CN109402702B - 一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂及其制备方法，所述除灰剂应用在所述铝合金阳极氧化封闭后；以重量份计，所述除灰剂包括如下组分：50－200份硫酸，2－100份六价铁盐，5－50份三价铁盐，10－50份双氧水，5－50份缓蚀剂。该铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，用于铝合金前处理后中和处理工艺环节除灰，除灰处理速度快、环保，而且通过浸泡铝合金以除灰，能够完全作用在铝合金各个位置，无死角、无残留；除灰过程中不产生有毒有害气体，且不含有六价铬，对操作人员无健康威胁；该除灰剂制作工艺简单，高效、节能、环保。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金表面处理领域，具体涉及一种铝合金阳极氧化工艺封 闭后除灰剂及其制备方法。
背景技术
铝合金阳极氧化工艺，很容易产生挂灰的现象；然而在工件表面挂的这 层灰，由于成份复杂，产生的机理也相当复杂；铝合金经碱蚀后，合金中含 有的不溶于碱洗液的锰、铜、铁等合金元素及其合金间化学物，会趁机在表 面形成一层灰褐色或灰色的挂灰；化学抛光工序中，铝合金还有重金属，或 为了提高抛光效果，通常会向抛光液中加入少量的重金属盐，这些重金属离 子会与铝发生置换反应，生成重金属颗粒而沉积在铝合金表面，并与铝合金 中不溶于抛光液的成分一起形成挂灰；铝合金阳极氧化产生的灰，一般有以 下几种情况：1、阳极氧化前处理不良导致的灰，这种灰在中和环节如果不能 处理干净的话，会一直带到阳极氧化中，和后面的染色、封孔环节中，生成 复杂的物质，难以去除；2、染料灰，由于阳极染料杂质成份比较多，或者溶 解不充分，使得染料粒子吸附在阳极氧化膜孔外；3、封闭不良导致的灰，俗 称“白雾”，这种灰擦拭后又会回来；4、过封闭导致的灰，通常是一些白色 粉末状的灰，是由于镍盐的表面沉积过多，外观是天鹅绒状的，如果呈现是 水斑或者泡沫痕迹，则是由于表面活性剂不良导致。总之，铝合金阳极氧化 工艺产生的灰，成份复杂，原理复杂，封闭后很难清除，一直以来是行业内 非常头痛的问题。
一旦产生这种封闭后的灰以后，铝合金外观非常难看，也难以处理，普 遍以湿布擦拭为主，沟槽处还很难擦干净，耗费大量的人工，耗费大量时间。 而且现有的除灰工艺主要分为硫酸法和硝酸法，硫酸法具有成本低，经济效 益好的优点，但由于硫酸是非氧化性酸，对于铝材中由于锰、铜、铁等合金 元素所产生的挂灰以及化学抛光后表面析出的单质铜等挂灰的溶解速度较慢 或甚至无能为力，而且，硫酸法的操作时间较长，除灰后容易出现雪花状腐 蚀斑点；硝酸法与硫酸法相比，硝酸为氧化性酸，对挂灰的溶解性强，几乎 能除去各种挂灰，使铝材获得清洁、光亮均匀的钝化性表面，并避免的雪花 状斑点的产生，但硝酸溶液挥发出来的硝酸蒸汽及其分解产物，不仅污染空 气，恶化车间操作环境，还会腐蚀厂房和机械设备，造成安全隐患，而且在 实际生产中，常常会在硫酸或者硝酸中加入CrO3，以达到增强出会效果的目 的，但六价铬是一种极强的致癌物，处于对操作人员的健康和环境的保护， 应避免使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种铝合金阳极氧化工艺封闭后 除灰剂，能快速去除各种难除的灰。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种铝合金阳极氧化工艺封闭 后除灰剂，能够无死角的除灰。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种铝合金阳极氧化工艺封闭 后除灰剂，不产生有毒有害气体，对环境友好，且不含有六价铬，对操作工 人健康无威胁。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除 灰剂，所述除灰剂应用在所述铝合金阳极氧化封闭后；以重量份计，所述除 灰剂包括如下组分：50－200份硫酸，2－100份六价铁盐，5－50份三价铁盐， 10－50份双氧水，5－50份缓蚀剂。
优选地，所述硫酸的浓度大于等于98％。
优选地，所述六价铁盐为高铁酸铵、高铁酸钠、高铁酸钾中的至少一种。
