CN110306227A - 一种3c产品铝合金外观件的表面处理方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3C产品铝合金外观件的表面处理方法，依次包括以下步骤：对铝合金外观件进行表面机械预处理，除去加工刀痕、毛刺等，获得平整的表面；脱脂，除去表面的油污；碱洗，除去表面的自然氧化膜，露出活化的铝基体；酸洗，除去表面的污灰；化学抛光，获得光亮平滑的表面；阳极氧化，在表面形成一层带微孔的氧化膜；着色，使染色体沉积进入氧化膜的微孔；最后是封孔，封闭氧化膜上的微孔。采用本发明方法进行表面处理，氧化膜通透光亮，膜孔细小致密，膜厚均匀，经着色封孔后，可获得各种艳丽的色彩，具有极佳的美观装饰效果和优异的耐磨耐蚀性能。本发明还提供了该表面处理方法在智能手机、平板电脑等3C产品铝合金外观件上的应用。

Description

一种3C产品铝合金外观件的表面处理方法与应用

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3C产品铝合金外观件的表面处理方法与应用。

背景技术

铝合金具有重量轻、强度高、散热性能好、可氧化着色、可回收利用以及独特的金属质感等优点，广泛用于平板电脑、智能手机、移动电源、数码相机、随身听等3C产品的外观件，如背板、中框和边框等。但铝合金的表面硬度低，使用过程中表面容易被磨损。通常情况下，铝合金的表面会形成一层自然氧化膜，对腐蚀有一定的抵抗作用，但自然氧化膜非常薄和软，容易遭到破坏而失去对铝合金的保护作用。

为了提高3C产品铝合金外观件的耐磨、耐蚀能力和美观装饰效果，在使用前通常需要对铝合金外观件进行表面处理，通过阳极氧化，使铝合金外观件的表面形成一层致密的氧化膜，氧化膜具有较高的硬度，可以提高铝合金外观件的耐磨、耐蚀能力。氧化膜上还有大量的微孔，对染色剂具有很强的吸附能力，经过着色处理后，可以获得各种丰富的色彩，达到美化装饰的效果，满足不同消费者群体的需求，这也是目前铝合金氧化着色应用最广泛的领域，极大地拓展了铝合金的应用。

随着经济社会的发展，消费者的消费观念不断的更新，需求日趋多样化，这对3C产品铝合金外观件的表面处理提出了更高的要求，既要求更好的美观装饰效果，又要求有优异的耐磨、耐蚀能力。硫酸阳极氧化是目前3C产品铝合金外观件常用的阳极氧化工艺，具有氧化液成分简单、操作容易、氧化膜多孔、吸附能力强等优点，但氧化膜还普遍存在通透性差、光泽度低和致密性不足等问题，使3C产品铝合金外观件难以获得各种艳丽的色彩，同时又获得优异的耐磨、耐蚀能力。因此，现有3C产品铝合金外观件的表面处理方法的仍有待改进和发展。

发明内容

本发明针对上述存在的问题和不足，提供一种3C产品铝合金外观件的表面处理方法与应用，通过优化设计表面处理液的成分组成及其处理工艺，提高氧化膜的通透性、光泽度和致密性，提高3C产品铝合金外观件的美观装饰效果和耐磨耐蚀能力。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种3C产品铝合金外观件的表面处理方法，包括如下步骤：

(1)对铝合金外观件进行表面机械预处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将铝合金外观件放入80～90℃的脱脂液中脱脂处理7～8分钟，除去表面的油污；

(3)将清洗后的铝合金外观件放入25～30℃的碱洗液中碱洗处理2～3分钟，除去表面的自然氧化膜；

(4)将清洗后的铝合金外观件放入25～30℃的酸洗液中酸洗处理1～2分钟，除去表面的污灰；

(5)将清洗后的铝合金外观件放入50～60℃的抛光液中化学抛光30～40秒，获得平滑光亮的表面；

(6)将清洗后的铝合金外观件放入20～22℃的氧化液中阳极氧化30～40分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜；

(7)将清洗后的铝合金外观件放入染色液中进行着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔，获得艳丽的色彩；

