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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