CN105821461B - 铝合金铜盐着色电泳工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了铝合金铜盐着色电泳工艺，该方法包括以下步骤：一、准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上；二、将合金型材放入槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜，三、将阳极氧化好的合金型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色；四、将着色后的合金型材进行封孔处理，五、用水洗去封孔工艺残留的槽液；六、将水洗后的合金型材进行电泳，七、将电泳后的合金型材进行固化，本发明封孔槽液的pH值更高，封孔之间更长，将半封孔工艺调整为近全封孔工艺，用于防止铜的溶解，合金型材着色后更稳定，抗腐蚀性更强。

Description

铝合金铜盐着色电泳工艺
技术领域
本发明涉及铝合金阳极氧化表面处理工艺，尤其涉及铝合金铜盐着色电泳工艺。
背景技术
随着经济的发展，人们越来越重视装饰色彩的多样化，个性化，铜盐着色电泳合金型材由于具有色调细腻柔和，电泳后明亮透底的优点，因此高档建筑物纷纷用铜盐着色的铝合金门、窗替代原有的不锈钢门、铜门。紫铜着色电泳合金型材成为建筑铝合金型材行业中倍受青睐的一种新型材料，市场潜力巨大。
然而，紫铜色电泳合金型材具有特殊的生产工艺，在生产过程中容易出现色差问题，继而导致生产成品率，阻碍着紫铜着色电泳合金型材生气的进一步扩大。因此有必要研究出一种新的生产工艺，解决以上问题。
本发明提出的铝合金铜盐着色电泳工艺，能够大大提高产品成品率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供的铝合金铜盐着色电泳工艺，能够大大提高紫铜色电泳合金型材产品的成品率。
为达到上述技术效果，本发明提供了铝合金铜盐着色电泳工艺，包括：
一、准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上；
二、将合金型材放入硫酸槽液中进行阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜，其中，硫酸槽液的电流密度为125-135A/dm2，硫酸槽液的温度为20-23℃；
三、将阳极氧化好的合金型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色；其中，铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为14-16g/L，硫酸的浓度为18-22 g/L；铜盐电解着色槽的pH为0.8-1.0，温度为18-22℃，电压为15-16V；
四、将着色后的合金型材进行封孔处理，封孔槽液含有1.5-2.0 g/L镍离子，封孔槽液的pH值为5.5-6.0，封孔时间为10-15min；
五、用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为65-70℃，时间为3-5min；
六、将水洗后的合金型材进行电泳，电泳电压为130-140V，电泳温度为18-22℃,电泳时间为1-3min；
七、将电泳后的合金型材进行固化，固化温度为172-180℃，固化时间为30-35min。
优选地，所述硫酸槽液的电流密度为127-133A/dm2，硫酸槽液的温度为18-22℃。
优选地，所述五水硫酸铜的浓度为14.5-15.5g/L，硫酸的浓度为19-21 g/L，铜盐电解着色槽的pH为0.8-1.0，温度为19-21℃，电压为15.3-15.8V。
优选地，封孔槽液含有1.6-1.8 g/L镍离子，封孔槽液的pH值为5.6-5.8，封孔时间为10min。
优选地，所述电泳电压为132-138V，电泳温度为19-21℃,电泳时间为3min。
优选地，所述固化温度为173-179℃，固化时间为31-34min。
优选地，第一步骤中硫酸槽液须事先进行搅拌，提架上同一排的合金型材的型号须保持一致。
优选地，第三步骤中采用铜线电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明封孔槽液的pH值更高，封孔时间更长，将半封孔工艺调整为近全封孔工艺，用于防止铜的溶解，合金型材着色后更稳定，涂层耐盐雾腐蚀性更强。
2、本发明的着色步骤中采用铜线实现电连接，增强了导电性能，着色更均匀稳定。
3、本发明的氧化前处理工艺中，槽液须事先进行搅拌，同一排的合金型材的型号须保持一致，用来消除色差。
附图说明
图1为本发明铝合金铜盐着色电泳工艺的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明的工艺流程图，本发明提供了铝合金铜盐着色电泳工艺，主要经过如下几个步骤:
S1氧化前处理：准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上。
优选地，由于本实施例采用的硫酸槽液的分散能力差，槽液须事先进行搅拌，进一步地，不同型号的型材由于形状差异大，导致与极板的距离不一致，容易造成色差，因此，同一排的合金型材的型号须保持一致。
S2阳极氧化步骤：将合金型材放入硫酸槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜。
铝对氧的化学亲和力极强，在大气中表面总是被一层氧化膜覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄，孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不强，因此需要利用电化学方法，使合金型材表面形成一层较厚的膜孔均匀的氧化膜，提高耐腐蚀性。
为了得到膜孔均匀的氧化膜，本实施例采用的硫酸槽液的电流密度为125-135A/dm2，硫酸槽液的温度为20-23℃。更佳地，所述硫酸槽液的电流密度为127-133A/dm2，硫酸槽液的温度为18-22℃。