(8)将清洗后的铝合金外观件放入pH值为4.5～5.0、温度为80～85℃的沸水中进行封孔处理3～5分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述3C产品铝合金外观件；

封孔前需要用水对铝合金外观件清洗干净，除掉铝合金外观件表面残留的染色液。为了使着色后的氧化膜保持色泽，避免被污染，提高氧化膜的耐磨耐蚀性能，水洗后应及时进行封孔处理。铝合金外观件目前主要采用沸水封孔，即将铝合金外观件置于沸水中，氧化膜表面及孔壁的无水Al2O3首先水化成一水化合物，体积比原来增大30％以上，再进一步水化为三水化合物时，体积将比原来增大100％以上，从而将氧化膜上的微孔封闭。封孔后，染料被固定在膜孔内，氧化膜变得无孔、致密。

沸水封孔的效果与沸水的pH值、温度和封孔处理时间密切相关。发明人对铝合金外观件的沸水工艺进行大量的实验研究发现，采用pH值为4.5～5.0、温度为80～85℃的沸水，封孔处理3～5分钟，可完全封闭氧化膜上的微孔，获得表面均匀、致密的氧化膜，提高氧化膜的耐磨耐蚀性能。水温低于80℃或者时间小于3分钟，则无法完全封闭微孔。水温高于85℃或者时间大于5分钟，虽然也能封闭微孔，但表面会凸凹不平，反而会降低封孔质量，导致氧化膜的耐蚀耐磨性能下降；

优选地，步骤(1)中所述表面机械预处理选自机械抛光或者喷砂打磨中的一种或多种；

对铝合金外观件进行表面机械预处理的目的是除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面。常用的表面机械预处理方法包括机械抛光和喷砂打磨，机械抛光是在专用的抛光机上，利用抛光粉、棉布或毛毡等抛光材料与铝合金外观件之间产生的相对磨削和滚压作用，除去表面的凸起部分而获得平整表面的方法。喷砂打磨是以压缩空气为动力，将磨粒高速喷射到铝合金外观件的表面，在磨粒的冲击力和切削力的共同作用下，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整表面的方法。表面机械预处理是铝合金外观件的常规前处理工序，如需获得光亮平整的表面，通常选择机械抛光，如需获得亚光平整的表面，通常选择喷砂打磨，可根据对铝合金外观件的具体要求选择机械抛光还是喷砂打磨处理；

优选地，步骤(2)中所述脱脂液为碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，其中碳酸钠浓度为60～80g/L，磷酸钠浓度为30～40g/L，柠檬酸钠浓度为10～15g/L；

铝合金外观件在生产制造过程中不可避免的会接触到油性物质，这些油性物质必须通过脱脂处理给予彻底清除，为后续表面处理工序提供洁净的铝合金外观件。但脱脂处理也不能对铝合金外观件产生腐蚀作用，否者会影响整个表面处理的效果。

发明人对铝合金外观件的脱脂处理工艺进行了大量的实验研究后发现，脱脂处理的效果与脱脂液的成分组成、脱脂液的温度和脱脂的时间密切相关，采用碳酸钠和磷酸钠的混合水溶液作为脱脂液的基础液，碳酸钠浓度为60～80g/L，磷酸钠浓度为30～40g/L，同时添加浓度为10～15g/L的柠檬酸钠作为阴离子表面活性剂，可显著降低铝合金外观件的表面张力，提高脱脂液的乳化、分散和浸透作用，提高脱脂除油污的效果，在80～90℃的脱脂液中脱脂处理7～8分钟，可以彻底清除铝合金外观件表面的油污，同时又不腐蚀铝合金外观件。脱脂液的成分组成不合理、脱脂液的温度太高或者脱脂处理时间太长，都会腐蚀铝合金外观件，而脱脂液的温度太低或者脱脂时间不够，则无法彻底除掉铝合金外观件表面的油污；

优选地，步骤(3)中所述碱液为氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为20～25g/L，硅酸钠浓度为10～15g/L；

