CN109295354B - 一种高强度铝合金的阳极氧化液及氧化方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度铝合金的阳极氧化液及氧化方法和应用，属于铝合金表面处理技术领域。阳极氧化方法依次包括机械预处理、碱洗除油、酸洗中和、化学抛光、清洗干燥和阳极氧化，氧化液是硫酸、醋酸、活性剂和氧化剂的混合水溶液，硫酸浓度160～190g/L，醋酸浓度5～8g/L，活性剂浓度3～6g/L，氧化剂浓度2～4g/L，阳极氧化温度12～18℃，直流电密度0.8～1.5A/dm2，电压12～16V，时间15～25min。本发明在传统硫酸阳极氧化工艺基础上，通过在氧化液中添加醋酸、活性剂和氧化剂，并优化阳极氧化工艺，提高铝合金氧化膜的致密性、均匀性、吸附力、光泽度和通透性。本发明适合于Al‑Mg‑Si‑Cu系和Al‑Zn‑Mg‑Cu系高强度铝合金的阳极氧化，氧化膜具有优异的着色效果和耐磨耐蚀性能。

Description

一种高强度铝合金的阳极氧化液及氧化方法和应用
技术领域
本发明属于铝合金表面处理技术领域，具体涉及一种高强度铝合金的阳极氧化液及氧化方法和应用。
背景技术
铝合金具有密度低、比强度高、散热性能好、易加工成形、可回收利用和独特的金属光泽及质感等优点，广泛用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等消费类电子产品的外观结构件，如背板、中框、边框等。
通常情况下，铝合金表面会形成一层0.2～0.6微米的天然氧化膜，但铝合金的天然氧化膜非常薄且软，容易遭到破坏而失去保护作用。为了提高电子产品的耐磨性、耐蚀性和装饰性等功能，通常对铝合金进行阳极氧化，在表面形成一层致密的多孔氧化膜。致密的氧化膜具有较高的硬度，可以提高铝合金的耐磨性和耐腐蚀性，而且多孔的氧化膜具有极强的吸附能力，经染色和封孔后，可以得到各种色彩鲜艳的装饰效果，满足不同消费群体的需求。
现有消费类电子产品外观结构件的材料通常是Al-Mg-Si系中强度铝合金，采用的阳极氧化方法是普通硫酸阳极氧化工艺。随着消费观念的进步和更新，消费者对电子产品的需求向着结构更牢固、重量更轻、更耐磨方向发展。为了满足电子产品轻薄化的发展，对电子产品外观结构件用铝合金的强度提出了更高的要求。Al-Mg-Si-Cu系铝合金和Al-Zn-Mg-Cu系铝合金是可热处理强化的高强度铝合金，是替代现有Al-Mg-Si系中强度铝合金的理想材料。
Al-Mg-Si-Cu系铝合金和Al-Zn-Mg-Cu系铝合金虽然具有更高的强度，但其阳极氧化效果较差，采用现有的普通硫酸阳极氧化工艺进行氧化，其氧化膜的致密性、均匀性、光泽度和通透性都较差，特别是光泽较低，通透性较差，会影响后续染色的纯正性，无法满足消费者对电子产品外观件的高装饰性要求。因此，现有Al-Mg-Si-Cu系和Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金的阳极氧化方法仍有待改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，本发明提供一种高强度铝合金的阳极氧化液及氧化方法和应用，在普通硫酸阳极氧化工艺基础上，通过在氧化液中添加微量的醋酸、活性剂、氧化剂，并优化阳极氧化的工艺参数，提高Al-Mg-Si-Cu系和Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金氧化膜的致密性、均匀性、光泽度和通透性，满足消费类电子产品外观结构件对高强度铝合金氧化膜的要求。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述高强度铝合金的阳极氧化液，其特点是：该阳极氧化液是硫酸、醋酸、活性剂和氧化剂的混合水溶液，硫酸浓度为160～190g/L，醋酸浓度为5～8g/L，活性剂浓度为3～6g/L，氧化剂浓度为2～4g/L，所述活性剂是氟铝酸钾和氟硼酸钾的混合物，且氟铝酸钾和氟硼酸钾的质量比1:1，所述氧化剂是氯化钠和氯化钾的混合物，且氯化钠和氯化钾的质量比5:1。
本发明所述高强度铝合金的阳极氧化方法，其特点是依次包括以下步骤：机械预处理、碱洗除油、酸洗中和、化学抛光、清洗干燥和阳极氧化，阳极氧化的温度为12～18℃，直流电密度为0.8～1.5A/dm2，电压为12～16V，时间为15～25min。
进一步的，所述碱洗除油是将机械预处理后的铝合金放入碱液中去除铝合金表面的油污，所述碱液是氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液，氢氧化钠的浓度为40～70g/L，硝酸钠的浓度为80～110g/L，碱液的温度为50～70℃，碱洗除油的时间为3～5min。
进一步的，所述酸洗中和是将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入酸液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，所述酸液是盐酸的水溶液，盐酸的浓度为200～300g/L，酸洗中和的时间为8～10s。
