CN107653472A - 一种铝合金表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金表面处理工艺，包括以下步骤：（1）喷砂处理：锆刚玉磨料对铝合金表面进行喷砂处理，除去铝合金表面的氧化皮；（2）脱脂处理：脱脂液中进行脱脂处理；（3）阳极氧化：铝合金基材放于浓度为15‑20%的硫酸电解溶液中，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中进行阴阳电解；（4）水洗；（5）活化处理；（6）染色处理；（7）封孔处理。本发明能够形成致密的保护层，使铝合金免受化学侵蚀和氧化。

Description

一种铝合金表面处理工艺
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金表面处理工艺。
背景技术
铝合金具有导电性好，传热快，比重轻，易于成型的优点，成为应用最广泛的金属之一。铝是一种活泼金属，表面极易生成氧化膜，氧化膜又疏松多孔、不均匀和不连续，不能作为铝表面的防护层，因此需要在铝及铝合金表面制备防护层来达到防锈的目的。现在常用的方法是阳极氧化法，通过电化学方法在铝合金表面形成转化膜，这种方法虽然可提高铝合金的耐蚀性能，但是铝合金转化膜层耐磨性能没有得到很大的改善；而且这层氧化膜易受到强酸和强碱的腐蚀，同时铝及铝合金易产生晶间腐蚀，表面硬度偏低，不耐磨。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种铝合金表面处理工艺，能够形成致密的保护层，使铝合金免受化学侵蚀和氧化。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种铝合金表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）喷砂处理：选用锆刚玉磨料对铝合金表面进行喷砂处理，除去铝合金表面的氧化皮；
（2）脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，20-30min，取出，采用水冲洗30-50s，干燥；
（3）阳极氧化：将经过干燥的铝合金基材放于浓度为15-20%的硫酸电解溶液中，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中进行阴阳电解；
（4）水洗：将经过阳极氧化后的铝合金基材喷淋水洗，去除铝合金基材表面的硫酸电解溶液；
（5）活化处理：将经过阳极氧化后的铝合金基材放于表面活性液内浸泡，浸泡时间30-50s，浸泡温度为常温；
（6）染色处理：采用镍盐电解着色工艺进行着色，着色前浸渍3-5min，之后在20-30度的温度下进行着色6-10min；
（7）封孔处理：将经过染色后铝合金基材放入温度80-90度，浓度为0.5-0.7ml/L的封孔剂中处理20-30min，进行烘烤。
优选的，所述步骤（2）中的脱脂液按照重量份数包括以下组分：碱金属氢氧化物20-30份、表面活性剂3-8份、腐蚀抑制剂1-5份。
优选的，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或一种以上。
优选的，所述表面活性剂为二烷基苯磺酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚或二辛基琥珀酸磺酸钠。
优选的，所述腐蚀抑制剂为三乙醇胺、二戊胺和十二烷基胺中的一种或一种以上。
优选的，所述步骤（3）中阳极氧化条件：硫酸电解溶液温度15-25度，电流密度为0.8-1.2A/dm2，时间为30-40min。
优选的，所述步骤（5）中的表面活性液按重量份数包括以下组分：无机酸30-40份、有机磷酸10-20份、氧化剂3-8份和氨基磺酸盐5-15份。
优选的，所述步骤（7）中的封孔剂包括十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂和醋酸钠，且十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂、醋酸钠的重量百分比为30-40：2-8：5-10：15-25。
优选的，所述分散剂为萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或几种，所述硅氧烷消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性三硅氧烷和聚氧烯醚接枝聚硅氧烷中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明铝合金的表面在进行阳极氧化之间先进行打磨和喷砂处理，可在铝合金的表面形成均匀的基底，便于后续阳极氧化；
（2）本发明通过脱脂处理可有效去除铝合金表面的污渍，清除铝合金制品表面的自然氧化膜及轻微的划檫伤，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层；
（3）本发明通过阳极氧化在铝合金表面形成一层致密的氧化膜，且氧化膜生成速度快，附着性好，耐腐蚀性优良，同时阳极氧化处理设备简单，生产成本低；
（4）本发明阳极氧化后进行活化处理，把形成的氧化膜活化，增加了氧化膜的孔隙率，提高其吸附能力，便于后续染色进行；
（5）本发明通过封孔可将氧化膜层的微细孔隙予以封闭，从而形成致密的氧化膜，从而提高铝合金的抗腐蚀能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种铝合金表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）喷砂处理：选用锆刚玉磨料对铝合金表面进行喷砂处理，除去铝合金表面的氧化皮；