碱洗处理前需要用水对铝合金外观件清洗干净，除掉铝合金外观件表面残留的脱脂液。铝合金外观件表面通常会形成一层自然氧化膜，这层自然氧化膜必须除掉，使其露出洁净、活化状态良好的铝合金外观件，以利于后续的阳极氧化，提高后续阳极氧化的效率和氧化膜的致密性。

现有技术通常是采用氢氧化钠水溶液作为碱洗液进行碱洗，但往往难以彻底除掉表面的自然氧化膜。发明人通过大量的实验研究后发现，采用氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液作为碱洗液，比传统氢氧化钠水溶液具有更好的效果，在氢氧化钠浓度为20～20g/L、硅酸钠浓度为10～15g/L、碱洗液温度为25～30℃条件下碱洗处理2～3分钟，可以彻底清除掉铝合金外观件表面的自然氧化膜，露出洁净、活化状态良好的铝合金外观件，提高后续阳极氧化的效率和氧化膜的致密性；

优选地，步骤(4)中所述酸液为硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，其中硝酸浓度为110～130g/L，硫酸浓度为30～40g/L，甲酸浓度为10～20g/L；

酸洗处理前需要水用对铝合金外观件清洗干净，除掉铝合金外观件表面残留的碱洗液。铝合金中通常都含有Si、Cu、Fe、Mn等元素及其金属间化合物，这些元素及其金属间化合物不溶于碱性溶液，经第三步的碱洗处理后，通常以微小颗粒物状态附着在铝合金外观件的表面，称为污灰，污灰不仅会影响后面化学抛光的效果，更严重的是会降低氧化膜的光泽度和通透性，因此，必须去除表面的污灰。

现有技术通常是采用单一的硝酸或者硫酸溶液进行酸洗处理来去除表面的污灰，存在的问题是要么对污灰去除不彻底，要么是使铝合金外观件表面留下黑斑等缺陷，降低阳极氧化膜的光泽度和通透性。发明人对此问题进行了大量实验研究后发现，采用硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液作为酸洗液，比单一的硝酸或者硫酸溶液具有更好的效果，并且酸洗效率更高，可显著缩短酸洗时间，在硝酸浓度为110～130g/L、硫酸浓度为30～40g/L、甲酸浓度为10～20g/L、酸洗液温度为25～30℃的条件下酸洗处理1～2分钟，可以彻底除去铝合金外观件表面的污灰，显著提高氧化膜的光泽度和通透性；

优选地，步骤(5)中所述抛光液为磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液，其中磷酸体积百分比为65～70％、亚磺酸体积百分比为20～22％，苯乙酸体积百分比为10～13％；

化学抛光前需要水用对铝合金外观件清洗干净，除掉铝合金外观件表面残留的酸洗液。化学抛光是将铝合金外观件放入抛光液中，通过抛光液的化学浸蚀作用对表面凹凸不平区域进行选择性溶解，浸蚀整平，获得平滑光亮的表面。化学抛光效果与抛光液的组成、抛光液的温度和化学抛光的时间密切相关。现有常用的抛光液通常都含有硝酸，存在的最大问题是会产生NOx气体，导致严重的环境污染。

另外，现有的磷酸-硫酸体系的抛光液的化学抛光效果任然难以获得高光亮的铝合金外观件，严重影响美观装饰效果。发明人对铝合金外观件的化学抛光工艺进行了大量的实验研究后发现，采用磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液作为抛光液，磷酸体积百分比为65～70％、亚磺酸体积百分比为20～22％，苯乙酸体积百分比为10～13％，在50～60℃的抛光液中化学抛光30～40秒，可以彻底浸蚀整平，获得高光亮的平滑表面，同时不会产生NOx气体而造成环境污染。

如果抛光液的温度太高或者抛光时间太长，容易导致铝合金外观件表面产生点蚀、局部污点或斑点等缺陷，而抛光液温度太低或者抛光时间不够，则无法彻底浸蚀整平，最终会导致氧化膜疏松，都会降低铝合金外观结构件的耐磨耐蚀能力和美化装饰效果；

