CN108103549A - 一种着色染料及铝合金压铸件黑色着色方法 - 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黑色着色方法，属于铝合金压铸件着色领域。所述着色染料为包括：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，所述酸性元青的浓度为5‑15g/L，所述亮黑的浓度为0.5‑5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.5‑2g/L，所述冰醋酸的浓度为0.1‑3g/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：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，所述酸性元青的浓度为5‑15g/L，所述亮黑的浓度为0.5‑5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.5‑2g/L，所述冰醋酸的浓度为0.1‑3g/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成黑色，本发明实施例提供的铝合金压铸件黑色着色方法将铝合金压铸件着色为黑色，且具有金属光泽。

Description

一种着色染料及铝合金压铸件黑色着色方法
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黑色着色方法。
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。
目前有一种将铝合金压着色为黑色的染料，该染料包括红黑色染料、蓝绿色染料以及红色染料，将三种染料溶于溶剂中用于铝合金的着色。
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：
由于铝合金压铸件成分复杂，这使得铝合金压铸件采用上述染料进行着色时不易上色，或染色不均匀，且染色后的铝合金压铸件缺乏金属光泽，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染料着色差、染色不均匀、且缺乏金属光泽的问题，本发明实施例提供了一种着色染料及铝合金压铸件黑色着色方法。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：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，所述酸性元青的浓度为5-15g/L，所述亮黑的浓度为0.5-5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述冰醋酸的浓度为0.1-3g/L。
具体地，所述着色染料还包括酸性络合黑，所述酸性络合黑的浓度为0.5-5g/L。
另一方面，本发明实施例提供了一种铝合金压铸件黑色着色方法，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：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，所述酸性元青的浓度为5-15g/L，所述亮黑的浓度为0.5-5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述冰醋酸的浓度为0.1-3g/L。
具体地，所述着色染料还包括酸性络合黑，所述酸性络合黑的浓度为0.5-5g/L。
具体地，所述着色温度为40-65℃，所述着色时间为5-20min。
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阴极并置于第一着色预处理液中进行第一着色预处理，所述第一着色预处理液为包括第一着色预处理用醋酸镁和第一着色预处理用冰醋酸的水溶液，所述第一着色预处理用醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述第一着色预处理用冰醋酸的浓度为1-3g/L，所述第一着色预处理的反应温度为15-20℃，所述第一着色预处理的电压为8-10V，电流密度为0.5A/dm2，所述第一次着色预处理的时间为0.5-2min。
2)将步骤1)所得产物作为阳极并置于第二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液为包括第二着色预处理用醋酸镁和第二着色预处理用冰醋酸的水溶液，所述第二着色预处理用醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述第二着色预处理用冰醋酸的浓度为0.1-0.3g/L，所述第二着色预处理的温度为15-20℃，所述第二着色预处理的电压为1-3V，电流密度为0.1A/dm2，所述第二着色预处理的时间10-30s。
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：
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；其中，浓硝酸的浓度可以为85％。
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，所述封闭处理的温度为80-85℃，所述封闭处理的时间为15-20min。
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进行黑色染色，且具有金属光泽，同时，该着色染料的颗粒大小与阳极氧化膜的孔隙相匹配，使得着色染料能够进入阳极氧化膜的孔隙中，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黑色着色方法，通过酸性元青和亮黑将铝合金压铸件染成黑色，均匀着色，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黑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。
本实施例提供的亮黑购买于安耐吉化学公司，其它试剂购于化工市场。
实施例一
本发明实施例提供了一种着色染料，该着色染料为包括：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，酸性元青的浓度为5-15g/L，亮黑的浓度为0.5-5g/L，醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，冰醋酸的浓度为0.1-3g/L。
具体地，着色染料还可以包括酸性络合黑，酸性络合黑的浓度为0.5-5g/L，该酸性络合黑可以与亮黑配合对铝合金压铸件共同进行着色，着色时，酸性络合黑可以的颗粒大小大于亮黑的颗粒大小，在相同的吸附条件下，酸性络合黑相比于亮黑及酸性元青被阳极氧化膜的孔洞吸附的速度慢一些，同时，酸性络合黑为络合物，络合物的吸附力相比于亮黑(非络合物)也牢固一些，也就是说，相对于亮黑，颗粒较大的酸性络合黑可以发挥堵洞口的作用，这样有利于提高阳极氧化膜的封闭性及防腐蚀性能。另外，阳极氧化膜吸附亮黑和酸性络合黑后，从直射和折射等多个视角角度，可以强化阳极氧化膜黑的程度。
