CN107523852A - 一种高性能铝型材氧化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能铝型材氧化工艺，包括以下步骤：脱脂工序、水洗工序、碱蚀工序、氧化工序、表面处理工序；脱脂工序：配置电解质溶液，启动空气搅拌装置，把铝型材放置在电解槽中，启动微弧氧化电源，到达设定的氧化时间后关闭电源；水洗工序：取出经过脱脂工序的铝型材，用水清洗铝型材的表面；碱蚀工序：将经过水洗工序的铝型材倾斜缓慢下槽，在碱蚀工序后进行水洗、中和、水洗操作；氧化工序：在经过碱蚀工序后，将铝型材放入用蒸馏水配好的硅酸盐溶液中，启动微弧氧化电源装置；表面处理工序：制备化学处理液、将经过氧化的铝型材工件依次放入丙酮、乙醇、去离子水中进行超声，得到具有保护层的铝型材工件。

Description

一种高性能铝型材氧化工艺
技术领域
本发明涉及铝型材加工技术领域，尤其涉及一种高性能铝型材氧化工艺。
背景技术
铝型材具有以下的特点：
（1）抗腐蚀性：铝型材的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/cm3，8.93g/cm3)的1/3，在大多数环境条件下，包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性。
（2）电导率：铝型材由于它的优良电导率而常被选用。在重量相等的基础上，铝的电导率近于铜的两倍。
（3）热导量率铝合金的热导量率大约是铜的50-60%，这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。
（4）非铁磁性：铝型材是非铁磁性的，这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。铝型材是不能自燃的，这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。
（5）可机加工性：铝型材的可机加工性是优良的。在各种变形铝合金和铸造铝合金中，以及在这些合金产出後具有的各种状态中，机加工特性的变化相当大，这就需要特殊的机床或技术。
（6）可成形性：特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率支配着允许变形量的变化。
铝合金型材是常用的一种建筑材料，在铝合金型材使用前，为提高铝型材的性能，须对铝型材进行氧化处理。氧化处理是指在电解质溶液中，将具有导电表面的型材置于阳极，在外电流的作用下，在制作表面形成氧化膜的过程称为阳极氧化，所产生的膜为阳极氧化膜，从而提高型材的抗腐蚀，抗氧化的能力。氧化后型材是不导电的。根据氧化型材的大小以及断面氧化的需求，分大氧化和小氧化。根据型材氧化时型材的上夹状态分为横式和立式。大氧化：型材比较大，一般为3m以上，无端面要求；小氧化：一般型材较小，端面也要求氧化。铝型材的氧化是传统工艺，但是，在氧化过程中，会出现型材表面不平整，生成的复合膜具有耐磨性、耐久性、耐蚀性和光亮性不达标等问题。因此，需要对工艺进行完善。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种高性能铝型材氧化工艺。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种高性能铝型材氧化工艺，包括以下步骤：脱脂工序、水洗工序、碱蚀工序、氧化工序、表面处理工序；
步骤a、脱脂工序：在常温下，将铝型材放置在磷酸溶液中浸泡8-15min，再将其放置在碳酸钠溶液中浸泡8-15min，配置电解质溶液，启动空气搅拌装置，把铝型材放置在电解槽中，启动微弧氧化电源，到达设定的氧化时间后关闭电源；
步骤b、水洗工序：取出经过脱脂工序的铝型材，用水清洗铝型材的表面；
步骤c、碱蚀工序：将经过水洗工序的铝型材倾斜缓慢下槽，槽碱度为PH<10，当时间到后，立即吊起，以免引起碱液因温度过高附在型材上，给中和带来困难，在碱蚀工序后进行水洗、中和、水洗操作；
步骤d、氧化工序：在经过碱蚀工序后，将铝型材放入用蒸馏水配好的硅酸盐溶液中，启动微弧氧化电源装置，保持电压输出，氧化时间1.5-2.0h，电流密度为：30-70A/dm2；
步骤e、表面处理工序：制备化学处理液、将经过氧化的铝型材工件依次放入丙酮、乙醇、去离子水中超声40-60min，然后用氮气吹干；放入化学处理液中65℃恒温水浴浸渍10-15min、烘干、得到具有保护层的铝型材工件。
在所述步骤a中，微弧氧化电源的初始电流密度1-1.5安培/平方分米，处理3分钟；然后电流密度2-2.5安培/平方分米，处理5分钟；最后电流密度3-3.5安培/平方分米，处理3分钟。
在所述步骤b中，在水洗工序时，铝型材吊离水面后倾斜度停留1-2min，直至铝型材不在滴水时进入下一工序。
在所述步骤c中，碱蚀工序的时间为12-20min。
在所述步骤d中，所述微弧氧化电源装置包括微弧氧化电源、槽体、搅拌系统和冷却系统。
在所述步骤e中，所述化学处理液的配方为：HF0.2-0.3g/L、氯化钠1-2g/L。
