CN107868972A - 一种着色染料及铝合金压铸件红色着色方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种着色染料及铝合金压铸件红色着色方法，属于铝合金压铸件着色领域。所述着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，所述茜素黄的浓度为0.2‑2g/L，所述酸性大红的浓度为8‑15g/L，所述湖蓝的浓度为0.1‑1g/L，所述冰醋酸的浓度为1‑4g/L。所述方法包括：采用着色染料对铝合金压铸件进行着色，所述着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，所述茜素黄的浓度为0.2‑2g/L，所述酸性大红的浓度为8‑15g/L，所述湖蓝的浓度为0.1‑1g/L，所述冰醋酸的浓度为1‑4g/L。本发明实施例提供的着色染料能够将铝合金压铸件着色为红色，本发明实施例提供的铝合金压铸件红色着色方法将铝合金压铸件着色为红色，且具有金属光泽。

Description

一种着色染料及铝合金压铸件红色着色方法
技术领域
本发明涉及铝合金压铸件着色领域，特别涉及一种着色染料及铝合金压铸件红色着色方法。
背景技术
铝合金着色是指铝合金通过化学浸渍、电化学法和热处理法等方法在铝合金的表面形成一层带有某种颜色的膜层，且该膜层具有一定耐蚀能力。
目前只能将铝合金压铸件着色为青铜色方法，还不能将铝合金压铸件着色成红色，该青铜色着色方法包括将待着色的铝合金的表面进行钝化、阳极氧化、着色和封闭处理，在着色处理时，采用酸性元青、茜素黄和冰醋酸作为着色染料。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有的铝合金压铸件的着色颜色单一，且不能将铝合金压铸件着色成红色，这限定了铝合金压铸件的应用范围。
发明内容
为了解决现有技术中的铝合金压铸件着色颜色单一的问题，本发明实施例提供了一种着色染料及铝合金压铸件红色着色方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种着色染料，所述着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，所述茜素黄的浓度为0.2-2g/L，所述酸性大红的浓度为8-15g/L，所述湖蓝的浓度为0.1-1g/L，所述冰醋酸的浓度为1-4g/L。
另一方面，本发明实施例提供了一种铝合金压铸件红色着色方法，所述方法包括：
采用着色染料对铝合金压铸件进行着色，所述着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，所述茜素黄的浓度为0.2-2g/L，所述酸性大红的浓度为8-15g/L，所述湖蓝的浓度为0.1-1g/L，所述冰醋酸的浓度为1-4g/L。
具体地，所述着色温度为40-65℃，所述着色时间为5-20min。
具体地，在所述铝合金压铸件进行着色前，将所述铝合金压铸件进行着色预处理，所述着色预处理包括：
1)将所述铝合金压铸件作为阳极，并置于浓度为180-220g/L的硫酸溶液中进行第一着色预处理，所述第一着色预处理的电压为8-10V，所述第一着色预处理的电流密度为0.3-1A/dm2，所述第一着色预处理的反应时间为10-30s；
2)将所述铝合金压铸件作为阴极，将纯铝作为阳极，并置于着色预处理液中进行第二着色预处理，所述第二着色预处理的反应温度为20-35℃，所述第二着色预处理的电压为8-10V，所述第二着色预处理的电流密度为0.1-0.5A/dm2，所述第二次着色预的反应时间为20-40s；
3)将所述铝合金压铸件于70-80℃下加热6-12h。
进一步地，所述着色预处理液为包括硫酸铝、醋酸镁和着色预处理用冰醋酸的水溶液，所述硫酸铝的浓度为0.2-0.5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.3-0.5g/L，所述着色预处理用冰醋酸的浓度为1-3g/L。
进一步地，在所述着色前将铝合金压铸件进行阳极氧化处理，所述阳极氧化的方法包括：将所述铝合金压铸件置于浓度为180-220g/L的硫酸溶液中，所述阳极氧化的温度为5-20℃，所述阳极氧化的电压为8-18V，所述阳极氧化的电流密度为0.8-1.5A/dm2。
