CN108301029A - 一种钛合金阳极氧化着色工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料表面处理技术领域，具体涉及一种钛合金阳极氧化着色工艺。本发明的技术方案如下：一种钛合金阳极氧化着色工艺，采用电化学两电极体系，在无机酸电解液中，使用直流稳压电源，调控阳极氧化电压，在室温条件下对钛合金进行阳极氧化着色处理。本发明提供的钛合金阳极氧化着色工艺，能够获得色彩丰富、着色膜均匀的钛合金表面，能够在工业上大规模使用。
Description
技术领域
本发明属于材料表面处理技术领域，具体涉及一种钛合金阳极氧化着色工艺。
背景技术
钛合金凭借其优异的各项性能及在地壳中丰富的储量，很快从其它同类金属中脱颖而出，在航空航天、造船及石油化工等领域大放异彩，在提高人民生活质量的同时，促进科学技术的进步与发展，被誉为正在崛起的“第三金属”。
随着社会的发展和人民物质生活的日益丰富，对钛合金外观要求也越来越高。通过表面处理使材料表面呈现艳丽色彩可以美化物品的外观，提高装饰性能。阳极氧化能使钛合金彩色阳极氧化膜具有可观的经济效益，同时有利于满足市场对于不同产品的需求。
钛合金表面常用的着色方法包括：电镀，微弧氧化，阳极氧化，离子束增强沉积等方法。其中电镀法不仅对环境污染较大，而且膜层和基体结合力较差，微弧氧化法和离子束增强沉积法设备投资大、能耗大设备投资。
发明内容
本发明提供一种钛合金阳极氧化着色工艺，能够获得色彩丰富、着色膜均匀的钛合金表面，能够在工业上大规模使用。
本发明的技术方案如下：
一种钛合金阳极氧化着色工艺，采用电化学两电极体系，在无机酸电解液中，使用直流稳压电源，调控阳极氧化电压，在室温条件下对钛合金进行阳极氧化着色处理。
所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其具体包括如下步骤：
1)预处理工序：将钛合金进行打磨和清洗；
2)阳极氧化着色工序：在无机酸电解液中，钛合金为阳极，铂网为阴极，采用电化学两电极体系，使用直流稳压电源，通过调控不同阳极氧化电位，在室温条件下采用恒温磁力搅拌器搅拌无机酸电解液，阳极氧化一定时间后，在预处理的钛合金表面分别镀上不同厚度的膜层，使其表面呈现出不同色泽；
3)后处理工序：将阳极氧化着色后的钛合金进行去离子水超声波清洗和无水乙醇超声波清洗，除去钛合金表面的浮色，自然环境中晾干，得到不同色泽的钛合金。
所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其中所述步骤1)中，钛合金首先进行打磨，采用100#、240#、600#、800#以及1200#金相砂纸对钛合金进行逐级打磨，使其表面光滑平整、无明显划痕，然后用大量去离子水冲洗和无水乙醇冲洗，自然晾干，得到银白色的预处理钛合金。
所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其优选方案为，阳极氧化时间为5分钟到120分钟。
所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其优选方案为，所述无机酸电解液为磷酸、硫酸或磷酸和硫酸的混合酸。
本发明的有益效果为：本发明采用电化学方法在钛合金基体上原位生长薄膜，能极大提高膜层与基体之间的结合力。本发明阳极氧化工序中，在室温下采用恒温磁力搅拌器搅拌电解液，保持阳极氧化工序的电解液均匀。本发明所述工艺可控性强，所用原料易得，成本低廉，能耗小，重复性好，可以在工业上批量生产。
具体实施方式
如下实例对本发明进行进一步说明，本发明并不局限于所述实施例。
实施例1
将TC4钛合金在室温条件下进行预处理，预处理工序为：采用100#、240#、600#、800#以及1200#金相砂纸对钛合金进行逐级打磨，使其表面光滑平整、无明显划痕，然后再用大量去离子水冲洗、无水乙醇冲洗，自然晾干。
在0.5mol/L硫酸电解液中对TC4钛合金阳极氧化处理，采用电化学方法，对TC4钛合金在10V的阳极氧化电压条件下施镀20min后，得到浅黄色的阳极氧化膜。
将阳极氧化后的钛合金进行去离子水超声波清洗、无水乙醇超声波清洗，除去钛合金表面的浮色，自然环境中晾干，得到明亮的阳极氧化膜。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
在0.5mol/L硫酸电解液中对TC4钛合金阳极氧化处理，采用电化学方法，对TC4钛合金在15V的阳极氧化电压条件下施镀20min后，得到黄色的阳极氧化膜。
实施例3
与实施例1不同之处在于：
在0.5mol/L硫酸电解液中对TC4钛合金阳极氧化处理，采用电化学方法，对TC4钛合金在20V的阳极氧化电压条件下施镀20min后，得到紫色的阳极氧化膜。
实施例4
与实施例1不同之处在于：
在0.5mol/L硫酸电解液中对TC4钛合金阳极氧化处理，采用电化学方法，对TC4钛合金在25V的阳极氧化电压条件下施镀20min后，得到蓝色的阳极氧化膜。
实施例5
与实施例1不同之处在于：
在0.5mol/L硫酸电解液中对TC4钛合金阳极氧化处理，采用电化学方法，对TC4钛合金在30V的阳极氧化电压条件下施镀20min后，得到浅蓝色的阳极氧化膜。
Claims (5)
1.一种钛合金阳极氧化着色工艺，其特征在于，采用电化学两电极体系，在无机酸电解液中，使用直流稳压电源，调控阳极氧化电压，在室温条件下对钛合金进行阳极氧化着色处理。
2.根据权利要求1所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)预处理工序：将钛合金进行打磨和清洗；
2)阳极氧化着色工序：在无机酸电解液中，钛合金为阳极，铂网为阴极，采用电化学两电极体系，使用直流稳压电源，通过调控不同阳极氧化电位，在室温条件下采用恒温磁力搅拌器搅拌无机酸电解液，阳极氧化一定时间后，在预处理的钛合金表面分别镀上不同厚度的膜层，使其表面呈现出不同色泽；
3)后处理工序：将阳极氧化着色后的钛合金进行去离子水超声波清洗和无水乙醇超声波清洗，除去钛合金表面的浮色，自然环境中晾干，得到不同色泽的钛合金。
3.根据权利要求2所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其特征在于，所述步骤1)中，钛合金首先进行打磨，采用100#、240#、600#、800#以及1200#金相砂纸对钛合金进行逐级打磨，使其表面光滑平整、无明显划痕，然后用大量去离子水冲洗和无水乙醇冲洗，自然晾干，得到银白色的预处理钛合金。
4.根据权利要求2所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其特征在于，阳极氧化时间为5分钟到120分钟。
5.根据权利要求1所述的钛合金阳极氧化着色工艺，其特征在于，所述无机酸电解液为磷酸、硫酸或磷酸和硫酸的混合酸。
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