进一步的，所述化学抛光是将酸洗中和后的铝合金经过水洗后再放入抛光液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体，所述抛光液是磷酸和硫酸的混合液，磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为70～80℃，抛光时间为7～15s。
本发明所述高强度铝合金的阳极氧化液和阳极氧化方法的应用，其特点是：该阳极氧化液和阳极氧化方法是应用于Al-Mg-Si-Cu系或Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金制成的消费类电子产品外观结构件上进行阳极氧化处理以形成氧化膜。
进一步的，所述Al-Mg-Si-Cu系高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg0.6～1.2％，Si 0.4～0.9％，Cu 0.2～1.0％，Mn≤0.35％，Cr≤0.25％，Ti≤0.15％，Fe≤0.15％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％。
进一步的，所述Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn5.5～6.5％，Mg 0.5～1.0％，Cu 0.1～0.35％，Fe≤0.15％，Ti≤0.1％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％。
进一步的，所述消费类电子产品外观结构件包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源的背板、中框、边框。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明针对Al-Mg-Si-Cu系和Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金的特点，在传统硫酸阳极氧化工艺基础上，通过在硫酸氧化液中添加微量的醋酸、活性剂和氧化剂，并优化设计阳极氧化工艺，提高铝合金氧化膜的致密性、均匀性、吸附力、光泽度和通透性。与传统硫酸阳极氧化膜相比，本发明阳极氧化膜的厚度大于20微米，光泽度GS值大于15，生成的铝合金氧化膜更致密、厚度更均匀、吸附力更强、光泽度更高和通透性更好，氧化膜具有优异的着色效果和耐磨耐蚀性能，满足智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等消费类电子产品外观结构件对Al-Mg-Si-Cu系和Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金氧化膜的需求。
附图说明
图1为本发明所述阳极氧化方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合附图1和具体的实施例和对比例对本发明作进一步的详细说明。
一种高强度铝合金的阳极氧化液，该阳极氧化液是硫酸、醋酸、活性剂和氧化剂的混合水溶液，硫酸浓度为160～190g/L，醋酸浓度为5～8g/L，活性剂浓度为3～6g/L，氧化剂浓度为2～4g/L，所述活性剂是氟铝酸钾和氟硼酸钾的混合物，且氟铝酸钾和氟硼酸钾的质量比1:1。所述氧化剂是氯化钠和氯化钾的混合物，且氯化钠和氯化钾的质量比5:1。
一种高强度铝合金的阳极氧化方法，依次包括以下步骤：机械预处理、碱洗除油、酸洗中和、化学抛光、清洗干燥和阳极氧化，其特点是所述阳极氧化的温度为12～18℃，直流电密度为0.8～1.5A/dm2，电压为12～16V，时间为15～25min。
所述高强度铝合金是Al-Mg-Si-Cu系铝合金或者Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，优选的，所述Al-Mg-Si-Cu系铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.6～1.2％，Si0.4～0.9％，Cu 0.2～1.0％，Mn≤0.35％，Cr≤0.25％，Ti≤0.15％，Fe≤0.15％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％。优选的，所述Al-Zn-Mg-Cu系铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 5.5～6.5％，Mg0.5～1.0％，Cu 0.1～0.35％，Fe≤0.15％，Ti≤0.1％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％。Al-Mg-Si-Cu系铝合金的抗拉强度在300～400MPa，屈服强度在280～370MPa，断后伸长率在14～18％。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的抗拉强度在350～450MPa，屈服强度在330～420MPa，断后伸长率在10～15％。Al-Mg-Si-Cu系铝合金和Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的强度都明显高于现有的Al-Mg-Si系中强度铝合金的强度，具有强度高、塑性好的优点，满足智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等消费类电子产品轻薄化发展以及未来5G智能手机中框对铝合金的强度要求，是替代现有Al-Mg-Si系中强度铝合金的理想材料。