（2）脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，25min，取出，采用水冲洗40s，干燥；
（3）阳极氧化：将经过干燥的铝合金基材放于浓度为15-20%的硫酸电解溶液中，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中进行阴阳电解；
（4）水洗：将经过阳极氧化后的铝合金基材喷淋水洗，去除铝合金基材表面的硫酸电解溶液；
（5）活化处理：将经过阳极氧化后的铝合金基材放于表面活性液内浸泡，浸泡时间40s，浸泡温度为常温；
（6）染色处理：采用镍盐电解着色工艺进行着色，着色前浸渍4min，之后在25度的温度下进行着色8min；
（7）封孔处理：将经过染色后铝合金基材放入温度85度，浓度为0.5-0.7ml/L的封孔剂中处理25min，进行烘烤。
其中，所述步骤（2）中的脱脂液按照重量份数包括以下组分：碱金属氢氧化物25份、表面活性剂5份、腐蚀抑制剂3份。
其中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或一种以上。
其中，所述表面活性剂为二烷基苯磺酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚或二辛基琥珀酸磺酸钠。
其中，所述腐蚀抑制剂为三乙醇胺、二戊胺和十二烷基胺中的一种或一种以上。
其中，所述步骤（3）中阳极氧化条件：硫酸电解溶液温度20度，电流密度为0.8-1.2A/dm2，时间为35min。
其中，所述步骤（5）中的表面活性液按重量份数包括以下组分：无机酸35份、有机磷酸15份、氧化剂5份和氨基磺酸盐10份。
其中，所述步骤（7）中的封孔剂包括十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂和醋酸钠，且十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂、醋酸钠的重量百分比为35：5：7：20。
其中，所述分散剂为萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或几种，所述硅氧烷消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性三硅氧烷和聚氧烯醚接枝聚硅氧烷中的一种或几种。
实施例2
一种铝合金表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）喷砂处理：选用锆刚玉磨料对铝合金表面进行喷砂处理，除去铝合金表面的氧化皮；
（2）脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，20min，取出，采用水冲洗30s，干燥；
（3）阳极氧化：将经过干燥的铝合金基材放于浓度为15-20%的硫酸电解溶液中，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中进行阴阳电解；
（4）水洗：将经过阳极氧化后的铝合金基材喷淋水洗，去除铝合金基材表面的硫酸电解溶液；
（5）活化处理：将经过阳极氧化后的铝合金基材放于表面活性液内浸泡，浸泡时间30s，浸泡温度为常温；
（6）染色处理：采用镍盐电解着色工艺进行着色，着色前浸渍3min，之后在20度的温度下进行着色6min；
（7）封孔处理：将经过染色后铝合金基材放入温度80度，浓度为0.5-0.7ml/L的封孔剂中处理20-30min，进行烘烤。
其中，所述步骤（2）中的脱脂液按照重量份数包括以下组分：碱金属氢氧化物20份、表面活性剂3份、腐蚀抑制剂1份。
其中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或一种以上。
其中，所述表面活性剂为二烷基苯磺酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚或二辛基琥珀酸磺酸钠。
其中，所述腐蚀抑制剂为三乙醇胺、二戊胺和十二烷基胺中的一种或一种以上。
其中，所述步骤（3）中阳极氧化条件：硫酸电解溶液温度15度，电流密度为0.8-1.2A/dm2，时间为30min。
其中，所述步骤（5）中的表面活性液按重量份数包括以下组分：无机酸30份、有机磷酸10份、氧化剂3份和氨基磺酸盐5份。
其中，所述步骤（7）中的封孔剂包括十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂和醋酸钠，且十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂、醋酸钠的重量百分比为30：2：5：15。
其中，所述分散剂为萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或几种，所述硅氧烷消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性三硅氧烷和聚氧烯醚接枝聚硅氧烷中的一种或几种。
实施例3
一种铝合金表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）喷砂处理：选用锆刚玉磨料对铝合金表面进行喷砂处理，除去铝合金表面的氧化皮；
（2）脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，30min，取出，采用水冲洗50s，干燥；