优选地，步骤(6)中所述氧化液为硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，其中硫酸浓度为140～150g/L，草酸浓度为8～9g/L，硫酸铝浓度为15～20g/L，烷基苯酚浓度为2～3g/L；所述阳极氧化的直流电密度为1.6～1.8A/dm2，电压为8～10V，阳极氧化的阴极选自铅板或石墨板中的一种或多种；

阳极氧化前需要水用对铝合金外观件清洗干净，除掉铝合金外观件表面残留的抛光液。阳极氧化是将铝合金外观件作为阳极放入氧化液中，以铅板或石墨板作为阴极，在外加电流的作用下，在铝合金外观件的表面形成一层带微孔的氧化膜。氧化膜的形成是由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，即铝合金表面电离出来的氧原子与铝反应生成Al2O3氧化膜，另一个是已形成的氧化膜的化学溶解过程，即生成的氧化膜同时被氧化液部分溶解。

氧化膜的质量首先与氧化液的成分组成是密切相关的，现有常用的硫酸阳极氧化工艺虽然具有氧化液成分简单、操作容易、氧化膜多孔、吸附能力强等优点，但存在氧化膜疏松、通透性差、光泽度低等缺陷。

发明人对氧化液的成分组成进行了大量的实验研究后发现，在传统硫酸氧化液的基础上，添加浓度为8～9g/L的草酸、浓度为15～20g/L的硫酸铝和浓度为2～3g/L的烷基苯酚，其中，草酸属于有机酸，在氧化膜生成过程中，草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膜孔的孔底，而草酸根离子主要吸附在氧化膜膜孔的孔壁，草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，形成孔径细小且均匀的氧化膜微孔，提高氧化膜的吸附能力，提高后续的着色效果。

硫酸铝在氧化液中可分离出铝离子，增加氧化液的电流稳定性，加快成膜速度，同时避免氧化膜的产生疏松、粉化和龟裂等缺陷，增加氧化膜的完整性和厚度，获得连续、均匀且致密的氧化膜层，提高氧化膜的耐磨耐蚀性能。烷基苯酚作为离子型表面活性剂，对氧化膜有洁净化作用，可避免氧化膜出现暗斑、黑点和色差，从而显著提高氧化膜的光泽度和通透性，使氧化膜着色后可以获得艳丽的色彩，提高美化装饰效果。

由于氧化膜的形成是氧化膜生成和溶解同时进行的结果，因此，氧化膜的质量还与阳极氧化的工艺参数密切相关。氧化液的温度越高，氧化膜的溶解速度也越快，氧化膜则越薄。电压越高，氧化膜的孔径也越大，微孔数量则越少，氧化膜的吸附能力则较差。增大电流密度可以加快氧化膜的生长速度，但电流密度太大，氧化膜的生长速度非但不能加快，反而会趋于停止。氧化时间段，氧化膜的厚度则薄，氧化时间太长，氧化膜太厚，氧化膜的通透性则较差。发明人通过大量的实验探索后发现，在氧化液温度为20～22℃，直流电密度为1.6～1.8A/dm2，电压为8～10V，氧化时间为30～40分钟条件下对铝合金外观结构件进行阳极氧化，最终可以获得致密高、光泽度高和通透性好的带微孔的连续氧化膜，氧化膜具有优异的着色效果和耐磨耐蚀能力

优选地，步骤(7)中所述着色选自有机染色或电解着色中的一种或多种；

着色前需要用水对铝合金外观件清洗干净，除掉铝合金外观件表面残留的氧化液。阳极氧化得到的新鲜氧化膜极易受到污染，水洗后应立即进行着色处理，获得各种艳丽的色彩，以达到美化装饰效果。目前常用的铝合金外观结构件氧化膜的着色方法包括有机染色和电解着色。有机染色是利用氧化膜孔隙率高、吸附能力强的特点，使化学染料吸附在膜孔内的着色方法。电解着色是将阳极氧化后的铝合金外观结构件放入金属盐溶液中，在电流作用下，将金属微粒或金属化合物电解沉积在氧化膜的膜孔内，通过金属微粒和金属化合物对入射光的吸收和散射而产生显色效果，色泽深浅主要由金属粒子沉积量来决定。