所述机械预处理是对铝合金表面进行机械打磨，去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层。机械打磨方式包括砂纸打磨、喷砂打磨等，喷砂打磨是以压缩空气为动力，将磨粒高速喷射到铝合金的表面，在磨粒冲击力和切削力的共同作用下，去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层。喷砂处理后的铝合金表面呈亚光色，没有喷砂的铝合金表面有反光，可根据对铝合金外观的具体要求，选择喷砂或者不喷砂处理。机械预处理是铝合金阳极氧化的常规前处理工序，只要能够去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层就可以，这是阳极氧化领域技术人员众所周知的公知常识，在此不再赘叙。
所述碱洗除油是将机械预处理后的铝合金放入碱液中去除铝合金表面的油污，所述碱液可以是氢氧化钠、硝酸钠、碳酸钠、磷酸钠等的水溶液，也可以是其中几种碱的混合水溶液，在保证不腐蚀铝合金基体的前提下，能够除掉铝合金表面的油污都是可以的。优选的，所述碱液是氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液，氢氧化钠的浓度为40～70g/L，硝酸钠的浓度为80～110g/L，碱液的温度为50～70℃，碱洗除油的时间为3～5min。
所述酸洗中和是将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入酸液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，所述酸液可以是盐酸、醋酸、碳酸等的水溶液，也可是几种酸的混合水溶液，只要能够保证不腐蚀铝合金基体的前提下，能够中和铝合金表面残留的碱液即可。优选的，所述酸液是盐酸的水溶液，盐酸的浓度是200～300g/L，酸洗中和的时间为8～10s。
所述化学抛光是将酸洗后的铝合金经过水洗后再放入抛光液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体。所述酸液可以是磷酸、硫酸、盐酸或者混合酸，只要能够完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体都可以。优选的，所述抛光液是磷酸和硫酸的混合液，且磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为100～130℃，抛光时间为10～50s。
所述清洗干燥是对化学抛光后的铝合金先清洗干净，然后再烘干去除铝合金表面的水。如果烘干后的铝合金不立即进行下一步的阳极氧化处理，还需要将烘干后的铝合金放入真空箱中，防止铝合金的自然氧化。优选的，所述清洗干燥是对化学抛光后的铝合金先用去离子水清洗干净，再用压缩热空气对铝合金进行吹干。
所述阳极氧化是将清洗干燥后铝合金作为阳极置于氧化液中施加电压进行电解，在铝合金表面形成一层致密的多孔氧化膜。阳极氧化膜的生成是以下两个反应同时进行的结果，一是氧化膜的电化学生成过程，即铝合金表面原子氧与铝反应生成Al2O3氧化膜，另一个是氧化膜的化学溶解过程，即生成的氧化膜被部分溶解。氧化膜的厚度、致密性、孔隙率、光泽度、通透性首先与氧化液的成分组成及浓度密切相关。由于Al-Mg-Si-Cu系铝合金的Mg、Si、Cu元素含量较高，而Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的Zn、Mg、Cu元素含量较高，采用传统的硫酸阳极氧化工艺，由于Si、Zn、Cu都是难氧化元素，Si和Zn残留在铝合金表面，使氧化膜出现暗斑和黑点，Cu元素与铝基体的电化学行为差异较大，容易造成阳极氧化过程局部电流集中，使氧化膜局部形成孔洞、龟裂等缺陷，最终降低氧化膜的均匀性、致密性和光泽度。本发明的发明人通过大量实验研究后发现，在传统硫酸氧化液基础上添加微量的醋酸，在氧化膜生成过程中，醋酸根离子与硫酸根离子产生竞争吸附，硫酸根离子主要吸附在氧化膜微孔的孔底，而醋酸根离子主要吸附在氧化膜膜孔的孔壁，醋酸对氧化膜的溶解作用比硫酸弱，从而减少微孔孔壁的溶解，形成的氧化膜孔径小、致密且均匀。在传统硫酸氧化液基础上添加微量的由氟铝酸钾和氟硼酸钾组成的活性剂，氟铝酸钾和氟硼酸钾在氧化液酸性溶液中分离出来的氟硼酸根离子和氟铝酸根离子对Si和Zn元素的氧化具有活化作用，使Si和Zn得到氧化，避免氧化膜出现暗斑和黑点而降低氧化膜的致密性、均匀性和光泽度。在传统硫酸氧化液基础上添加微量的由氯化钠和氯化钾的氧化剂，氯化钠和氯化钾在氧化液酸性溶液中可分离出来氯离子、钠离子和钾离子，对Cu元素的氧化分解具有促进作用，可以避免阳极氧化过程局部产生电流集中，消除氧化膜局的孔洞、龟裂等缺陷，提高氧化膜的均匀性和致密性。经过发明人的大量实验探索发现，优选的，所述氧化液中硫酸浓度为160～190g/L，醋酸浓度为5～8g/L，活性剂浓度为3～6g/L，氧化剂浓度为2～4g/L，所述活性剂中氟铝酸钾和氟硼酸钾的质量比1:1，所述氧化剂中氯化钠和氯化钾的质量比5:1。