在所述步骤d中，形成的半封孔氧化膜的厚度为4-7μm。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明采用分阶段阳极氧化得到的产品耐候性强，在使用过程中没有出现起皮现象，铝型材的性能得到了提高；2、本发明提供的铝型材表面氧化处理工艺，其不含有毒物质，节能环保，防腐效果好；3、本发明提供的铝型材具有良好的耐磨性、耐蚀性和耐热冲击性，在航空、航天、机械、电子和装饰等工业领域有着广泛的应用前景具有孔隙率低、击穿电压高、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀能力强等优异性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种高性能铝型材氧化工艺，包括以下步骤：脱脂工序、水洗工序、碱蚀工序、氧化工序、表面处理工序。
步骤a、脱脂工序：在常温下，将铝型材放置在磷酸溶液中浸泡8-15min，再将其放置在碳酸钠溶液中浸泡8-15min，配置电解质溶液，启动空气搅拌装置，把铝型材放置在电解槽中，启动微弧氧化电源，到达设定的氧化时间后关闭电源。在所述步骤a中，微弧氧化电源的初始电流密度1-1.5安培/平方分米，处理3分钟；然后电流密度2-2.5安培/平方分米，处理5分钟；最后电流密度3-3.5安培/平方分米，处理3分钟。
步骤b、水洗工序：取出经过脱脂工序的铝型材，用水清洗铝型材的表面。在所述步骤b中，在水洗工序时，铝型材吊离水面后倾斜度停留1-2min，直至铝型材不在滴水时进入下一工序。
步骤c、碱蚀工序：将经过水洗工序的铝型材倾斜缓慢下槽，槽碱度为PH<10，当时间到后，立即吊起，以免引起碱液因温度过高附在型材上，给中和带来困难，在碱蚀工序后进行水洗、中和、水洗操作。在所述步骤c中，碱蚀工序的时间为12-20min。碱蚀工序的目的是去除铝型材表面氧化膜及残留的油污，平整铝型材表面作用。水洗一定要干净，否则将导致氧化膜不均匀局部有明显的污迹，或氧化膜泡沫状痕迹，滴干水才允许中和。中和的目的是去除经碱蚀后粘附在型材表面上的氢氧化铝，使铝型材表面回复清洁光亮。
步骤d、氧化工序：在经过碱蚀工序后，将铝型材放入用蒸馏水配好的硅酸盐溶液中，启动微弧氧化电源装置，保持电压输出，氧化时间1.5-2.0h，电流密度为：30-70A/dm2。在所述步骤d中，所述微弧氧化电源装置包括微弧氧化电源、槽体、搅拌系统和冷却系统。氧化工序的目的是通电使型材表面强性导上一层保护膜，即氧化膜。在所述步骤d中，形成的半封孔氧化膜的厚度为4-7μm。
步骤e、表面处理工序：制备化学处理液、将经过氧化的铝型材工件依次放入丙酮、乙醇、去离子水中超声40-60min，然后用氮气吹干；放入化学处理液中65℃恒温水浴浸渍10-15min、烘干、得到具有保护层的铝型材工件。在所述步骤e中，所述化学处理液的配方为：HF0.2-0.3g/L、氯化钠1-2g/L。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于，包括以下步骤：脱脂工序、水洗工序、碱蚀工序、氧化工序、表面处理工序；
步骤a、脱脂工序：在常温下，将铝型材放置在磷酸溶液中浸泡8-15min，再将其放置在碳酸钠溶液中浸泡8-15min，配置电解质溶液，启动空气搅拌装置，把铝型材放置在电解槽中，启动微弧氧化电源，到达设定的氧化时间后关闭电源；
步骤b、水洗工序：取出经过脱脂工序的铝型材，用水清洗铝型材的表面；
步骤c、碱蚀工序：将经过水洗工序的铝型材倾斜缓慢下槽，槽碱度为PH<10，当时间到后，立即吊起，以免引起碱液因温度过高附在型材上，给中和带来困难，在碱蚀工序后进行水洗、中和、水洗操作；
步骤d、氧化工序：在经过碱蚀工序后，将铝型材放入用蒸馏水配好的硅酸盐溶液中，启动微弧氧化电源装置，保持电压输出，氧化时间1.5-2.0h，电流密度为：30-70A/dm2；
步骤e、表面处理工序：制备化学处理液、将经过氧化的铝型材工件依次放入丙酮、乙醇、去离子水中超声40-60min，然后用氮气吹干；放入化学处理液中65℃恒温水浴浸渍10-15min、烘干、得到具有保护层的铝型材工件。
2.根据权利要求1所述的一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于：在所述步骤a中，微弧氧化电源的初始电流密度1-1.5安培/平方分米，处理3分钟；然后电流密度2-2.5安培/平方分米，处理5分钟；最后电流密度3-3.5安培/平方分米，处理3分钟。
3.根据权利要求1所述的一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于：在所述步骤b中，在水洗工序时，铝型材吊离水面后倾斜度停留1-2min，直至铝型材不在滴水时进入下一工序。
4.根据权利要求1所述的一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于：在所述步骤c中，碱蚀工序的时间为12-20min。
5.根据权利要求1所述的一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于：在所述步骤d中，所述微弧氧化电源装置包括微弧氧化电源、槽体、搅拌系统和冷却系统。
6.根据权利要求1所述的一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于：在所述步骤e中，所述化学处理液的配方为：HF0.2-0.3g/L、氯化钠1-2g/L。
7.根据权利要求1所述的一种高性能铝型材氧化工艺，其特征在于：在所述步骤d中，形成的半封孔氧化膜的厚度为4-7μm。
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