CN109811387A - 一种亮光型装饰铝材料表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，包括铝型材表面前处理、除油处理、抛光处理、阳极氧化处理、电解着色、中温封孔、中温封孔、电泳固化等步骤，使得本发明的得到更平均致密的氧化膜，使得铝型材表面细腻，无线纹，硬度高，耐酸碱性以及抗老化性能强；通过提高中温封孔温度,降低封孔剂中镍离子浓度0.35‑0.4g/L，使得铝材染色封孔后再热水洗及电泳时不易退色并使得处于半封孔状态做电泳时能获得较高的附着力，解决封孔后染料容易掉色，电泳漆易掉落的问题。

Description

一种亮光型装饰铝材料表面处理方法

技术领域

本发明属于铝型材表面处理领域，具体涉及一种亮光型装饰铝材料表面处理方法。

背景技术

铝材料是有色金属中使用最大，应用最广的金属材料之一，且铝材料对氧的化学亲和力强，在大气中其表面总是被一层致密的氧化膜所覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄，且孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不能满足防腐蚀的需要。利用电化学方法，可使铝材料表面生成致密的优质氧化膜，且膜较厚，其厚度可达几十至几百微米，能有效地提高铝的耐腐蚀性。另外，由于所形成的氧化膜存在均匀的空隙，故可用沸水封孔、冷封孔和电泳涂装封孔处理，经密封后能进一步提高铝的耐腐蚀性，使铝材的应用更加广泛。

现有方法生产的亮光型铝材料因为要保持铝材表面亮度氧化膜不能太高，而且缺少电泳漆保护，导致表面颜色不耐酸碱，容易变色和被水泥侵蚀。亮光型装饰铝材料表面做电泳时，因为不能解决铝材染色封孔后附着力问题，电泳漆容易剥落。

发明内容

针对上述的的问题之一，本发明的目的在于提供一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，使得电泳漆能稳固附着在铝型材表面，致密的氧化膜使得铝材料耐侵蚀和不易变色。

为了达到上述的目的，本发明提供如下的技术方案：

一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，包括以下步骤：

1)铝型材表面前处理：首先是将坯料铝型材放入采用压缩空气为动力形成高速喷射束的输送设备，使用0.1-0.15mm粒度的不锈钢砂进行喷砂处理；

2)除油处理：往除油槽例添加除油剂，添加量为45～50g//L，除油槽的温度为45～80℃，处理时间为5～45min；后水洗浸泡1～2分钟，该水洗槽内盛纯水，所述的纯水pH值小于7.5；

3)抛光处理：将经所述步骤2)处理好铝型材放入抛光槽，将重量百分比为65～85％磷酸、14～22％硫酸、6～8％硝酸搅拌混合，在温度为100～110℃的条件下，浸泡20～25min，后加入50～100g/L的氢氧化钠，抛光槽的温度控制在10～75℃，时间4～15min，抛光后进行水洗工序，并检测到水洗的pH为6.5～7.0；

4)阳极氧化处理：将经所述步骤3)处理好的铝型材在阳极氧化槽液中进行阳极氧化处理，控制阳极氧化处理的时间，处理完后经2～3次水洗进入下道工序；

5)电解着色：将经所述步骤4)处理好的铝型材进入着色槽进行电解着色,着色剂采用有机或无机染料调配而成；

6)中温封孔：将将经所述步骤5)处理好的铝型材在封孔槽液中进行封孔处理，处理完后经1次水洗进入下道工序；

7)电泳固化：将经所述步骤6)处理好的铝型材进行水洗后，吊入电泳槽中2～5min进行电泳上漆膜，再进行两次水洗，放入滴干区，然后放入电泳炉里进行固化工序。

可选地，所述步骤1)中，所述高速喷射束运行电极电流为：45～55A，所述输送设备参数为：输出频率15～25Hz、输出电流3～4A。

可选地，所述步骤4)中，所述阳极氧化槽液的工艺条件为：槽液为硫酸165～175mol/L，所述的处理时间为18～20min，电流密度：1.2～1.5A/dm2。

可选地，所述步骤5)中，所述着色槽液配比包括：电解着色染料，槽液为硫酸镍0.35～0.45g/L、硼酸30～45g/L、PH 4.0～6.0，着色时间20～30min。