由于阳极氧化膜的生长过程是氧化膜生成和溶解同时进行的结果，因此，氧化膜的厚度、致密性、孔隙率、光泽度、通透性还与氧化液的温度、电流密度、电压、氧化时间有关系。通常情况下，氧化液的温度越高，氧化膜的溶解速度也越快，氧化膜也越薄。电压对氧化膜的结构也有较大的影响，电压越高，氧化膜的孔径也越大，孔隙数量则越低。在一定范围内，增大电流密度可以加快氧化膜的生长速度，若超过该范围，氧化膜的生长速度非但不能加快，反而会趋于停止。另外，氧化时间越长，氧化膜的厚度也越厚，但随着氧化时间的延长，氧化膜生长速度是逐渐下降的。本发明的发明人通过大量的探索实验发现，针对高强度铝合金的特点、氧化液的成分组成特点和智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等消费类电子产品对铝合金外观结构件的氧化着色要求特点等，优选的，阳极氧化的氧化液温度为12～18℃，电流密度为0.8～1.5A/dm2，电压为12～16V，时间为15～25min，阳极氧化的电流类型可以是直流电也可以是交流电，阳极氧化的阴极可以是铅板、石墨板、钛板或者钛合金板，优选的，电流类型是直流电，阴极是铅板。
实施例1：
高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.85％，Si 0.65％，Cu 0.55％，Mn 0.15％，Cr 0.05％，Ti 0.08％，Fe 0.12％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％；阳极氧化方法依次包括以下步骤：(1)机械预处理：用砂纸对铝合金表面进行打磨，去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层；(2)碱洗除油：将机械打磨后的铝合金放入氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液中去除铝合金表面的油污，氢氧化钠的浓度为50g/L，硝酸钠的浓度为90g/L，碱液的温度为60℃，碱洗除油的时间为4min；(3)酸洗中和：将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入盐酸水溶液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，盐酸的浓度是260g/L，酸洗中和的时间为9s；(4)化学抛光：将酸洗后的铝合金经过水洗后再放入磷酸和硫酸混合液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体，磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为120℃，抛光时间为25s；(5)清洗干燥：对化学抛光后的铝合金先用去离子水清洗干净，再用压缩热空气对铝合金进行吹干；(6)阳极氧化：将清洗干燥后铝合金作为阳极置于氧化液中施加电压进行电解，氧化液是硫酸、醋酸、活性剂和氧化剂的混合水溶液，活性剂中氟铝酸钾和氟硼酸钾的质量比1:1，氧化剂中氯化钠和氯化钾的质量比5:1，硫酸浓度为180g/L，醋酸浓度为6g/L，活性剂浓度为5g/L，氧化剂浓度为3g/L，氧化液温度为16℃，直流电密度为1.2A/dm2，电压为14V，时间为20min，阴极是铅板，最后得到铝合金氧化膜。
实施例2：
高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 6.5％，Mg 0.5％，Cu 0.35％，Fe0.11％，Ti 0.04％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％；阳极氧化方法依次包括以下步骤：(1)机械预处理：用砂纸对铝合金表面进行打磨，去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层；(2)碱洗除油：将机械打磨后的铝合金放入氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液中去除铝合金表面的油污，氢氧化钠的浓度为40g/L，硝酸钠的浓度为80g/L，碱液的温度为50℃，碱洗除油的时间为5min；(3)酸洗中和：将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入盐酸水溶液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，盐酸的浓度是300g/L