CN107641827A - 一种铝合金阳极氧化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及一种铝合金阳极氧化工艺，将铝合金型材置于装有氧化电解液的电解槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，电解方式为直流‑交流电叠加的方法，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，通过严格控制直流‑交流电的比率，进而提高电解速度，提高氧化膜沉积的速度，在5min内就能形成厚度为100μm以上的氧化膜，且获得的铝合金型材氧化膜的显微硬度得到了很大的提高，氧化膜的表面缺陷减少，表面组织更加致密。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及一种铝合金阳极氧化工艺。
背景技术
随着铝合金型材在日常应用的日趋广泛，人们对铝合金型材的要求也在不断提高，不但要求其具有较高的机械性能，还要求有优良的装饰外观和抗腐蚀性能，为满足这种要求，合理、先进的铝合金型材表面处理技术正在逐步被人们研制和应用。
现有的铝合金型材制备过程中，在许多情况下，为了提高型材的耐腐蚀性，耐磨性，绝缘性等而将铝合金部件进行阳极氧化。阳极氧化处理是通过将铝型材部件的处理部浸渍在电解液浴(硫酸浴，草酸浴等)中，在通电的情况下进行的氧化处理，然而传统的电解方法都是向电解液中通直流电的方法处理，这样在处理过程中，生产效率比较低，通常氧化膜的沉积速度在几十nm/min，如果需要在短时间内完成相当厚的阳极氧化膜，那么现有技术中是很难实现的。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决短时间内将铝合金型材部件的处理部位完成相当厚的阳极氧化膜比较困难的问题，提供一种铝合金阳极氧化工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种铝合金阳极氧化工艺，包括如下步骤：
A、脱脂：将铝合金型材置于8～10％的硫酸溶液中浸渍10～12min后取出，浸渍温度为25～30℃；
B、碱洗：将脱脂后的铝合金型材置于1.5～2mol/L的氢氧化钠洗液中浸渍3～5min，浸渍温度为25～30℃；
C、水洗：将碱洗后的铝合金型材用水冲洗干净；
D、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的电解槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，电解方式为直流-交流电叠加的方法，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，直流-交流电叠加电解的具体工艺为：
a、向电解液中同时通入直流电和交流电，直流电和交流电的通电时间为15～17s，直流电的电压为10～30V，交流电与直流电的电压比为1.2～1.5，交流电的频率为2～200Hz；
b、按照5～10V/min的速度增加直流电压，并按照交流电与直流电的电压比增加交流电压，直流电和交流电的通电时间为1～6min；
E、封孔：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分；
F、干燥：将封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h，得到铝合金型材。
进一步，步骤D中氧化电解液为浓度为10～30％的硫酸溶液或者草酸溶液。
进一步，步骤D中交流电的频率为15～50Hz。
进一步，步骤D中直流电压的最终电解电压为10～200V。
进一步，步骤D中直流电压的最终电解电压为20～100V。
本发明的有益效果在于：
1、通过本发明直流-交流电叠加电解获得的铝合金型材，可以在短时间内增加氧化膜的沉积厚度，增加生产效率，对于100μm以上厚度的氧化膜仅仅在5分钟左右就可以生成。该铝合金阳极氧化工艺获得的阳极氧化膜不仅能满足普通阳极氧化装饰作用，且氧化膜较普通阳极氧化工艺硬度更高，更耐刮伤、碰伤、擦伤，可提升客户体验价值。
2、通过本发明直流-交流电叠加电解获得的铝合金型材，在通电的过程中，通过直流-交流电叠加的方法，并严格控制直流-交流电的比率，进而来提高电解时，氧化膜沉积的速度，对于几百微米厚度的氧化膜，这种方法也能很快的完成，大大提高了铝合金型材氧化膜的生产效率，可广泛应用于建筑、航空、汽车、医疗等领域。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
一种铝合金阳极氧化工艺，包括如下步骤：
A、脱脂：将铝合金型材置于8％的硫酸溶液中浸渍12min后取出，浸渍温度为25℃；
B、碱洗：将脱脂后的铝合金型材置于1.5mol/L的氢氧化钠洗液中浸渍5min，浸渍温度为25℃；
C、水洗：将碱洗后的铝合金型材用水冲洗干净；
D、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有浓度为10％硫酸溶液的电解槽内电解，电解温度为30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，电解方式为直流-交流电叠加的方法，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，直流-交流电叠加电解的具体工艺为：
a、向硫酸溶液中同时通入直流电和交流电，直流电和交流电的通电时间为15s，直流电的电压为30V，交流电与直流电的电压比为1.5，交流电的频率为20Hz；
b、按照5V/min的速度增加直流电压，并按照交流电与直流电的电压比增加交流电压，直流电和交流电的通电时间为6min；