有机染色的上色快、颜色多样、操作简便，经封孔处理后，染料能牢固附着在膜孔中。电解着色的耐候性、耐光性和使用寿命比有机染色的好，但电解着色的颜色目前较为单调，可根据对铝合金外观结构件的具体颜色要求选择有机染色还是电解着色，只要能够获得艳丽的色彩即可。

本发明进一步提供了一种上述3C产品铝合金外观件表面处理方法用于3C产品铝合金外观件表面处理的应用，所述3C产品选自包括但不限于平板电脑、智能手机、智能手表、移动电源、数码相机、随身听中的一种或多种；

进一步地，所述3C产品铝合金外观件包括铝合金背板、铝合金中框、铝合金边框中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过对3C产品铝合金外观件表面处理的脱脂液、碱洗液、酸洗液、抛光液、氧化液及其工艺参数的优化设计，提高3C产品铝合金外观件表面处理氧化膜的通透性差、光泽度低和致密性；

(2)采用本发明方法对3C产品铝合金外观件进行表面处理，氧化膜通透光亮，膜孔细小致密，膜后均匀，经着色封孔后，可获得各种艳丽的色彩，具有极佳的美观装饰效果和优异的耐磨耐蚀性能。

附图说明

图1为本发明所述3C产品铝合金外观件表面处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例及说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明实施例的一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种智能手机铝合金背板的表面处理方法，其工艺流程如图1所示，包括如下步骤：

(1)对智能手机铝合金背板进行表面机械抛光处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将智能手机铝合金背板放入85℃的脱脂液中脱脂处理8分钟，除去表面的油污，所述脱脂液是碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，碳酸钠浓度为70g/L，磷酸钠浓度为35g/L，柠檬酸钠浓度为12g/L；

(3)将清洗后的智能手机铝合金背板放入30℃的碱洗液中碱洗处理2.5分钟，除去表面的自然氧化膜，所述碱液是氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，氢氧化钠浓度为23g/L，硅酸钠浓度为12g/L；

(4)将清洗后的智能手机铝合金背板放入25℃的酸洗液中酸洗处理1.5分钟，除去表面的污灰，所述酸液是硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，硝酸浓度为120g/L，硫酸浓度为35g/L，甲酸浓度为15g/L；

(5)将清洗后的智能手机铝合金背板放入55℃的抛光液中化学抛光35秒，获得平滑光亮的表面，所述抛光液是磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液，磷酸体积百分比为67％、亚磺酸体积百分比为21％，苯乙酸体积百分比为12％；

(6)将清洗后的智能手机铝合金背板放入21℃的氧化液中阳极氧化35分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜，所述氧化液是硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，硫酸浓度为15g/L，草酸浓度为8g/L，硫酸铝浓度为18g/L，烷基苯酚浓度为2.5g/L，阳极氧化的直流电密度为1.7A/dm2，电压为9V，阳极氧化的阴极是铅板；

(7)将清洗后的智能手机铝合金背板放入染色液中进行有机染色着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔；

(8)将清洗后的智能手机铝合金背板放入pH值为4.8、温度为82℃的沸水中进行封孔处理4分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述智能手机铝合金背板。

实施例2

一种智能手机铝合金背板的表面处理方法，包括如下步骤：

(1)对智能手机铝合金背板进行表面机械抛光处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将智能手机铝合金背板放入80℃的脱脂液中脱脂处理8分钟，除去表面的油污，所述脱脂液是碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，碳酸钠浓度为80g/L，磷酸钠浓度为30g/L，柠檬酸钠浓度为15g/L；

(3)将清洗后的智能手机铝合金背板放入30℃的碱洗液中碱洗处理2分钟，除去表面的自然氧化膜，所述碱液是氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，氢氧化钠浓度为20g/L，硅酸钠浓度为15g/L；

(4)将清洗后的智能手机铝合金背板放入25℃的酸洗液中酸洗处理2分钟，除去表面的污灰，所述酸液是硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，硝酸浓度为130g/L，硫酸浓度为30g/L，甲酸浓度为20g/L；