，酸洗中和的时间为8s；(4)化学抛光：将酸洗后的铝合金经过水洗后再放入磷酸和硫酸混合液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体，磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为100℃，抛光时间为50s；(5)清洗干燥：对化学抛光后的铝合金先用去离子水清洗干净，再用压缩热空气对铝合金进行吹干；(6)阳极氧化：将清洗干燥后铝合金作为阳极置于氧化液中施加电压进行电解，氧化液是硫酸、醋酸、活性剂和氧化剂的混合水溶液，活性剂中氟铝酸钾和氟硼酸钾的质量比1:1，氧化剂中氯化钠和氯化钾的质量比5:1，硫酸浓度为160g/L，醋酸浓度为8g/L，活性剂浓度为3g/L，氧化剂浓度为4g/L，氧化液温度为12℃，直流电密度为1.5A/dm2，电压为12V，时间为25min，阴极是铅板，最后得到铝合金氧化膜。
对比例1：
高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.85％，Si 0.65％，Cu 0.55％，Mn 0.15％，Cr 0.05％，Ti 0.08％，Fe 0.12％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％；阳极氧化方法依次包括以下步骤：(1)机械预处理：用砂纸对铝合金表面进行打磨，去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层；(2)碱洗除油：将机械打磨后的铝合金放入氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液中去除铝合金表面的油污，氢氧化钠的浓度为50g/L，硝酸钠的浓度为90g/L，碱液的温度为60℃，碱洗除油的时间为4min；(3)酸洗中和：将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入盐酸水溶液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，盐酸的浓度是260g/L，酸洗中和的时间为9s；(4)化学抛光：将酸洗后的铝合金经过水洗后再放入磷酸和硫酸混合液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体，磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为120℃，抛光时间为25s；(5)清洗干燥：对化学抛光后的铝合金先用去离子水清洗干净，再用压缩热空气对铝合金进行吹干；(6)阳极氧化：将清洗干燥后铝合金作为阳极置于氧化液中施加电压进行电解，氧化液是硫酸水溶液，硫酸浓度为180g/L，氧化液温度为16℃，直流电密度为1.2A/dm2，电压为14V，时间为20min，阴极是铅板，最后得到铝合金氧化膜。
对比例2：
高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 6.5％，Mg 0.5％，Cu 0.35％，Fe0.11％，Ti 0.04％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％；阳极氧化方法依次包括以下步骤：(1)机械预处理：用砂纸对铝合金表面进行打磨，去除铝合金表面的粉尘和松散氧化层；(2)碱洗除油：将机械打磨后的铝合金放入氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液中去除铝合金表面的油污，氢氧化钠的浓度为40g/L，硝酸钠的浓度为80g/L，碱液的温度为50℃，碱洗除油的时间为5min；(3)酸洗中和：将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入盐酸水溶液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，盐酸的浓度是300g/L，酸洗中和的时间为8s；(4)化学抛光：将酸洗后的铝合金经过水洗后再放入磷酸和硫酸混合液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体，磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为100℃，抛光时间为50s；(5)清洗干燥：对化学抛光后的铝合金先用去离子水清洗干净，再用压缩热空气对铝合金进行吹干；(6)阳极氧化：将清洗干燥后铝合金作为阳极置于氧化液中施加电压进行电解，氧化液是硫酸水溶液，硫酸浓度为160g/L，氧化液温度为12℃，直流电密度为1.5A/dm2，电压为12V，时间为25min，阴极是铅板，最后得到铝合金氧化膜。
在NYPDCW-3250型岛津扫描电镜上对将实施例和对比例的铝合金氧化膜进行观察，测量铝合金氧化膜的截面厚度，检测结果如表1。按GB/T 20503-2006《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜镜面反射率和镜面光泽度的测定》对铝合金氧化膜进行60°的镜面光泽度GS值测定，检测结果如表1。
