CN108221023A - 铝合金阳极氧化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金阳极氧化工艺，包括以下步骤：脱脂：将铝合金工件放入硫酸槽中进行脱脂；碱洗：将脱脂后的铝合金工件放入氢氧化钠溶液中进行碱洗；第一次水洗：用自来水冲洗碱洗后的铝合金工件；化学抛光：将冲洗后的铝合金工件放入抛光液中进行化学抛光；第二次水洗：用自来水冲洗抛光后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5~6；将水洗后的铝合金工件放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化；着色：将阳极氧化后的铝合金工件放入化学染料溶液中着色；封孔：将着色后的铝合金工件放入封孔剂溶液中封孔处理。本发明氧化膜较厚；氧化膜硬度高，耐磨性好，耐蚀性能好，耐蚀和隔热性能佳；氧化膜电阻率大，绝缘性能好。

Description

铝合金阳极氧化工艺
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，特别是涉及一种铝合金阳极氧化工艺。
背景技术
铝合金的密度低、比强度高，具有良好的力学性能、良好的耐蚀性、优异的导电导热性和良好的铸造性能等，铝合金在工业领域应用十分广泛。为了提高铝合金的显微硬度，需要对铝合金进行阳极氧化的表面处理。传统阳极氧化工艺制备的铝合金阳极氧化膜的耐蚀性不高，强酸对氧化膜的溶解较强，且膜层的显微硬度普遍偏低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种铝合金阳极氧化工艺，氧化膜较厚，氧化膜硬度高，耐磨性好，耐蚀性能好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种铝合金阳极氧化工艺，包括以下步骤：
（1）脱脂：将铝合金工件放入硫酸槽中进行脱脂；
（2）碱洗：将脱脂后的铝合金工件放入氢氧化钠溶液中进行碱洗；
（3）第一次水洗：用自来水冲洗碱洗后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5~6；
（4）化学抛光：将步骤（3）冲洗后的铝合金工件放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为65~75℃，抛光时间为45~55s；
（5）第二次水洗：用自来水冲洗抛光后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5~6；
（6）将步骤（5）水洗后的铝合金工件放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为14~18V，电流密度为2.0~3.0A/dm2，阳极氧化溶液温度为25~35℃，氧化时间为50~60min；
（7）着色：将阳极氧化后的铝合金工件放入化学染料溶液中着色；
（8）封孔：将着色后的铝合金工件放入封孔剂溶液中封孔处理。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中硫酸槽中的硫酸的质量百分比浓度为15~18%，脱脂温度为40~50℃，脱脂时间为2~4min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为45~50%，碱洗温度为45~55℃，碱洗时间为2~4min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（4）中的抛光液的溶质组成为：Na3PO4 25~30g/L，Na2CO3 35~40g/ L，NaOH 2~3 g/ L，OP乳化剂5~10 g/ L。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（5）中的阳极氧化溶液的溶质组成为: H2SO4180~200g/L，草酸25~30g/L，苹果酸2~3g/L，乳酸5~10ml/L，硫酸铝3~5g/L，三乙醇胺10~15g/L，丙三醇6~10ml/L。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（7）中着色时化学染料溶液的温度为43~48℃，着色处理时间为12~15min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（8）中封孔剂溶液的溶质组成为：硝酸铈1.5~3.0 g/L，高锰酸钾5~10 g/L，双氧水3~5 g/L。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（8）中封孔处理时封孔剂溶液的温度为70~80℃，封孔处理时间为20~30min。
本发明的有益效果是：本发明氧化膜较厚；氧化膜硬度高，耐磨性好，铝合金一般可达到200~600HV；耐蚀性能好，可达到数百小时的盐雾试验；氧化膜熔点高达2050℃，耐蚀和隔热性能佳；氧化膜电阻率大，绝缘性能好，击穿电压最高可达到2000V。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铝合金阳极氧化工艺，包括以下步骤：
（1）脱脂：将铝合金工件放入硫酸槽中进行脱脂，硫酸槽中的硫酸的质量百分比浓度为17%，脱脂温度为45℃，脱脂时间为3min；
（2）碱洗：将脱脂后的铝合金工件放入氢氧化钠溶液中进行碱洗，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为48%，碱洗温度为50℃，碱洗时间为3min；
（3）第一次水洗：用自来水冲洗碱洗后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5.5；
（4）化学抛光：将步骤（3）冲洗后的铝合金工件放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为70℃，抛光时间为50s，抛光液的溶质组成为：Na3PO4 28g/L，Na2CO3 37g/ L，NaOH 2.5 g/L，OP乳化剂8g/ L；
（5）第二次水洗：用自来水冲洗抛光后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5.5，阳极氧化溶液的溶质组成为: H2SO4 190g/L，草酸27g/L，苹果酸2.5g/L，乳酸7ml/L，硫酸铝4g/L，三乙醇胺13g/L，丙三醇8ml/L；
（6）将步骤（5）水洗后的铝合金工件放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为16V，电流密度为2.5A/dm2，阳极氧化溶液温度为27℃，氧化时间为55min；
（7）着色：将阳极氧化后的铝合金工件放入化学染料溶液中着色，着色时化学染料溶液的温度为45℃，着色处理时间为14min；
（8）封孔：将着色后的铝合金工件放入封孔剂溶液中封孔处理，封孔处理时封孔剂溶液的温度为75℃，封孔处理时间为25min，封孔剂溶液的溶质组成为：硝酸铈2.2 g/L，高锰酸钾8 g/L，双氧水4 g/L。
实施例2
一种铝合金阳极氧化工艺，包括以下步骤：
（1）脱脂：将铝合金工件放入硫酸槽中进行脱脂，硫酸槽中的硫酸的质量百分比浓度为15%，脱脂温度为50℃，脱脂时间为2min；