(5)将清洗后的智能手机铝合金背板放入60℃的抛光液中化学抛光30秒，获得平滑光亮的表面，所述抛光液是磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液，磷酸体积百分比为70％、亚磺酸体积百分比为20％，苯乙酸体积百分比为10％；

(6)将清洗后的智能手机铝合金背板放入20℃的氧化液中阳极氧化40分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜，所述氧化液是硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，硫酸浓度为140g/L，草酸浓度为9g/L，硫酸铝浓度为20g/L，烷基苯酚浓度为2g/L，阳极氧化的直流电密度为1.6A/dm2，电压为10V，阳极氧化的阴极是铅板；

(7)将清洗后的智能手机铝合金背板放入染色液中进行有机染色着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔；

(8)将清洗后的智能手机铝合金背板放入pH值为5.0、温度为80℃的沸水中进行封孔处理5分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述智能手机铝合金背板。

实施例3

一种智能手机铝合金背板的表面处理方法，包括如下步骤：

(1)对智能手机铝合金背板进行表面机械抛光处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将智能手机铝合金背板放入90℃的脱脂液中脱脂处理7分钟，除去表面的油污，所述脱脂液是碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，碳酸钠浓度为60g/L，磷酸钠浓度为40g/L，柠檬酸钠浓度为10g/L；

(3)将清洗后的智能手机铝合金背板放入25℃的碱洗液中碱洗处理2分钟，除去表面的自然氧化膜，所述碱液是氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，氢氧化钠浓度为25g/L，硅酸钠浓度为10g/L；

(4)将清洗后的智能手机铝合金背板放入30℃的酸洗液中酸洗处理1分钟，除去表面的污灰，所述酸液是硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，硝酸浓度为110g/L，硫酸浓度为40g/L，甲酸浓度为10g/L；

(5)将清洗后的智能手机铝合金背板放入50℃的抛光液中化学抛光40秒，获得平滑光亮的表面，所述抛光液是磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液，磷酸体积百分比为65％、亚磺酸体积百分比为22％，苯乙酸体积百分比为13％；

(6)将清洗后的智能手机铝合金背板放入22℃的氧化液中阳极氧化30分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜，所述氧化液是硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，硫酸浓度为150g/L，草酸浓度为8g/L，硫酸铝浓度为15g/L，烷基苯酚浓度为3g/L，阳极氧化的直流电密度为1.8A/dm2，电压为8V，阳极氧化的阴极是铅板；

(7)将清洗后的智能手机铝合金背板放入染色液中进行有机染色着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔；

(8)将清洗后的智能手机铝合金背板放入pH值为4.5、温度为85℃的沸水中进行封孔处理3分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述智能手机铝合金背板。

对比例1

一种智能手机铝合金背板的表面处理方法，包括如下步骤：

(1)对智能手机铝合金背板进行表面机械抛光处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将智能手机铝合金背板放入85℃的脱脂液中脱脂处理8分钟，除去表面的油污，所述脱脂液是碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，碳酸钠浓度为70g/L，磷酸钠浓度为35g/L，柠檬酸钠浓度为12g/L；

(3)将清洗后的智能手机铝合金背板放入30℃的碱洗液中碱洗处理2.5分钟，除去表面的自然氧化膜，所述碱液是氢氧化钠和硝酸钠的混合水溶液，氢氧化钠浓度为23g/L，硝酸钠浓度为12g/L；

(4)将清洗后的智能手机铝合金背板放入25℃的酸洗液中酸洗处理1.5分钟，除去表面的污灰，所述酸液是硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，硝酸浓度为120g/L，硫酸浓度为35g/L，甲酸浓度为15g/L；

(5)将清洗后的智能手机铝合金背板放入55℃的抛光液中化学抛光35秒，获得平滑光亮的表面，所述抛光液是磷酸、亚磺酸和苯乙酸的混合液，磷酸体积百分比为67％、亚磺酸体积百分比为21％，苯乙酸体积百分比为12％；