可选地，所述步骤6)中，所述封孔槽液主要成分：封孔剂：3～6g/L，Ni2+：0.35～0.45g/L，温度：60～70℃，PH：6～7，所述的封孔处理的时间为1～5min。

可选地，所述步骤7)中，中温封孔后经多次常温水洗，并结合70℃高温纯水洗。

可选地，所述步骤7)中，所述固化工序参数为：温度160～170℃、保温15～20min；所述电泳槽工艺参数为：电泳漆成份：9.0～10.0％、PH：8.3～8.6，电导率：650～950us/cm。

可选地，所述的水洗为：在除油后、抛光前进行至少一次水洗；在氧化前，抛光后进行至少一次水洗；在染色前，氧化后进行至少一次水洗；在染色后、中温封孔前进行至少一次水洗；在中温封孔后进行至少两次水洗，所述的水洗包括一次热纯水水洗。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

(1)本发明的表面处理方法得到更平均致密的氧化膜，使得铝型材表面细腻，无线纹，硬度高，耐酸碱性以及抗老化性能强；

(2)通过提高中温封孔温度,降低封孔剂中镍离子浓度0.35-0.4g/L，使得铝材染色封孔后再热水洗及电泳时不易退色并使得处于半封孔状态做电泳时能获得较高的附着力，解决封孔后染料容易掉色，电泳漆易掉落的问题。

附图说明

图1为本发明表面处理工艺系统图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。

实施例1

一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，包括以下步骤：

1)铝型材表面前处理：首先是将坯料铝型材放入采用压缩空气为动力形成高速喷射束的输送设备，使用0.15mm粒度的不锈钢砂进行喷砂处理；

2)除油处理：往除油槽例添加除油剂，添加量为50g//L，除油槽的温度为80℃，处理时间为45min；后水洗浸泡2分钟，该回收槽内盛纯水，所述的纯水pH值7.5；

3)抛光处理：将经所述步骤2)处理好铝型材放入抛光槽，将重量百分比为85％磷酸、22％硫酸、8％硝酸搅拌混合，在温度为110℃的条件下，浸泡25min，后加入100g/L的氢氧化钠，抛光槽的温度控制在75℃，时间15min，抛光后进行水洗工序，并检测到水洗的pH为7.0；

4)阳极氧化处理：将经所述步骤1)处理好的铝型材在阳极氧化槽液中进行阳极氧化处理，控制阳极氧化处理的时间，处理完后经2～3次水洗进入下道工序；所述阳极氧化处理工艺条件为：槽液为硫酸175mol/L，所述的处理时间为20min，电流密度：1.5A/dm2。

5)电解着色：将经所述步骤2)处理好的铝型材进入着色槽进行电解着色；所述着色槽液包括：电解着色染料，硫酸镍0.45g/L、硼酸30～45g/L、PH6.0，着色时间30min。

6)中温封孔：将将经所述步骤2)或经所述步骤3)处理好的铝型材在封孔槽液中进行封孔处理，处理完后经1次水洗进入下道工序；所述封孔槽液主要成分：封孔剂：6g/L，Ni2+：0.45g/L，温度：70℃，PH：7，所述的封孔处理的时间为5min；中温封孔后经多次常温水洗，并结合70℃高温纯水洗；

7)电泳固化：将经所述步骤4)处理好的铝型材进行水洗后，吊入电泳槽中2～5min进行电泳上漆膜，再进行两次水洗，放入滴干区，然后放入电泳炉里进行固化工序；所述固化工序参数为：温度170℃、保温20min；所述电泳槽工艺参数为：电泳漆成份：10.0％、PH：8.6，电导率：950us/cm；

其中，所述的水洗为：在除油后、抛光前进行至少一次水洗；在氧化前，抛光后进行至少一次水洗；在染色前，氧化后进行至少一次水洗；在染色后、中温封孔前进行至少一次水洗；在中温封孔后进行至少两次水洗，所述的水洗包括一次热纯水水洗。

