CN1089668A - 铝及铝合金的复合着色方法 - Google Patents

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    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/14—Producing integrally coloured layers

Abstract

一种铝及铝合金的复合着色方法，工艺流程包括 除油、刷光、碱蚀、出光等表面处理工序，硫酸阳极化 工序，电解着色工序，染色工序和封闭工序。此种着 色法克服了单一的电解着色法和染色法的缺点，兼具 色调广泛、性能优良的特点。根据需要，可在铝及铝 合金表面形成赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色调的着色 膜；所形成的着色膜耐蚀性、耐光性和耐磨性好，Cass 试验，达到国际标准9.3级，耐光性试验，600小时无 变化，耐磨性试验，100次/μm。

Description

本发明属于铝及铝合金的表面装饰和防护领域，特别是涉及一种铝及铝合金的染色和电解着色并用的复合着色方法。
关于铝及铝合金的表面着色，现在工业生产中实际使用的方法主要是染色法和电解着色法。染色法的工艺流程为：表面处理→阳极化→染色→封闭，此种方法虽然着色膜的色调宽广，但其耐蚀性、耐磨性和耐光性差，使其应用受到限制。电解着色法包括光干涉电解着色和光散射电解着色。美国专利US4251330公开了一种光干涉电解着色的方法，工艺流程为：表面处理→硫酸阳极化→磷酸阳极化→电解着色→封闭，此种方法虽然使铝及铝合金能获得耐蚀性、耐光性好，且色调较广的装饰膜，但颜色重复性差、工艺稳定性差，难于控制。H.J  Gohausen发表在《Trans.Inst.Met.Finish》Summer  1982、1（2）19-24上的“铝阳极化锡盐电解着色技术”介绍了一种光散射电解着色法，工艺流程为：表面处理→硫酸阳极化→电解着色→封闭，此种方法虽然能获得耐蚀性好的氧化膜，但其颜色单一（主要呈现青铜色）。
H.Grossman  and  C.T.Speiser发表在《ALUMINUM》jahrg  1979，55，141-144上的“铝阳极化电解着色-染色复合工艺技术”公开了一种复合着色法，其工艺流程为：表面处理→硫酸阳极化→电解着色→染色→封闭。此种方法仍然不能避免染色法的缺点，着色膜的耐蚀性较差，经24小时Cass测试，试验结果仅达到德国标准的1-2级（相当于国际标准的6-8级）。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铝及铝合金的新型复合着色方法，此种方法形成的着色膜不仅色调广、耐磨性、耐蚀性、耐光性好，而且易于控制色调。
本发明的目的是这样实现的：根据铝及铝合金的染色机理和电解着色机理对现有着色方法的工艺流程进行改进，采用了先染色、后电解着色的复合着色法，并对各工序参数进行了优化。该方法的工艺流程所包括的工序及各工序的顺序如下：1、除油、刷光、碱蚀、出光等表面处理;2、硫酸阳极化;3、染色;4、电解着色;5、封闭。操作上述各工序时，工件应充分水洗后才能进入下一道工序。
染色和电解着色工序的工艺参数及染料液和电解着色液的配方如下：
1、染料液的配方及染色工艺参数
染料，克/升：1～15
pH：5～6
温度，℃：20～80
时间，分钟：1～10
2、电解着色液的配方及电解着色工艺参数
NiSO4，克/升：20～50
SnSO4，克/升：1～15
H2SO4（浓），毫升/升：5～15
pH：0.3～5.5
电压（交流），V：10～25
温度，℃：15-80
时间，分钟：1-10
本发明具有以下优点：
1、可根据需要在铝及铝合金的表面形成赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色调的着色膜。
2、由于先染色、后电解着色，电解着色时形成的NiO2会把吸附于氧化膜微孔中的染料包复，因此使着色膜具有优良的耐蚀性、耐光性和耐磨性，其试验数据如下：
（1）盐雾试验
试验标准GB2423
试验结果：168小时无变化
（2）Cass试验
试验标准IS03770
评价标准IS01462
试验结果：第一次出现腐蚀时间24小时
评价等级：9.3级
（3）浸NaCl试验（5%NaCl）
试验结果：浸渍72天无变化
（4）浸HCl试验（10%HCl）
试验结果：浸渍24小时无变化
（5）浸NaOH试验（10%NaOH）
试验结果：浸渍24小时无变化
（6）浸人造海水试验（人造海水配料按IS4536-7985标准）
试验结果：浸渍72天无变化
（7）潮湿试验
试验标准GB1740-79
试验结果：168小时无变化
（8）耐光性试验
试验标准GB6808-86
试验结果：600小时无变化
（9）耐磨性试验
测试标准ISO/DP8251
试验次数：100
试验结果：100次/μm
（10）大气曝晒试验
试验结果：72天无变化
3、可根据混色的“加和原理”进行计算指导配色，满足所需的各种颜色。
4、工艺简单、稳定性好。
下面用实施例详细说明根据本发明所提供的工艺流程。
实施例：翠兰-电解着色
本实施例的工艺流程如下：
1、表面处理
表面处理包括除油、刷光、碱蚀、出光处理。除油处理在碱性溶液中进行，选用45克/升的NaOH溶液，湿度控制在65℃左右;碱蚀处理也是在碱性溶液中进行，选用70克/升的NaOH溶液，温度控制在60℃左右，出光处理在酸性溶液中进行，选用HNO8溶液（1∶1），温度30℃左右。
2、硫酸阳极化
硫酸阳极化是将工件放入硫酸溶液中，调电流到1～2A/dm2下恒电流操作。其工艺参数为：H2SO4170克/升，对极Pb，极比1∶1，槽温20℃。
3、染色
将工件放入翠蓝色染料液中进行，染料液的配方及染色工艺参数如下：
翠蓝染料：4克/升
pH：6
温度：室温
时间：6分钟（也可根据需要确定）
4、电解着色
将工件放入电解着色液中进行，电解着色液的配方及电解着色工艺参数如下：
NiSO4：40克/升
SnSO4：10克/升
H2SO4：15毫升/升
电压（交流）：20伏
pH：3
对极：不锈钢
时间：根据所需颜色确定（1～10分钟）
“染色-电解着色”符合混色的加和原理，在本实施例中，染色2分钟+电解着色2分钟，混合色度理论值为：x1+2＝0.294，y1+2＝0.336;混合色度实测值为：x1+2＝0.296，y1+2＝0.328。其中，x、y为色度坐标。
5、封闭
封闭是将染色并电解着色后的工件放入沸水中进行，封闭时间：20～60分钟。
操作上述各工序时，工件应充分水洗后才能进入下一道工序。

Claims (2)

1、一种铝及铝合金的复合着色方法，工艺流程包括除油、刷光、碱蚀、出光等表面处理工序，硫酸阳极化工序，染色工序，电解着色工序和封闭工序，其特征在于上述工序按以下顺序进行：
(1)  除油、刷光、碱蚀、出光等表面处理，
(2)  硫酸阳极化；
(3)  染色；
(4)  电解着色；
(5)  封闭。
2、根据权利要求1所述的复合着色方法，其特征在于：
（1）染料液的配方及染色工艺参数
染料，克/升：1-15
pH：5-6
温度，℃：20-80
时间，分钟：1-10
（2）电解着色液的配方及电解着色工艺参数
NiSO4，克/升：20～50
SnSO4，克/升：1～15
H2SO4（浓），毫升/升：5～15
pH：0.3～5.5
电压（交流）V：10～25
温度，℃：15～80
时间，分钟：1～10
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