表1实施例和对比例铝合金氧化膜的检测结果
从表1可看到，实施例1和2高强度铝合金的氧化膜厚度大于20微米，光泽度GS值大于15，氧化膜致密、厚度均匀，孔隙率和光泽度高，通透性好。从表1可看到，对比例1和对比例2采用的是普通硫酸阳极氧化工艺，氧化液中没有添加醋酸、活性剂和氧化剂，导致对比例1和2高强度铝合金的氧化膜厚度小于20微米，光泽度GS值小于15，氧化膜存在龟裂、孔洞等缺陷，孔隙率低，光泽暗淡，通透性差。通过比较可以看到，本发明通过在传统硫酸氧化液中添加微量的醋酸、活性剂和氧化剂，可以显著提高高强度铝合金氧化膜的致密性、均匀性、孔隙率、光泽度和通透性。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度铝合金的阳极氧化液，其特征在于：该阳极氧化液是硫酸、醋酸、活性剂和氧化剂的混合水溶液，硫酸浓度为160～190g/L，醋酸浓度为5～8g/L，活性剂浓度为3～6g/L，氧化剂浓度为2～4g/L，所述活性剂是氟铝酸钾和氟硼酸钾的混合物，且氟铝酸钾和氟硼酸钾的质量比1:1，所述氧化剂是氯化钠和氯化钾的混合物，且氯化钠和氯化钾的质量比5:1。
2.一种高强度铝合金的阳极氧化方法，该方法采用如权利要求1所述的阳极氧化液，其特征在于：所述的高强度铝合金是Al-Mg-Si-Cu系或Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金，阳极氧化方法依次包括以下步骤：机械预处理、碱洗除油、酸洗中和、化学抛光、清洗干燥和阳极氧化，阳极氧化的温度为12～18℃，直流电密度为0.8～1.5A/dm2，电压为12～16V，时间为15～25min。
3.根据权利要求2所述高强度铝合金的阳极氧化方法，其特征在于：所述碱洗除油是将机械预处理后的铝合金放入碱液中去除铝合金表面的油污，所述碱液是氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液，氢氧化钠的浓度为40～70g/L，硝酸钠的浓度为80～110g/L，碱液的温度为50～70℃，碱洗除油的时间为3～5min。
4.根据权利要求2所述高强度铝合金的阳极氧化方法，其特征在于：所述酸洗中和是将碱洗除油后的铝合金经过水洗后再放入酸液中对铝合金表面残留的碱液进行中和，所述酸液是盐酸的水溶液，盐酸的浓度为200～300g/L，酸洗中和的时间为8～10s。
5.根据权利要求2所述高强度铝合金的阳极氧化方法，其特征在于：所述化学抛光是将酸洗中和后的铝合金经过水洗后再放入抛光液中完全去除铝合金表面的氧化膜，露出洁净平滑的铝合金本体，所述抛光液是磷酸和硫酸的混合液，磷酸和硫酸的体积比3:1，抛光处理的温度为70～80℃，抛光时间为7～15s。
6.一种如权利要求1所述高强度铝合金的阳极氧化液的应用，其特征在于：该阳极氧化液是应用于Al-Mg-Si-Cu系或Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金制成的消费类电子产品外观结构件上进行阳极氧化处理以形成氧化膜。
7.一种如权利要求2所述高强度铝合金的阳极氧化方法的应用，其特征在于：该阳极氧化方法是应用于Al-Mg-Si-Cu系或Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金制成的消费类电子产品外观结构件上进行阳极氧化处理以形成氧化膜。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于：所述Al-Mg-Si-Cu系高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.6～1.2％，Si 0.4～0.9％，Cu 0.2～1.0％，Mn≤0.35％，Cr≤0.25％，Ti≤0.15％，Fe≤0.15％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％。
9.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于：所述Al-Zn-Mg-Cu系高强度铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 5.5～6.5％，Mg 0.5～1.0％，Cu 0.1～0.35％，Fe≤0.15％，Ti≤0.1％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.05％，总量≤0.15％。
10.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于：所述消费类电子产品外观结构件包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源的背板、中框、边框。
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