结果得到铝材氧化膜7.2um，电泳漆膜8.1um，漆膜硬度及附着力均衡稳定。

实施例2

一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，包括以下步骤：

1)铝型材表面前处理：首先是将坯料铝型材放入采用压缩空气为动力形成高速喷射束的输送设备，使用0.1mm粒度的不锈钢砂进行喷砂处理；所述高速喷射束运行电极电流为：45A，所述输送设备参数为：输出频率15Hz、输出电流3A；

2)除油处理：往除油槽例添加除油剂，添加量为45g//L，除油槽的温度为45℃，处理时间为5min；后水洗浸泡1分钟，该水洗槽内盛纯水，所述的纯水pH值6.5；

3)抛光处理：将经所述步骤2)处理好铝型材放入抛光槽，将重量百分比为65％磷酸、14％硫酸、6％硝酸搅拌混合，在温度为100℃的条件下，浸泡20min，后加入50g/L的氢氧化钠，抛光槽的温度控制在10℃，时间4min，抛光后进行水洗工序，并检测到水洗的pH为6.5；

4)阳极氧化处理：将经所述步骤3)处理好的铝型材紧固在阳极氧化槽液中进行阳极氧化处理，控制阳极氧化处理的时间，处理完后经2次水洗进入染色；所述阳极氧化槽液的工艺条件为：槽液为硫酸165mol/L，所述的处理时间为18min，电流密度：1.2A/dm2；

5)电解着色：将经所述步骤4)处理好的铝型材进入着色槽进行电解着色,着色剂采用有机或无机染料调配而成；所述着色槽液配比包括：电解着色染料：着色槽液为硫酸镍0.35g/L、硼酸30g/L、PH 4.0，着色时间20min；

6)中温封孔：将将经所述步骤5)处理好的铝型材在封孔槽液中进行封孔处理，处理完后经1次水洗进入下道工序；所述封孔槽液主要成分：封孔剂：3g/L，Ni2+：0.35g/L，温度：60℃，PH：6，所述的封孔处理的时间为1min；中温封孔后经多次常温水洗，并结合70℃高温纯水洗。

7)电泳固化：将经所述步骤6)处理好的铝型材进行水洗后，吊入电泳槽中2min进行电泳上漆膜，再进行两次水洗，放入滴干区，然后放入电泳炉里进行固化工序，所述固化工序参数为：温度160℃、保温15min；所述电泳槽工艺参数为：电泳漆成份：9.0％、PH：8.3，电导率：650us/cm。

结果得到铝材氧化膜8um，电泳漆膜9.2um，漆膜硬度及附着力均衡稳定。

实施例3

一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，包括以下步骤：

1)铝型材表面前处理：首先是将坯料铝型材放入采用压缩空气为动力形成高速喷射束的输送设备，使用0.12mm粒度的不锈钢砂进行喷砂处理；

2)除油处理：往除油槽例添加除油剂，添加量为48g//L，除油槽的温度为60℃，处理时间为30min；经过一次水洗后浸泡2分钟，该回收槽内盛纯水，所述的纯水pH值7.5；

3)抛光处理：将经所述步骤2)处理好铝型材放入抛光槽，将重量百分比为70％磷酸、20％硫酸、7％硝酸搅拌混合，在温度为110℃的条件下，浸泡25min，后加入80g/L的氢氧化钠，抛光槽的温度控制在60℃，时间10min，抛光后进行一次水洗工序，并检测到水洗的pH为7.0；

4)阳极氧化处理：将经所述步骤1)处理好的铝型材在阳极氧化槽液中进行阳极氧化处理，控制阳极氧化处理的时间，处理完后经2次水洗进入下道工序；所述阳极氧化处理工艺条件为：槽液为硫酸175mol/L，所述的处理时间为20min，电流密度：1.5A/dm2。