进一步地，在所述阳极氧化前对所述铝合金压铸件进行表面预处理，所述表面预处理的方法包括：
对所述铝合金压铸件的表面进行抛光；
去除所述铝合金压铸件上残留的油污；
水洗所述铝合金压铸件；
将所述铝合金压铸件置于浓硝酸中浸泡5-10min，得到表面覆盖有钝化膜的所述铝合金压铸件；其中，浓硝酸的质量浓度为70％。
将所述铝合金压铸件清洗后用于所述阳极氧化。
具体地，将着色后的所述铝合金压铸件经过水洗并进行封闭处理，所述封闭处理的方法包括：将所述铝合金压铸件置于封闭溶液中，所述封闭处理的温度为80-85℃，所述封闭处理的时间为15-20min。
具体地，所述封闭溶液为包括：硫酸镍、硫酸钴和醋酸钠的水溶液，其中，所述硫酸镍的浓度为4.2g/L，所述硫酸钴的浓度为0.7g/L，醋酸钠的浓度为4.8g/L，所述封闭溶液的pH值为4.5-5.5。
进一步地，将经过封闭处理的所述铝合金压铸件经过水洗后进行烘干。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供的着色染料能够将铝合金压铸件着色为红色，且具有金属光泽，同时，该着色染料的颗粒大小均小于1nm，使得该着色染料易于被吸附到阳极氧化膜的孔隙深处，并使着色后的铝合金压铸件具有较高的色牢度，本发明实施例提供的铝合金压铸件红色着色方法，通过茜素黄、酸性大红和湖蓝将铝合金压铸件染成红色，且染色后的压制铝合金具有金属光泽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例二提供的铝合金压铸件红色着色方法的流程图。
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实施方式作进一步地详细描述。
本实施例所用试剂均购于化工市场。
实施例一
本发明实施例提供了一种着色染料，该着色染料适用于着色含Mn的铝合金压铸件，其中，铝合金压铸件中Mn的含量可以为0.3-5％。该着色染料包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，茜素黄的浓度为0.2-2g/L，酸性大红的浓度为8-15g/L，湖蓝的浓度为0.1-1g/L，冰醋酸的浓度为1-4g/L。
本发明的着色染料中的茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的分子量均小于1000，根据道尔顿经验表格，分子量为1000，则对应的孔径为0.001μm，同时，将该着色染料利用1nm的过滤膜进行过滤，该着色染料能够顺利通过过滤膜，证明该着色染料小于1nm。
本发明实施例提供的着色染料能够对铝合金压铸件进行着色，着色后的铝合金压铸件为红色，且具有金属光泽，这增加了着色铝合金压铸件的颜色，同时，该着色染料的颗粒大小均小于1nm，由于毛细吸附效应，使得该着色染料易于被吸附到阳极氧化膜的孔隙深处，并使着色后的铝合金压铸件具有较高的色牢度。
实施例二
本发明实施例提供了一种铝合金压铸件红色着色方法，该方法适用于含有Mn的铝合金压铸件，且Mn的含量为0.3-5％，结合图1，该方法包括：
步骤1：表面预处理，包括：
去除铝合金压铸件上残留的油污；具体地，可以采用化学方法，如酸液或碱液清洗等方式去除铝合金压铸件上残留的油污。
对铝合金压铸件的表面进行抛光；具体地，可以采用机械抛光或化学抛光的方法对铝合金压铸件的表面进行抛光。
水洗铝合金压铸件；
将铝合金压铸件置于浓硝酸中浸泡5-10min，得到表面覆盖有钝化膜的铝合金压铸件；
水洗表面覆盖有钝化膜的铝合金压铸件后并进行烘干。
步骤2：阳极氧化处理，阳极氧化的方法包括：将铝合金压铸件置于浓度为180-220g/L的硫酸溶液中，阳极氧化的温度为5-20℃，阳极氧化的电压为8-18V，阳极氧化的电流密度为0.8-1.5A/dm2。阳极氧化后得到无色透明的高质量氧化膜。水洗阳极氧化后的铝合金压铸件并进行烘干。同时，通过扫描电镜辅助测量铝合金压铸件上的阳极氧化膜的孔隙大小，孔径为15-20nm，通过剥离法测阳极氧化的孔隙的深度，测得该阳极氧化膜的孔隙的深度为10-30μm。
步骤3：着色预处理，1)将铝合金压铸件作为阳极，贵金属板作为阴极(如铂或钛)，并置于浓度为180-220g/L的硫酸溶液中进行第一着色预处理，第一着色预处理的电压为8-10V，第一着色预处理的电流密度为0.3-1A/dm2，第一着色预处理的反应时间为10-30s。第一着色预处理用于清除阳极氧化膜中的金属阳离子，该金属阳离子包括Mn离子。