E、封孔：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60℃的水中50min，沥干表面水分；
F、干燥：将封孔后的铝合金型材在60℃环境下干燥8h，得到铝合金型材。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，步骤A中硫酸溶液浓度为10％，浸渍时间为10min后取出，浸渍温度为30℃。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，步骤B中将脱脂后的铝合金型材置于2mol/L的氢氧化钠洗液中浸渍3min，浸渍温度为30℃。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，步骤D中将水洗后的铝合金型材置于装有浓度为30％硫酸溶液的电解槽内电解，电解温度为10℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，电解方式为直流-交流电叠加的方法，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，直流-交流电叠加电解的具体工艺为：
a、向硫酸溶液中同时通入直流电和交流电，直流电和交流电的通电时间为17s，直流电的电压为10V，交流电与直流电的电压比为1.2，交流电的频率为200Hz；
b、按照10V/min的速度增加直流电压，并按照交流电与直流电的电压比增加交流电压，直流电和交流电的通电时间为1min。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，步骤D中氧化电解液为浓度为10％的草酸溶液。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于，步骤D中氧化电解液为浓度为30％的草酸溶液。
对比例
一种铝合金阳极氧化工艺，包括如下步骤：
A、脱脂：将铝合金型材置于8％的硫酸溶液中浸渍12min后取出，浸渍温度为27℃；
B、碱洗：将脱脂后的铝合金型材置于1.5mol/L的氢氧化钠洗液中浸渍5min，浸渍温度为27℃；
C、水洗：将碱洗后的铝合金型材用水冲洗干净；
D、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有浓度为10％硫酸溶液的电解槽内电解，电解温度为30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，接通电源开始进行阳极氧化，氧化过程中控制电压从起始电压逐渐上升至终止电压后，起始电压为10V，终止电压为50V，电压按照5V/min的速度增加，得到表面形成有阳极氧化膜的铝合金型材。
E、封孔：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60℃的水中50min，沥干表面水分；
F、干燥：将封孔后的铝合金型材在60℃环境下干燥8h，得到铝合金型材。
将铝合金型材按照对比例与实施例1～6所公开的阳极氧化工艺分别电解5min，得到的铝合金型材氧化膜厚度和显微硬度测试结果见表一：
表一
由表一可以看到，通过本发明直流-交流电叠加电解获得的铝合金型材，通过严格控制直流-交流电的比率，进而提高电解速度，提高氧化膜沉积的速度，在5min内就能形成厚度为100μm以上的氧化膜，且获得的铝合金型材氧化膜的显微硬度得到了很大的提高，氧化膜的表面缺陷减少，表面组织更加致密。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、脱脂：将铝合金型材置于8～10％的硫酸溶液中浸渍10～12min后取出，浸渍温度为25～30℃；
B、碱洗：将脱脂后的铝合金型材置于1.5～2mol/L的氢氧化钠洗液中浸渍3～5min，浸渍温度为25～30℃；
C、水洗：将碱洗后的铝合金型材用水冲洗干净；
D、阳极氧化：将水洗后的铝合金型材置于装有氧化电解液的电解槽内电解，电解温度为10～30℃，其中以铝合金型材作为阳极，以铅板作为阴极，电解方式为直流-交流电叠加的方法，使得阳极氧化后铝合金型材表面形成氧化膜，直流-交流电叠加电解的具体工艺为：
a、向电解液中同时通入直流电和交流电，直流电和交流电的通电时间为15～17s，直流电的电压为10～30V，交流电与直流电的电压比为1.2～1.5，交流电的频率为2～200Hz；
b、按照5～10V/min的速度增加直流电压，并按照交流电与直流电的电压比增加交流电压，直流电和交流电的通电时间为1～6min；
E、封孔：将阳极氧化后的铝合金型材浸渍在60～80℃的水中35～50min，沥干表面水分；
F、干燥：将封孔后的铝合金型材在60～75℃环境下干燥3～8h，得到铝合金型材。
2.如权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤D中氧化电解液为浓度为10～30％的硫酸溶液或者草酸溶液。
3.如权利要求2所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤D中交流电的频率为15～50Hz。
4.如权利要求3所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤D中直流电压的最终电解电压为10～200V。
5.如权利要求4所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤D中直流电压的最终电解电压为20～100V。
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