（2）碱洗：将脱脂后的铝合金工件放入氢氧化钠溶液中进行碱洗，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为45%，碱洗温度为55℃，碱洗时间为2min；
（3）第一次水洗：用自来水冲洗碱洗后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5；
（4）化学抛光：将步骤（3）冲洗后的铝合金工件放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为65℃，抛光时间为55s，抛光液的溶质组成为：Na3PO4 25g/L，Na2CO3 35g/ L，NaOH 2 g/L，OP乳化剂5 g/ L；
（5）第二次水洗：用自来水冲洗抛光后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5，阳极氧化溶液的溶质组成为: H2SO4 180g/L，草酸25g/L，苹果酸2~3g/L，乳酸5ml/L，硫酸铝3g/L，三乙醇胺10g/L，丙三醇6ml/L；
（6）将步骤（5）水洗后的铝合金工件放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为14V，电流密度为2.0A/dm2，阳极氧化溶液温度为25℃，氧化时间为60min；
（7）着色：将阳极氧化后的铝合金工件放入化学染料溶液中着色，着色时化学染料溶液的温度为48℃，着色处理时间为12min；
（8）封孔：将着色后的铝合金工件放入封孔剂溶液中封孔处理，封孔处理时封孔剂溶液的温度为70℃，封孔处理时间为30min，封孔剂溶液的溶质组成为：硝酸铈1.5 g/L，高锰酸钾5 g/L，双氧水3 g/L。
实施例3
一种铝合金阳极氧化工艺，包括以下步骤：
（1）脱脂：将铝合金工件放入硫酸槽中进行脱脂，硫酸槽中的硫酸的质量百分比浓度为18%，脱脂温度为40℃，脱脂时间为4min；
（2）碱洗：将脱脂后的铝合金工件放入氢氧化钠溶液中进行碱洗，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为50%，碱洗温度为45℃，碱洗时间为4min；
（3）第一次水洗：用自来水冲洗碱洗后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为6；
（4）化学抛光：将步骤（3）冲洗后的铝合金工件放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为75℃，抛光时间为45s，抛光液的溶质组成为：Na3PO4 30g/L，Na2CO3 40g/ L，NaOH 3 g/L，OP乳化剂10 g/ L；
（5）第二次水洗：用自来水冲洗抛光后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为6，阳极氧化溶液的溶质组成为: H2SO4 200g/L，草酸30g/L，苹果酸3g/L，乳酸10ml/L，硫酸铝5g/L，三乙醇胺15g/L，丙三醇10ml/L；
（6）将步骤（5）水洗后的铝合金工件放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为18V，电流密度为3.0A/dm2，阳极氧化溶液温度为35℃，氧化时间为50min；
（7）着色：将阳极氧化后的铝合金工件放入化学染料溶液中着色，着色时化学染料溶液的温度为43℃，着色处理时间为15min；
（8）封孔：将着色后的铝合金工件放入封孔剂溶液中封孔处理，封孔处理时封孔剂溶液的温度为80℃，封孔处理时间为20min，封孔剂溶液的溶质组成为：硝酸铈3.0 g/L，高锰酸钾10 g/L，双氧水5 g/L。
本发明铝合金阳极氧化工艺的有益效果是：本发明氧化膜较厚；氧化膜硬度高，耐磨性好，铝合金一般可达到200~600HV；耐蚀性能好，可达到数百小时的盐雾试验；氧化膜熔点高达2050℃，耐蚀和隔热性能佳；氧化膜电阻率大，绝缘性能好，击穿电压最高可达到2000V。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）脱脂：将铝合金工件放入硫酸槽中进行脱脂；
（2）碱洗：将脱脂后的铝合金工件放入氢氧化钠溶液中进行碱洗；
（3）第一次水洗：用自来水冲洗碱洗后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5~6；
（4）化学抛光：将步骤（3）冲洗后的铝合金工件放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为65~75℃，抛光时间为45~55s；
（5）第二次水洗：用自来水冲洗抛光后的铝合金工件，冲洗至洗液的pH 值为5~6；
（6）将步骤（5）水洗后的铝合金工件放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为14~18V，电流密度为2.0~3.0A/dm2，阳极氧化溶液温度为25~35℃，氧化时间为50~60min；
（7）着色：将阳极氧化后的铝合金工件放入化学染料溶液中着色；
（8）封孔：将着色后的铝合金工件放入封孔剂溶液中封孔处理。
2.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（1）中硫酸槽中的硫酸的质量百分比浓度为15~18%，脱脂温度为40~50℃，脱脂时间为2~4min。
3.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（2）中氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为45~50%，碱洗温度为45~55℃，碱洗时间为2~4min。
4.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（4）中的抛光液的溶质组成为：Na3PO4 25~30g/L，Na2CO3 35~40g/ L，NaOH 2~3 g/ L，OP乳化剂5~10 g/ L。
5.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（5）中的阳极氧化溶液的溶质组成为: H2SO4 180~200g/L，草酸25~30g/L，苹果酸2~3g/L，乳酸5~10ml/L，硫酸铝3~5g/L，三乙醇胺10~15g/L，丙三醇6~10ml/L。
6.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（7）中着色时化学染料溶液的温度为43~48℃，着色处理时间为12~15min。
7.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（8）中封孔剂溶液的溶质组成为：硝酸铈1.5~3.0 g/L，高锰酸钾5~10 g/L，双氧水3~5 g/L。
8.根据权利要求1所述的铝合金阳极氧化工艺，其特征在于，步骤（8）中封孔处理时封孔剂溶液的温度为70~80℃，封孔处理时间为20~30min。
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