S3着色步骤：将S2步骤得到阳极氧化好的合金型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色。
优选地，所述铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为14-16g/L，硫酸的浓度为18-22 g/L；铜盐电解着色槽液的pH为0.8-1.0，温度为18-22℃，电压为15-16V。
更佳地，所述五水硫酸铜的浓度为14.5-15.5g/L，硫酸的浓度为19-21 g/L，铜盐电解着色槽的pH为0.8-1.0，温度为19-21℃，电压为15.3-15.8V。
优选地，着色步骤中采用铜线电连接，增强了导电性能，着色更均匀稳。
S4封孔步骤：将S3步骤着色后的合金型材进行封孔处理，用于保护沉积于氧化膜内的铜，防止其发生阳极溶解。
其中，封孔槽液中含有1.5-2.0 g/L镍离子，封孔槽液的pH值为5.5-6.0，封孔时间为10-15min，与传统封孔工艺相比，封孔槽液的pH值更高，封孔时间更长，将半封孔工艺调整为近全封孔工艺，用于防止铜的溶解，合金型材着色后更稳定，抗腐蚀性更强。
更佳地，封孔槽液含有1.6-1.8 g/L镍离子，封孔槽液的pH值为5.6-5.8，封孔时间为10min。
S5热水洗步骤：用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为65-70℃，时间3-5min。
S6电泳步骤：电泳电压为130-140V，电泳温度为18-22℃,电泳时间为1-3min。
更佳地，所述电泳电压为132-138V，电泳温度为19-21℃,电泳时间为3min。
S7固化步骤：固化温度为172-180℃，固化时间为30-35min。
更佳地，所述固化温度为173-179℃，固化时间为31-34min。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
铝合金铜盐着色电泳工艺如下：
S1氧化前处理：准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上，槽液须事先进行搅拌，且同一排的合金型材的型号须保持一致。
S2阳极氧化步骤：将合金型材放入硫酸槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜。
本实施例采用的硫酸槽液的电流密度为125A/dm2，硫酸槽液的温度为20℃。
S3着色步骤：将S2步骤得到阳极氧化好的型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色，采用铜线实现电连接。
其中，所述铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为14g/L，硫酸的浓度为18g/L；铜盐电解着色槽液的pH为0.8，温度为18℃，电压为15V。
S4封孔步骤：
封孔工艺：槽液成分：镍离子：1.5 g/L，槽液pH值：5.5，封孔时间：10min。
S5热水洗步骤：用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为65℃，时间3min。
S6电泳步骤：电泳电压：130V，电泳温度18℃,电泳时间1min。
S7固化步骤：固化温度172℃，固化时间30min。
由以上工艺得到了着色后的合金型材A。
实施例2
铝合金铜盐着色电泳工艺如下：
S1氧化前处理：准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上，槽液须事先进行搅拌，且同一排的合金型材的型号须保持一致。
S2阳极氧化步骤：将合金型材放入硫酸槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜。
本实施例采用的硫酸槽液的电流密度为135A/dm2，硫酸槽液的温度为23℃。
S3着色步骤：将S2步骤得到阳极氧化好的型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色，采用铜线实现电连接。
其中，所述铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为16g/L，硫酸的浓度为22 g/L；铜盐电解着色槽液的pH为1.0，温度为22℃，电压为16V。
S4封孔步骤：
其中，封孔槽液中含有2.0 g/L的镍离子，封孔槽液pH值为6.0，封孔时间为15min。
S5热水洗步骤：用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为70℃，水洗时间为5min。
S6电泳步骤：电泳电压为140V，电泳温度为22℃,电泳时间为3min。
S7固化步骤：固化温度为178℃，固化时间为35min。
由以上工艺得到了着色后的合金型材B。
实施例3
铝合金铜盐着色电泳工艺如下：
S1氧化前处理：准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上，槽液须事先进行搅拌，且同一排的合金型材的型号须保持一致。
S2阳极氧化步骤：将合金型材放入硫酸槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜。
本实施例采用的硫酸槽液的电流密度为130A/dm2，硫酸槽液的温度为22℃。
S3着色步骤：将S2步骤得到阳极氧化好的型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色，采用铜线实现电连接。
其中，所述铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为15g/L，硫酸的浓度为20g/L；铜盐电解着色槽液的pH为0.9，温度为20℃，电压为15.5V。
S4封孔步骤：