2)将步骤1)处理过的铝合金压铸件为阴极，将纯铝板作为阳极，并置于着色预处理液中进行第二着色预处理，着色预处理液为包括硫酸铝、醋酸镁和着色预处理用冰醋酸的水溶液，硫酸铝的浓度为0.2-0.5g/L，醋酸镁的浓度为0.3-0.5g/L，着色预处理用冰醋酸的浓度为1-3g/L，第二着色预处理的反应温度为20-35℃，第二着色预处理的电压为8-10V，第二着色预处理的电流密度为0.1-0.5A/dm2，第二着色预的反应时间为20-40s。第二着色预处理用铝离子和镁离子进一步修复阳极氧化膜，填补阳离子缺失的空位。第二步着色预处理结束后水洗铝合金压铸件并烘干。
3)将步骤2)所得的铝合金压铸件的阳极氧化膜层进行稳定化处理，处理方法为将铝合金压铸件置于70-80℃的恒温箱中，时间6-12h，加热结束后铝合金压铸件随恒温箱一同冷却。
步骤4：着色，采用着色染料对铝合金压铸件进行着色，着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，茜素黄的浓度为0.2-2g/L，酸性大红的浓度为8-15g/L，湖蓝的浓度为0.1-1g/L，冰醋酸的浓度为1-4g/L。
具体地，着色温度为40-65℃，着色时间为5-20min，将着色后的铝合金压铸件经过水洗并进行烘干。
步骤5：封闭处理，封闭处理的方法包括：将铝合金压铸件置于封闭溶液中，封闭处理的温度为80-85℃，封闭处理的时间为15-20min，封闭溶液为包括：硫酸镍、硫酸钴和醋酸钠的水溶液，其中，硫酸镍的浓度为4.2g/L，硫酸钴的浓度为0.7g/L，醋酸钠的浓度为4.8g/L，封闭溶液的pH值为4.5-5.5。将经过封闭处理的铝合金压铸件经过水洗后进行烘干。封闭处理后的阳极氧化膜用扫描电镜观察其厚度为24.3μm，用剥离法测量其密度为1.58-×103kg/m3，通过硬度计测得显微硬度为HV511。
步骤6：抛光，将着色后的铝合金压铸件进行抛光处理。本实施例中，可以采用机械抛光法进行抛光处理。同时测得抛光后的阳极氧化膜的厚度为22μm。将着色后的铝合金压铸件经过48小时中性盐雾试验后，铝合金压铸件的表面光泽无变化。
同时，将着色抛光后的铝合金压铸件样品用分光光度计进行色差检测，结果显示色差ΔE均小于1，这说明该铝合金压铸件样品的颜色没有色差或分层的现象。另外，将着色抛光后的铝合金压铸件样品用分光光度计进行金属反射率测量，在可见光范围内，测得该铝合金压铸件样品的金属反射率大于75％，由此可见，该铝合金压铸件样品具有良好的反射性能，良好的反射性能是通过着色后的铝合金压铸件的金属光泽获得的。同时，多角度观察着色抛光后的铝合金压铸件，该着色抛光后的铝合金压铸件颜色饱满均匀，目测未见任何色差或分层。
本发明实施例提供的铝合金压铸件红色着色方法，通过茜素黄、酸性大红和湖蓝将铝合金压铸件染成红色，且染色后的压制铝合金具有金属光泽，且染色后的压制铝合金具有金属光泽，同时，本实施例提供着色预处理中，第一步着色预处理用于将阳极氧化膜中的金属阳离子Mn转移到硫酸溶液中，若不去除Mn离子，则Mn离子会在阳极氧化膜中形成灰色的MnO，甚至是黑色的MnO2，去除了Mn离子后，阳极氧化膜能够避免MnO和MnO2的干扰，从而能够显示出带有红色金属光泽的铝合金压铸件的色彩鲜艳程度及着色效果；在第二步着色预处理中利用电荷“同极相斥”的原理除去了阳极氧化膜中的硫酸根离子和硝酸根离子，一方面，去除硫酸根离子和硝酸根离子后，清理了阳极氧化膜的孔隙，使得本发明实施例提供的着色染料能够进入阳极氧化膜的孔隙中，从而可以提高阳极氧化膜吸附酸性染料的能力，提高着色率，另一方面，去除硫酸根离子和硝酸根离子的阳极氧化膜，并且使阳极氧化膜吸附更多的三价的铝离子，铝离子进入阳极氧化膜的孔隙深处，并与阳极氧化膜发生吸附和离子间跃迁反应，填补了阳极氧化膜中晶格格点的空缺，从而使阳极氧化膜致密且稳定。在着色预处理的第三步中，将阳极氧化膜层进行稳定化处理，使得阳极氧化膜上吸附的铝离子被完全氧化，从而提高阳极氧化膜中α-Al2O3所占的比例，使得阳极氧化膜的成分更均匀，更容易在着色过程中保证着色均匀，同时铝离子被完全氧化使阳极氧化膜的体积增大，并使阳极氧化膜更致密、更牢固，一方面，这使得着色后的铝合金压铸件能够对阳极氧化膜进行抛光处理，并使阳极氧化膜具有更好的金属光泽，另一方面，致密的阳极氧化膜可以使得阳极氧化膜具有较高的耐腐蚀能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种着色染料，其特征在于，所述着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，所述茜素黄的浓度为0.2-2g/L，所述酸性大红的浓度为8-15g/L，所述湖蓝的浓度为0.1-1g/L，所述冰醋酸的浓度为1-4g/L。