优选地，所述三价铁盐是氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。
优选地，所所述双氧水纯度不低于30％。
优选地，所述缓蚀剂是柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸、苹果酸中的至少一 种。
本发明还公开了上述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂的制备方 法：在反应釜中加入纯水，将硫酸添加到反应釜内并搅拌至混合均匀，冷却 至室温，往反应釜内添加六价铁盐、三价铁盐和缓蚀剂，搅拌至混合均匀， 最后添加双氧水搅拌，并加水定容混合均匀。
优选地，添加硫酸后，搅拌时间为10分钟。
优选地，添加六价铁盐、三价铁盐和缓蚀剂后，搅拌时间为20－30分钟。
实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
本发明所述公开的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，用于铝合金 前处理后中和处理工艺环节除灰，除灰处理速度快、环保，而且通过侵泡铝 合金以除灰，能够完全作用在铝合金各个位置，无死角、无残留；除灰过程 中不产生有毒有害气体，且不含有六价铬，对操作人员无健康威胁；该除灰 剂制作工艺简单，高效、节能、环保。
具体实施方式
本发明公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，所述除灰剂应用 在所述铝合金阳极氧化封闭后；以重量份计，所述除灰剂包括如下组分： 50－200份硫酸，2－100份六价铁盐，5－50份三价铁盐，10－50份双氧水，5－50 份缓蚀剂。其中，所述硫酸的浓度大于等于98％；所述六价铁盐为高铁酸铵、 高铁酸钠、高铁酸钾中的至少一种；所述三价铁盐是氯化铁、硫酸铁、硝酸 铁中的至少一种；所述双氧水纯度不低于30％；所述缓蚀剂是柠檬酸、酒石酸、 氨基乙酸、苹果酸中的至少一种。
本发明还公开了上述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂的制备方 法：在反应釜中加入纯水，将硫酸添加到反应釜内并搅拌至混合均匀，冷却 至室温，往反应釜内添加六价铁盐、三价铁盐和缓蚀剂，搅拌至混合均匀， 最后添加双氧水搅拌，并加水定容混合均匀。其中添加硫酸后，搅拌时间为 10分钟；添加六价铁盐、三价铁盐和缓蚀剂后，搅拌时间为20－30分钟。
本发明所公开的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂应用在铝合金阳 极氧化膜封闭后的除灰处理中，进一步提高产品的外观品质。该除灰剂主要 选用具有超强氧化性的六价铁物质：高铁酸盐(高铁酸胺、高铁酸钠、高铁 酸钾)，配合硫酸自身的除灰作用，用来去除绝铝合金大多数灰，包括铝材中 由于锰、铜、铁等合金元素所产生的挂灰以及化学抛光后表面析出的单质铜 等挂灰，且利用六价铁离子的吸附能力，吸附染料灰(染料灰都是吸附在阳 极氧化膜孔外)，该超强的氧化性物质六价铁成份能轻松除掉过封闭导致的灰，也能吸附过封闭导致的灰，更能转化过封闭导致的氧化物；同时选用三 价铁成份(氯化铁、硫酸铁、硝酸铁)抑制六价铁的还原转化，提高槽液寿 命；也利用双氧水的强氧化性，以及其提供的游离的氧，抑制六价铁的还原 转化，保护铝合金的阳极氧化膜(Al2O3)；采用具有络合性的有机酸(柠檬酸、 酒石酸、氨基乙酸、苹果酸)络合杂质的金属离子，防止干扰，进一步延长 槽液的寿命；而且由于强氧化剂对纯铝表面有钝化作用，能抑制酸性物质对铝表面的腐蚀，从而起到对铝材表面保护作用，除灰的过程对铝材无腐蚀作 用；且硫酸的作用还在于抑制槽液的PH值升高，延长槽液的寿命。相对于传 统方法，硫酸法除灰效果不佳，速度慢，硝酸法除灰过程中产生有毒有害气 体，而采用擦拭除灰方法，则无法完全将灰除尽(沟槽处的灰难以通过擦拭 除去)，本发明公开的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，用于铝合金阳 极氧化封闭后除灰，除灰处理速度快、环保，而且通过侵泡铝合金以除灰， 能够完全作用在铝合金各个位置，无死角、无残留；除灰过程中不产生有毒 有害气体，且不含有六价铬，对操作人员无健康威胁；该除灰剂制作工艺简 单，高效、节能、环保。