(6)将清洗后的智能手机铝合金背板放入21℃的氧化液中阳极氧化35分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜，所述氧化液是硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，硫酸浓度为15g/L，草酸浓度为8g/L，硫酸铝浓度为18g/L，烷基苯酚浓度为2.5g/L，阳极氧化的直流电密度为1.7A/dm2，电压为9V，阳极氧化的阴极是铅板；

(7)将清洗后的智能手机铝合金背板放入染色液中进行有机染色着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔；

(8)将清洗后的智能手机铝合金背板放入pH值为4.8、温度为82℃的沸水中进行封孔处理4分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述智能手机铝合金背板。

对比例2

一种智能手机铝合金背板的表面处理方法，包括如下步骤：

(1)对智能手机铝合金背板进行表面机械抛光处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将智能手机铝合金背板放入80℃的脱脂液中脱脂处理8分钟，除去表面的油污，所述脱脂液是碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，碳酸钠浓度为80g/L，磷酸钠浓度为30g/L，柠檬酸钠浓度为15g/L；

(3)将清洗后的智能手机铝合金背板放入30℃的碱洗液中碱洗处理2分钟，除去表面的自然氧化膜，所述碱液是氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，氢氧化钠浓度为20g/L，硅酸钠浓度为15g/L；

(4)将清洗后的智能手机铝合金背板放入25℃的酸洗液中酸洗处理2分钟，除去表面的污灰，所述酸液是硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，硝酸浓度为130g/L，硫酸浓度为30g/L，甲酸浓度为20g/L；

(5)将清洗后的智能手机铝合金背板放入60℃的抛光液中化学抛光30秒，获得平滑光亮的表面，所述抛光液是磷酸和硫酸的混合液，磷酸体积百分比为67％、硫酸体积百分比为33％；

(6)将清洗后的智能手机铝合金背板放入20℃的氧化液中阳极氧化40分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜，所述氧化液是硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，硫酸浓度为140g/L，草酸浓度为9g/L，硫酸铝浓度为20g/L，烷基苯酚浓度为2g/L，阳极氧化的直流电密度为1.6A/dm2，电压为10V，阳极氧化的阴极是铅板；

(7)将清洗后的智能手机铝合金背板放入染色液中进行有机染色着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔；

(8)将清洗后的智能手机铝合金背板放入pH值为5.0、温度为80℃的沸水中进行封孔处理5分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述智能手机铝合金背板。

对比例3

一种智能手机铝合金背板的表面处理方法，包括如下步骤：

(1)对智能手机铝合金背板进行表面机械抛光处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将智能手机铝合金背板放入90℃的脱脂液中脱脂处理7分钟，除去表面的油污，所述脱脂液是碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，碳酸钠浓度为60g/L，磷酸钠浓度为40g/L，柠檬酸钠浓度为10g/L；

(3)将清洗后的智能手机铝合金背板放入25℃的碱洗液中碱洗处理2分钟，除去表面的自然氧化膜，所述碱液是氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，氢氧化钠浓度为25g/L，硅酸钠浓度为10g/L；

(4)将清洗后的智能手机铝合金背板放入30℃的酸洗液中酸洗处理1分钟，除去表面的污灰，所述酸液是硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，硝酸浓度为110g/L，硫酸浓度为40g/L，甲酸浓度为10g/L；

(5)将清洗后的智能手机铝合金背板放入50℃的抛光液中化学抛光40秒，获得平滑光亮的表面，所述抛光液是磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液，磷酸体积百分比为65％、亚磺酸体积百分比为22％，苯乙酸体积百分比为13％；

(6)将清洗后的智能手机铝合金背板放入22℃的氧化液中阳极氧化30分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜，所述氧化液是硫酸水溶液，硫酸浓度为150g/L，阳极氧化的直流电密度为1.8A/dm2，电压为8V，阳极氧化的阴极是铅板；

(7)将清洗后的智能手机铝合金背板放入染色液中进行有机染色着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔；

(8)将清洗后的智能手机铝合金背板放入pH值为4.5、温度为85℃的沸水中进行封孔处理3分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述智能手机铝合金背板。

