处理时间为30～900S；
(4)封孔：热水封孔，即在85～100℃纯水中进行热封闭，处理时间为0.5～30min，热水的电导率小于20μs/cm；
(5)清洗：两道冲洗，第一道室温纯水冲洗时间为50～90s，第二道室温纯水冲洗时间为50～180s，所述室温纯水的电导率小于250μs/cm；
(6)热风吹干：在吹干机中用热空气为活塞除湿，时间为120～180s。
5.根据权利要求4所述的铝合金的快速阳极氧化方法，其特征在于，阳极氧化后得到的氧化膜的厚度为10～400μm。
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