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚的理解 本发明要求保护的技术思想。
实施例1
本实施例公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，按重量份计， 包括：
H2SO4(98％)：30份；
高铁酸铵：2份；
氯化铁：5份；
双氧水：10份；
柠檬酸：10份；
纯水：943份。
生产时在反应釜中加入2/3的纯水，然后加入30份的H2S04(98％)自动 搅拌10min，再加入2份的高铁酸铵、5份的氯化铁，10份的柠檬酸，自动搅 拌20min，然后再加入10份的双氧水、最后加水定容至总份量1000份混匀制 成所需除灰剂。
实施例2
本实施例公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，按重量份计， 包括：
H2SO4(98％)：50份；
高铁酸钾：5份；
氯化铁：5份；
双氧水：15份；
酒石酸：5份；
纯水：920份。
生产时在反应釜中加入2/3的纯水，然后加入50份的H2S04(98％)自动 搅拌10min，再加入5份的高铁酸钾、5份的氯化铁，5份的酒石酸，自动搅 拌20min，然后再加入15份的双氧水、最后加水定容至总份量1000份混匀制 成所需除灰剂。
实施例3
本实施例公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，按重量份计， 包括：
高铁酸铵：20份；
硫酸铁：10份；
双氧水：15份；
柠檬酸：20份；
纯水：925份。
生产时在反应釜中加入2/3的纯水，然后加入10份的高铁酸铵、10份的 硫酸铁，20份的柠檬酸，自动搅拌20min，然后再加入15份的双氧水、最后 加水定容至总份量1000份混匀制成所需除灰剂。
实施例4
本实施例公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，按重量份计， 包括：
H2SO4(98％)：30份；
高铁酸钠：20份；
硝酸铁：2份；
双氧水：10份；
氨基乙酸：10份；
纯水：928份。
生产时在反应釜中加入2/3的纯水，然后加入30份的H2S04(98％)自动 搅拌10min，再加入20份的高铁酸钠、2份的硝酸铁，10份的氨基乙酸，自 动搅拌20min，然后再加入10份的双氧水、最后加水定容至总份量1000份混 匀制成所需除灰剂。
实施例5
本实施例公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，按重量份计， 包括：
H2SO4(98％)：50份；
氯化铁：8份；
酒石酸：20份；
双氧水：10份；
纯水：910份。
生产时在反应釜中加入2/3的纯水，然后加入50份的H2S04(98％)自动 搅拌10min，再加入12份的高铁酸铵、8份的氯化铁，20份的酒石酸，自动 搅拌20min，最后加水定容至总份量1000份混匀制成所需除灰剂。
实施例6
本实施例公开了一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，按重量份计， 包括：
H2SO4(98％)：30份
高铁酸钠：10份；
双氧水：10份；
苹果酸：15份；
纯水：935份。
生产时在反应釜中加入2/3的纯水，然后加入30份的H2S04(98％)自动 搅拌10min，再加入10份的高铁酸钠、15份的苹果酸，自动搅拌20min，然 后再加入10份的双氧水、最后加水定容至总份量1000份混匀制成所需除灰 剂。
对比例：阳极氧化封闭后不经过任何处理的铝件。
分别取上述各实施例制成除灰剂对铝件(铝材牌号为6063，尺寸 100＊100＊2mm)，进行除灰处理试验。具体为：
一、除油
取标准样的铝件若干个，先用中性脱脂剂，在60度左右清洗除油5－8min，然 后水洗干净。其中该弱碱性脱脂剂采用佛山市南海区双成金属表面技术有限 公司所生产的弱碱性脱脂剂，型号为FL－106；该弱碱性脱脂剂还可以采用日 本奥野公司生产的铝表面脱脂剂TopAlclean161。
二、碱蚀(NaoH：50－100g/l，60－100度，2－3min)，然后水洗干净。