5)电解着色：将经所述步骤4)处理好的铝型材进入着色槽进行电解着色；所述着色槽液包括：电解着色染料，硫酸镍0.45g/L、硼酸30～45g/L、PH6.0，着色时间30min，处理完后经1次水洗进入下道工序；在有机或无机染色液中进行染色，铝型材型材表面形成第一层色层；在消光电泳漆中加入色浆或色粉，使铝型材表面形成第二层色层，第一层色层和第二层色层可根据需求选用同一种颜色或不同颜色，最终得到铝型材表面所形成的颜色为第一层色层与第二层色层的复合色，使得到的铝型材表面颜色均匀、鲜艳、不发暗、独特、美观，而且其色牢度极佳；

6)中温封孔：将处理好的铝型材在封孔槽液中进行封孔处理，处理完后经1次水洗进入下道工序；所述封孔槽液主要成分：封孔剂：6g/L，Ni2+：0.45g/L，温度：70℃，PH：7，所述的封孔处理的时间为5min；中温封孔后经常温水洗，70℃高温纯水洗，再常温水洗的顺序进行水洗；

7)电泳固化：将经所述步骤4)处理好的铝型材进行水洗后，吊入电泳槽中2～5min进行电泳上漆膜，经过RO1水洗，RO2水洗，放入滴干区，滴干时间为1800～2500s，然后放入电泳炉里进行固化工序，冷却即可；所述固化工序参数为：温度170℃、保温20min；所述电泳槽工艺参数为：电泳漆成份：10.0％、PH：8.6，电导率：950us/cm；

结果得到铝材氧化膜7.5um，电泳漆膜8.2um，漆膜硬度及附着力均衡稳定。

实施例4

铝型材先在喷砂机上做预处理，用0.12mm的不锈钢砂喷到铝材上面，呈现出均匀一致的无光砂面，目的去除表面缺陷如表面擦伤或挤压线纹。喷砂后铝材紧固在氧化杆上，然后放到除油槽2min，除油槽硫酸浓度180g/L，目的除去铝材表面油脂；经清水槽洗干净后放入抛光槽处理25min，抛光槽液浓度为重量百分比的磷酸70％、硫酸18％、硝酸7％、抛光槽的温度为105°，后经3次水洗后进入氧化槽氧化20min，氧化槽硫酸浓度为165m/L，温度为16-18°，电为压14v；经2次水洗后放入染色槽染色1min，染料浓度3g/L。水洗后放入中温封孔槽封孔5分钟，且封孔槽镍离子浓度0.4g/L，中温封孔槽温度为70°，时间不能超过5分钟，超过5分钟会导致氧化膜孔完全封闭，达不到半封孔效果，影响电泳漆附着力；封孔后经一次常温水洗，一次温度为70°纯水洗，再经一次常温纯水洗；后进行电泳，电泳时电压为110v，时间2min，固体份4％。电泳后经RO1和RO2水洗晾干后进入固化炉，固化时间为18min，且固化温度165°，固化时注意固化炉内风量及温度均衡，保证固化后电泳漆膜硬度均匀。冷却下排后能得到喷砂抛光电泳染色铝材，结果得到铝材氧化膜7um，电泳漆膜9um，漆膜硬度及附着力均衡稳定。

本发明的实施例1～4铝型材表面性能检测，并以市面铝型材作为对照组，检测记录如下表1。

表1

由表1分析可知，本发明实施例1～4的铝型材表面处理方法与普通对照组比较，实施例1～4中制备的铝型材以氧化膜为第一保护膜层，表现出膜层平均致密性好，以漆膜层作为第二保护膜层，能减少铝材出现流痕，漆膜硬度较高，耐磨性较好，涂层的附着力良好。

本发明还做了如下的试验项目：

(1)在25±2℃，氯化钠浓度为50±5g/L,PH为6.5～7.2中进行盐雾试验，结果记录如下：实施例1～4制备的铝型材在盐雾试验中外观面都没有腐蚀引起变化，无变色现象，涂层的附着力佳，但对照组的出现少量的脱层现象，出现变色。

(2)在23～35℃下浸入pH为1的溶液中10min，在清水中烘干，在40℃下放置1小时，立刻浸入pH至为13.5的溶液中用清水洗并烘干；结果记录如下：实施例1～4制备的铝型材在盐雾试验中外观面都没有腐蚀引起变化，无变色现象，涂层的附着力佳，但对照组的出现少量的脱层现象，出现变色。