2.一种铝合金压铸件红色着色方法，其特征在于，所述方法包括：
采用着色染料对铝合金压铸件进行着色，所述着色染料为包括：茜素黄、酸性大红、湖蓝和冰醋酸的水溶液，其中，所述茜素黄的浓度为0.2-2g/L，所述酸性大红的浓度为8-15g/L，所述湖蓝的浓度为0.1-1g/L，所述冰醋酸的浓度为1-4g/L。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述着色温度为40-65℃，所述着色时间为5-20min。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述铝合金压铸件进行着色前，将所述铝合金压铸件进行着色预处理，所述着色预处理包括：
1)将所述铝合金压铸件作为阳极，并置于浓度为180-220g/L的硫酸溶液中进行第一着色预处理，所述第一着色预处理的电压为8-10V，所述第一着色预处理的电流密度为0.3-1A/dm2，所述第一着色预处理的反应时间为10-30s；
2)将所述铝合金压铸件作为阴极，将纯铝作为阳极，并置于着色预处理液中进行第二着色预处理，所述第二着色预处理的反应温度为20-35℃，所述第二着色预处理的电压为8-10V，所述第二着色预处理的电流密度为0.1-0.5A/dm2，所述第二着色预处理的反应时间为20-40s；
3)将所述铝合金压铸件于70-80℃下加热6-12h。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述着色预处理液为包括硫酸铝、醋酸镁和着色预处理用冰醋酸的水溶液，所述硫酸铝的浓度为0.2-0.5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.3-0.5g/L，所述着色预处理用冰醋酸的浓度为1-3g/L。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述着色预处理前将铝合金压铸件进行阳极氧化处理，所述阳极氧化的方法包括：将所述铝合金压铸件置于浓度为180-220g/L的硫酸溶液中，所述阳极氧化的温度为5-20℃，所述阳极氧化的电压为8-18V，所述阳极氧化的电流密度为0.8-1.5A/dm2。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述阳极氧化前对所述铝合金压铸件进行表面预处理，所述表面预处理的方法包括：
去除所述铝合金压铸件上残留的油污；
对所述铝合金压铸件的表面进行抛光；
水洗所述铝合金压铸件；
将所述铝合金压铸件置于浓硝酸中浸泡5-10min，得到表面覆盖有钝化膜的所述铝合金压铸件；
将所述铝合金压铸件清洗后用于所述阳极氧化。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将着色后的所述铝合金压铸件经过水洗并进行封闭处理，所述封闭处理的方法包括：将所述铝合金压铸件置于封闭溶液中，所述封闭处理的温度为80-85℃，所述封闭处理的时间为15-20min。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述封闭溶液为包括：硫酸镍、硫酸钴和醋酸钠的水溶液，其中，所述硫酸镍的浓度为4.2g/L，所述硫酸钴的浓度为0.7g/L，所述醋酸钠的浓度为4.8g/L，所述封闭溶液的pH值为4.5-5.5。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将经过封闭处理的所述铝合金压铸件进行抛光处理。
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