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黑色，且具有金属光泽，同时，该着色染料的颗粒大小与阳极氧化膜的孔隙相匹配，使得着色染料能够进入阳极氧化膜的孔隙中，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黑色着色方法，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，阳极氧化膜的孔隙的孔径为10-25nm，通过剥离法取得阳极氧化膜，并测得该阳极氧化膜的孔隙的深度为8-30μm。
步骤3：着色预处理，1)将铝合金压铸件作为阴极并置于第一着色预处理液中进行第一着色预处理，第一着色预处理液为包括第一着色预处理用醋酸镁和第一着色预处理用冰醋酸的水溶液，第一着色预处理用醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，第一着色预处理用冰醋酸的浓度为1-3g/L，第一着色预处理的反应温度为15-20℃，第一着色预处理的电压为8-10V，电流密度为0.5A/dm2，第一着色预处理的时间为0.5-2min。
2)将步骤1)所得产物作为阳极并置于第二着色预处理液中进行第二着色预处理，第二着色预处理液为包括第二着色预处理用醋酸镁和第二着色预处理用冰醋酸的水溶液，第二着色预处理用醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，第二着色预处理用冰醋酸的浓度为0.1-0.3g/L，第二着色预处理的温度为15-20℃，第二着色预处理的电压为1-3V，电流密度为0.1A/dm2，第二着色预处理的时间10-30s。
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：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，酸性元青的浓度为5-15g/L，亮黑的浓度为0.5-5g/L，醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，冰醋酸的浓度为0.1-3g/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30μm，用剥离法获得封闭处理后的铝合金压铸件上的阳极氧化膜，通过称量法测量其密度为2.59×103kg/m3，通过硬度计测得显微硬度为HV530。
步骤6：抛光，将着色后的铝合金压铸件进行抛光。在本实施例中，可以将铝合金压铸件通过机械抛光的方式进行抛光处理。同时测得抛光后的阳极氧化膜的厚度为25μm。
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60％，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黑色着色方法，通过酸性元青和亮黑将铝合金压铸件染成黑色，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，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，一方面，去除硫酸根离子后，可以防止硫酸根离子堵塞在阳极氧化膜的孔隙中，从而提高了阳极氧化膜的孔隙率，进而提高了阳极氧化膜吸附酸性染料的能力，提高着色率，另一方面，在去除硫酸根离子的阳极氧化膜后进行第二着色预处理中，在电位差以及吸附作用下可以使吸附在其上的镁离子以氧化镁的形式进入阳极氧化膜中并吸附在阳极氧化膜上，并弥补了氧化铝晶格格点中的铝离子缺失的位置，同时，镁离子发生水合作用，使阳极氧化膜的体积增大，并使阳极氧化膜更致密、更牢固，这使得着色后的铝合金压铸件能够进行抛光处理，并使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：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，所述酸性元青的浓度为5-15g/L，所述亮黑的浓度为0.5-5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述冰醋酸的浓度为0.1-3g/L。
2.根据权利要求1所述的着色染料，其特征在于，所述着色染料还包括酸性络合黑，所述酸性络合黑的浓度为0.5-5g/L。
3.一种铝合金压铸件黑色着色方法，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：酸性元青、亮黑、醋酸镁和冰醋酸的水溶液，其中，所述酸性元青的浓度为5-15g/L，所述亮黑的浓度为0.5-5g/L，所述醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述冰醋酸的浓度为0.1-3g/L。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述着色染料还包括酸性络合黑，所述酸性络合黑的浓度为0.5-5g/L。
5.根据权利要求3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。
6.根据权利要求3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阴极并置于第一着色预处理液中进行第一着色预处理，所述第一着色预处理液为包括第一着色预处理用醋酸镁和第一着色预处理用冰醋酸的水溶液，所述第一着色预处理用醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述第一着色预处理用冰醋酸的浓度为1-3g/L，所述第一着色预处理的反应温度为15-20℃，所述第一着色预处理的电压为8-10V，电流密度为0.5A/dm2，所述第一着色预处理的时间为0.5-2min。
2)将步骤1)所得产物作为阳极并置于第二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液为包括第二着色预处理用醋酸镁和第二着色预处理用冰醋酸的水溶液，所述第二着色预处理用醋酸镁的浓度为0.5-2g/L，所述第二着色预处理用冰醋酸的浓度为0.1-0.3g/L，所述第二着色预处理的温度为15-20℃，所述第二着色预处理的电压为1-3V，电流密度为0.1A/dm2，所述第二着色预处理的时间10-30s。
7.根据权利要求6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。
8.根据权利要求7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。
9.根据权利要求3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，所述封闭处理的温度为80-85℃，所述封闭处理的时间为15-20min。
10.根据权利要求9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经过水洗后进行烘干。
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