(3)在160℃下放置24小时，结果记录如下：实施例1～4制备的铝型材无裂痕，但对照组的出现轻微裂痕。

(4)磨损试验：磨损试验在HRS-2M往复摩擦磨损试验机上进行，摩擦方式：往复式，对磨副为Φ5碳化硅陶瓷球；观察磨损形貌，结果实施例1～4得到的铝型材磨损表面存在着划痕和脱落坑，划痕较浅，脱落坑较少，没有出现犁沟，由此可知磨损性能佳，而对照组表现出较深的划痕，脱落坑较多，出现犁沟，说明其磨损性能较本发明差。

总上所述，本发明的表面处理方法得到更平均致密的氧化膜，使得铝型材表面细腻，无线纹，硬度高，耐酸碱性以及抗老化性能强；且不易退色并使得处于半封孔状态做电泳时能获得较高的附着力。

本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在说明书中详细描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。

Claims (8)

1.一种亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)铝型材表面前处理：首先是将坯料铝型材放入采用压缩空气为动力形成高速喷射束的输送设备，使用0.1-0.15mm粒度的不锈钢砂进行喷砂处理；

2)除油处理：往除油槽例添加除油剂，添加量为45～50g//L，除油槽的温度为45～80℃，处理时间为5～45min；后水洗浸泡1～2分钟，该水洗槽内盛纯水，所述的纯水pH值小于7.5；

3)抛光处理：将经除油处理好铝型材放入抛光槽，将重量百分比为65～85％磷酸、14～22％硫酸、6～8％硝酸搅拌混合，在温度为100～110℃的条件下，浸泡20～25min，后加入50～100g/L的氢氧化钠，抛光槽的温度控制在10～75℃，时间4～15min，抛光后进行水洗工序，并检测到水洗的pH为6.5～7.0；

4)阳极氧化处理：将经抛光处理好的铝型材在阳极氧化槽液中进行阳极氧化处理，控制阳极氧化处理的时间，处理完后经2～3次水洗进入下道工序；

5)电解着色：将经阳极氧化处理好的铝型材进入着色槽进行电解着色,着色剂采用有机或无机染料调配而成；

6)中温封孔：将将经电解着色处理好的铝型材在封孔槽液中进行封孔处理，处理完后经1次水洗进入下道工序；

7)电泳固化：将经中温封孔处理好的铝型材进行水洗后，吊入电泳槽中2～5min进行电泳上漆膜，再进行两次水洗，放入滴干区，然后放入电泳炉里进行固化工序。

2.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：步骤1)中，所述高速喷射束运行电极电流为：45～55A，所述输送设备参数为：输出频率15～25Hz、输出电流3～4A。

3.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：步骤4)中，所述阳极氧化处理的工艺条件为：氧化槽的温度为20～30℃，槽液为硫酸165～175mol/L，处理时间为18～20min，电流密度为1.2～1.5A/dm2，铝离子浓度控制在10～20g/L。

4.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：步骤5)中，所述着色槽液包括：电解着色染料，硫酸镍0.35～0.45g/L、硼酸30～45g/L、PH 4.0～6.0，着色时间20～30min。

5.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：步骤6)中，所述封孔槽液主要成分：封孔剂：3～6g/L，Ni2+：0.35～0.45g/L，温度：60～70℃，PH：6～7，所述的封孔处理的时间为1～5min。

6.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：步骤6)中，中温封孔后经多次常温水洗，并结合温度为70℃的纯水洗，至清洗液pH为中性。

7.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于：步骤7)中，所述固化工序参数为：温度160～170℃、保温15～20min；所述电泳槽工艺参数为：电泳漆成份：9.0～10.0％、PH：8.3～8.6，电导率：650～950us/cm。

8.根据权利要求1所述的亮光型装饰铝材料表面处理方法，其特征在于，所述的水洗为：在除油后、抛光前进行至少一次水洗；在氧化前，抛光后进行至少一次水洗；在染色前，氧化后进行至少一次水洗；在染色后、中温封孔前进行至少一次水洗；在中温封孔后进行至少两次水洗，所述的水洗包括一次热纯水水洗。