三、中和(出光)(铝合金出光剂：50ml/l，HNO3(68％)：100ml/l，1－3min)， 然后水洗干净。具体地，该铝合金出光剂可以采用佛山市南海区双成金属表 面技术有限公司所生产的铝合金出光剂，型号为FL－129；该铝合金出光剂还 可以采用广州市俊业化工科技有限公司生产的铝合金出光剂，型号为 Deoxidizer150－40。
四、阳极氧化(硫酸：180－220g/l，温度：19－21度，电流密度1－2A/dm2， 时间：20－45min)，然后水洗干净，再用高温封闭(封闭剂：5－7g/l，温度85－95 度，30－60min)，水洗干净。具体地，该封闭剂可以采用佛山市南海区双成金 属表面技术有限公司所生产的封闭剂，型号为FL－608；该封闭剂还可以采用 中山市鸿睿环保科技有限公司的高温封闭剂，型号为HR－2005。
五、将封闭后的铝件分别浸泡在实施例1－5所述的除灰剂中进行除灰处理， 浸泡时间为1－3min。
评判封闭后除灰剂的标准：1、处理后，在指定光源箱中仔细观察，表面 无灰；2、用纯净水打湿过后的白布，擦拭工件表面，工件表面无任何残留； 3、用无水酒精浸过的白布擦拭铝件表面，工件表面无任何残留，白布表面无 任何残留。
实验结果如下表：
从上述试验结果表以及实验过程中可以看出，包含有六价铁成分的实施 例1、实施例2、实施例3，实施例4，实施例6的除灰效果都非常好；而且 相对于现有的除灰方法，硫酸法的除灰时间为3－5分钟，硝酸法除灰时间较 硫酸法短，但会产生有毒有害气体，应用本发明公开的除灰剂，仅需要1－3 分钟即可达到除灰的目的，且除灰效果好，无有毒有害气体产生；但是在除 灰过程中，会消耗槽液中的H+离子，如实施例3中，虽然除灰效果也比较好， 但是没有添加硫酸等无机酸，无法抑制槽液Ph值上升，从而槽液寿命受到影 响。
以上仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是 利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于：所述除灰剂应用在所述铝合金阳极氧化封闭后；以重量份计，所述除灰剂包括如下组分：50-200份硫酸，2-100份六价铁盐，5-50份三价铁盐，10-50份双氧水，5-50份缓蚀剂。
2.如权利要求1所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于：所述硫酸的浓度大于等于98％。
3.如权利要求1所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于:所述六价铁盐为高铁酸铵、高铁酸钠、高铁酸钾中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于：所述三价铁盐是氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于：所述双氧水纯度大于等于30％。
6.如权利要求1所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于：所述缓蚀剂为有机酸。
7.如权利要求6所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂，其特征在于：所述缓蚀剂是柠檬酸、酒石酸、氨基乙酸、苹果酸中的至少一种。
8.如权利要求1-7任意一项所述的铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂的制备方法，其特征在于：在反应釜中加入纯水，将硫酸添加到反应釜内并搅拌至混合均匀，冷却至室温，往反应釜内添加六价铁盐、三价铁盐和缓蚀剂，搅拌至混合均匀，最后添加双氧水搅拌，并加水定容混合均匀。
9.如权利要求8所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂的制备方法，其特征在于:添加硫酸后，搅拌时间为10分钟。
10.如权利要求8所述的一种铝合金阳极氧化工艺封闭后除灰剂的制备方法，其特征在于：添加六价铁盐、三价铁盐和缓蚀剂后，搅拌时间为20-30分钟。
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