（3）阳极氧化：将经过干燥的铝合金基材放于浓度为15-20%的硫酸电解溶液中，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中进行阴阳电解；
（4）水洗：将经过阳极氧化后的铝合金基材喷淋水洗，去除铝合金基材表面的硫酸电解溶液；
（5）活化处理：将经过阳极氧化后的铝合金基材放于表面活性液内浸泡，浸泡时间50s，浸泡温度为常温；
（6）染色处理：采用镍盐电解着色工艺进行着色，着色前浸渍5min，之后在30度的温度下进行着色10min；
（7）封孔处理：将经过染色后铝合金基材放入温度90度，浓度为0.5-0.7ml/L的封孔剂中处理30min，进行烘烤。
其中，所述步骤（2）中的脱脂液按照重量份数包括以下组分：碱金属氢氧化物30份、表面活性剂8份、腐蚀抑制剂5份。
其中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或一种以上。
其中，所述表面活性剂为二烷基苯磺酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚或二辛基琥珀酸磺酸钠。
其中，所述腐蚀抑制剂为三乙醇胺、二戊胺和十二烷基胺中的一种或一种以上。
其中，所述步骤（3）中阳极氧化条件：硫酸电解溶液温度25度，电流密度为0.8-1.2A/dm2，时间为40min。
其中，所述步骤（5）中的表面活性液按重量份数包括以下组分：无机酸40份、有机磷酸20份、氧化剂8份和氨基磺酸盐15份。
其中，所述步骤（7）中的封孔剂包括十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂和醋酸钠，且十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂、醋酸钠的重量百分比为40：8：10：25。
其中，所述分散剂为萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或几种，所述硅氧烷消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性三硅氧烷和聚氧烯醚接枝聚硅氧烷中的一种或几种。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铝合金表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）喷砂处理：选用锆刚玉磨料对铝合金表面进行喷砂处理，除去铝合金表面的氧化皮；
（2）脱脂处理：将铝合金基材放入脱脂液中进行脱脂处理，20-30min，取出，采用水冲洗30-50s，干燥；
（3）阳极氧化：将经过干燥的铝合金基材放于浓度为15-20%的硫酸电解溶液中，将高压缩碳板作阴极置于电解硫酸溶液中进行阴阳电解；
（4）水洗：将经过阳极氧化后的铝合金基材喷淋水洗，去除铝合金基材表面的硫酸电解溶液；
（5）活化处理：将经过阳极氧化后的铝合金基材放于表面活性液内浸泡，浸泡时间30-50s，浸泡温度为常温；
（6）染色处理：采用镍盐电解着色工艺进行着色，着色前浸渍3-5min，之后在20-30度的温度下进行着色6-10min；
（7）封孔处理：将经过染色后铝合金基材放入温度80-90度，浓度为0.5-0.7ml/L的封孔剂中处理20-30min，进行烘烤。
2.根据权利要求1所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）中的脱脂液按照重量份数包括以下组分：碱金属氢氧化物20-30份、表面活性剂3-8份、腐蚀抑制剂1-5份。
3.根据权利要求2所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或一种以上。
4.根据权利要求2所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述表面活性剂为二烷基苯磺酸钠、烷基苯酚聚氧乙烯醚或二辛基琥珀酸磺酸钠。
5.根据权利要求2所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述腐蚀抑制剂为三乙醇胺、二戊胺和十二烷基胺中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（3）中阳极氧化条件：硫酸电解溶液温度15-25度，电流密度为0.8-1.2A/dm2，时间为30-40min。
7.根据权利要求1所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（5）中的表面活性液按重量份数包括以下组分：无机酸30-40份、有机磷酸10-20份、氧化剂3-8份和氨基磺酸盐5-15份。
8.根据权利要求1所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述步骤（7）中的封孔剂包括十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂和醋酸钠，且十二烷基磺酸钠、分散剂、硅烷消泡剂、醋酸钠的重量百分比为30-40：2-8：5-10：15-25。
9.根据权利要求8所述的铝合金表面处理工艺，其特征在于，所述分散剂为萘亚甲基磺酸钠、亚甲基双苄基萘磺酸钠、甲基萘磺酸盐甲醛缩聚物中的一种或几种，所述硅氧烷消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙氧基改性三硅氧烷和聚氧烯醚接枝聚硅氧烷中的一种或几种。
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