验证例

在日本JCX-1250型岛津扫描电镜上对将实施例和对比例的智能手机铝合金背板氧化膜进行观察，测量氧化膜的截面厚度；按GB/T20503-2006《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；按国家标准GB/T12967.6-2008《铝及铝合金阳极氧化膜检测方法第6部分:目视观察法检验着色阳极氧化膜色差和外观质量》；检测结果如表1所示。

表1实施例和对比例智能手机铝合金背板的检测结果

从表1可看到，本发明实施例智能手机铝合金背板的氧化膜厚度大于25微米，光泽度GS值大于18，着色后色彩艳丽。对比例1由于碱洗液是普通的氢氧化钠和硝酸钠水溶液，对比例2由于采用的抛光液是普通的磷酸和硫酸混合液，对比例3由于采用的氧化液是普通硫酸水溶液，导致对比例的氧化膜厚度均匀小于25微米，光泽度GS值小于18，着色后色彩暗淡。

通过比较可以看到，本发明通过对碱洗液、抛光液和氧化液的成分组成进行优化配比，可以显著提高3C产品铝合金外观件氧化膜的厚度、光泽度和着色效果，着色后色彩艳丽。

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3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对铝合金外观件进行表面机械预处理，除去表面的加工刀痕、毛刺、划伤等，获得平整的表面；

(2)将铝合金外观件放入80～90℃的脱脂液中脱脂处理7～8分钟，除去表面的油污；

(3)将清洗后的铝合金外观件放入25～30℃的碱洗液中碱洗处理2～3分钟，除去表面的自然氧化膜；

(4)将清洗后的铝合金外观件放入25～30℃的酸洗液中酸洗处理1～2分钟，除去表面的污灰；

(5)将清洗后的铝合金外观件放入50～60℃的抛光液中化学抛光30～40秒，获得平滑光亮的表面；

(6)将清洗后的铝合金外观件放入20～22℃的氧化液中阳极氧化30～40分钟，在表面形成一层带微孔的氧化膜；

(7)将清洗后的铝合金外观件放入染色液中进行着色，使染色剂沉积进入氧化膜的孔，获得艳丽的色彩；

(8)将清洗后的铝合金外观件放入pH值为4.5～5.0、温度为80～85℃的沸水中进行封孔处理3～5分钟，封闭氧化膜上的微孔，清洗干燥后得到所述3C产品铝合金外观件。

2.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述表面机械预处理选自机械抛光或者喷砂打磨中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述脱脂液为碳酸钠、磷酸钠和柠檬酸钠的混合水溶液，其中碳酸钠浓度为60～80g/L，磷酸钠浓度为30～40g/L，柠檬酸钠浓度为10～15g/L。

4.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述碱液为氢氧化钠和硅酸钠的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为20～25g/L，硅酸钠浓度为10～15g/L。

5.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(4)中所述酸液为硝酸、硫酸和甲酸的混合水溶液，其中硝酸浓度为110～130g/L，硫酸浓度为30～40g/L，甲酸浓度为10～20g/L。

6.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(5)中所述抛光液为磷酸和、亚磺酸和苯乙酸的混合液，其中磷酸体积百分比为65～70％、亚磺酸体积百分比为20～22％，苯乙酸体积百分比为10～13％。

7.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(6)中所述氧化液为硫酸、草酸、硫酸铝和烷基苯酚的混合水溶液，其中硫酸浓度为140～150g/L，草酸浓度为8～9g/L，硫酸铝浓度为15～20g/L，烷基苯酚浓度为2～3g/L；所述阳极氧化的直流电密度为1.6～1.8A/dm2，电压为8～10V，阳极氧化的阴极选自铅板或石墨板中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述3C产品铝合金外观件的表面处理方法，其特征在于，步骤(7)中所述着色选自有机染色或电解着色中的一种或多种。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述3C产品铝合金外观件表面处理方法用于3C产品铝合金外观件表面处理的应用，其特征在于，所述3C产品选自包括但不限于平板电脑、智能手机、智能手表、移动电源、数码相机、随身听中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述3C产品铝合金外观件包括铝合金背板、铝合金中框、铝合金边框中的一种或多种。