其中，封孔槽液中含有1.75 g/L的镍离子，封孔槽液pH值为5.75，封孔时间为12min。
S5热水洗步骤：用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为67.5℃，水洗时间为4min。
S6电泳步骤：电泳电压为135V，电泳温度为20℃,电泳时间为2min。
S7固化步骤：固化温度为175℃，固化时间为32.5min。
由以上工艺得到了着色后的合金型材C。
实施例4
铝合金铜盐着色电泳工艺如下：
S1氧化前处理：准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上，槽液须事先进行搅拌，且同一排的合金型材的型号须保持一致。
S2阳极氧化步骤：将合金型材放入硫酸槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜。
本实施例采用的硫酸槽液的电流密度为127A/dm2，硫酸槽液的温度为18℃。
S3着色步骤：将S2步骤得到阳极氧化好的型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色，采用铜线实现电连接。
其中，所述铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为14.5g/L，硫酸的浓度为19g/L；铜盐电解着色槽液的pH为0.8，温度为19℃，电压为15.3V。
S4封孔步骤：
其中，封孔槽液中含有1.6g/L的镍离子，封孔槽液pH值为5.6，封孔时间为11min。
S5热水洗步骤：用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为66℃，水洗时间为3.5min。
S6电泳步骤：电泳电压为132V，电泳温度为19℃,电泳时间为1.5min。
S7固化步骤：固化温度为173℃，固化时间为31min。
由以上工艺得到了着色后的合金型材D。
实施例5
铝合金铜盐着色电泳工艺如下：
S1氧化前处理：准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上，槽液须事先进行搅拌，且同一排的合金型材的型号须保持一致。
S2阳极氧化步骤：将合金型材放入硫酸槽液中通过阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜。
本实施例采用的硫酸槽液的电流密度为133A/dm2，硫酸槽液的温度为22℃。
S3着色步骤：将S2步骤得到阳极氧化好的型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色，采用铜线实现电连接。
其中，所述铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为15.5g/L，硫酸的浓度为21g/L；铜盐电解着色槽液的pH为1.0，温度为21℃，电压为15.8V。
S4封孔步骤：
其中，封孔槽液中含有1.8g/L的镍离子，封孔槽液pH值为5.8，封孔时间为13min。
S5热水洗步骤：用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为68℃，水洗时间为4.5min。
S6电泳步骤：电泳电压为138V，电泳温度为21℃,电泳时间为2.5min。
S7固化步骤：固化温度为177℃，固化时间为34min。
由以上工艺得到了着色后的合金型材E。
将实施例1的合金型材A、实施例2的合金型材B、实施例3的合金型材C、实施例4的合金型材D、实施例5的合金型材E，分别进行成品率及图层抗腐蚀性测试：
表1 合金型材的性能测试
由表1（合金型材的性能测试）可知，本发明提供铝合金铜盐着色电泳工艺大大提高了产品成品率，涂层的耐盐雾腐蚀性更强。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明封孔槽液的pH值更高，封孔时间更长，将半封孔工艺调整为近全封孔工艺，用于防止铜的溶解，合金型材着色后更稳定，涂层耐盐雾腐蚀性更强。
2、本发明的着色步骤中采用铜线实现电连接，增强了导电性能，着色更均匀稳定。
3、本发明的氧化前处理工艺中，槽液须事先进行搅拌，同一排的合金型材的型号须保持一致，用来消除色差。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.铝合金铜盐着色电泳工艺，其特征在于，包括：
一、准备硫酸槽液，将待着色的合金型材安装在提架上；
二、将合金型材放入硫酸槽液中进行阳极氧化，生成一层带有膜孔的氧化膜，其中，硫酸槽液的电流密度为125-127A/dm2，硫酸槽液的温度为20-23℃；
三、将阳极氧化好的合金型材放入铜盐电解着色槽中进行电解着色；其中，铜盐电解着色槽的槽液含有五水硫酸铜和硫酸，五水硫酸铜的浓度为14-16g/L，硫酸的浓度为18-22g/L；铜盐电解着色槽的pH为0.8-1.0，温度为18-22℃，电压为15-16V；
四、将着色后的合金型材进行封孔处理，封孔槽液含有1.6-1.8 g/L镍离子，封孔槽液的pH值为5.6-5.8，封孔时间为10min；
五、用水洗去封孔工艺残留的槽液，水洗温度为65-70℃，时间为3-5min；
六、将水洗后的合金型材进行电泳，所述电泳电压为132-138V，电泳温度为19-21℃,电泳时间为3min；
七、将电泳后的合金型材进行固化，所述固化温度为173-179℃，固化时间为31-34min；
第一步骤中硫酸槽液须事先进行搅拌，提架上同一排的合金型材的型号须保持一致；
第三步骤中采用铜线电连接。
2.如权利要求1所述的铝合金铜盐着色电泳工艺，其特征在于，所述五水硫酸铜的浓度为14.5-15.5g/L，硫酸的浓度为19-21 g/L，铜盐电解着色槽的pH为0.8-1.0，温度为19-21℃，电压为15.3-15.8V。
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