CN110592638A - 一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：1)前处理：基材除油、碱蚀、阳极氧化处理，得预着色件；2)电解着色：将预着色件置于由下层为有机物溶液和上层为电解液组成的电解槽中静浸5～15s，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为10～20V，工作时间为5～15s，后转换成交流输出电压为15～25V，工作时间为3～60s，得半成品；3)后处理：半成品经中温封孔处理、电泳处理，得成品。本发明通过完善铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺流程，采用特殊的上下层电解槽，使其具有效益高、环保、着色层装饰效果良好的优点，同时工艺简单，可大规模工业化生产。

Description

一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺
技术领域
本发明涉及金属材料表面处理，特别涉及一种铝及铝合金的表面着色工艺。
背景技术
传统的铝及铝合金阳极氧化电解着色，实现工业化大批量生产的只有硫酸亚锡(香槟、古铜、黑色)、硫酸镍(香槟、古铜、黑色)、高锰酸钾(金黄色)、硫酸铜(紫铜色)、二氧化硒(K金)等少数的几种盐，颜色多样性方面比染色相对单调。而染色的耐光耐候性能又远远比不上电解着色，不能户外使用，至其有较大的局限性。另外，为提高阳极氧化着色的装饰性效果，往往需要添加有毒的镍类金属和消耗大量金属盐溶液，因此，如何对铝及铝合金产品同时实现良好装饰性与高耐候性且制备方法环保、效益高，已成为率及铝合金表面处理亟需发展的关键技术之一。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺。
本发明所采取的技术方案是：一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀、阳极氧化处理，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于由下层为有机物溶液和上层为电解液组成的电解槽中静浸5～15s，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为10～20V，工作时间为5～15s，后转换成交流输出电压为15～25V，工作时间为3～60s，得半成品；
3)后处理：半成品经中温封孔处理、电泳处理，得成品。
具体地，本发明采用电解槽上下层的特殊设置与限定工作电压、工作时间参数相结合的调控方式，使得电解着色后可形成彩色条纹，且通过适当改变电压参数和时间参数即就可获得理想的着色效果。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)中所述的有机物溶液选自三氯乙烯、全氯乙烯、四氯化碳中的其中一种。具体地，所述有机物溶液与电解液不相容，因此当预着色工件在两层溶液中缓慢移动时可生成阻挡膜强弱不同的条纹。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)中所述的电解液中含有10～15g/L的钴盐、3～5g/L的锡盐、1～1.5g/L的硒酸盐、游离硫酸浓度15～20g/L。具体地，本发明的电解液中不存在有毒的金属元素，因此具有环保的优点，同时对三种盐溶液的种类进行限定，即特定地将钴盐、锡盐和硒酸盐作为电解液复配体系，可获得装饰效果好、着色层性能良好的产品。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)中所述电解槽的槽液温度为20～25℃。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述的阳极氧化处理为采用水冷却降温的方式，使得温度控制在15～20℃，槽液是浓度为10～200g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为20～60min，电流密度控制在1.1～1.8A/dm2。
作为上述方案的进一步改进，步骤3)中所述的中温封孔处理为将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为15～30℃，封孔时间在12～16min。
本发明的有益效果是：本发明通过完善铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺流程，采用特殊的上下层电解槽，使其具有效益高、环保、着色层装饰效果良好的优点，同时工艺简单，可大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀，采用水冷却降温的方式，使得温度控制在15℃，槽液是浓度为200g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为20min，电流密度控制在1.8A/dm2，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于由下层为三氯乙烯溶液和上层为含有10g/L的钴盐、5g/L的锡盐、1g/L的硒酸盐、游离硫酸浓度为20g/L的电解液组成的电解槽中静浸5s，槽液温度为25℃，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为10V，工作时间为15s，后转换成交流输出电压为15V，工作时间为60s，得半成品；
3)后处理：将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为15℃，封孔时间在16min，后经电泳处理，得实施例1成品。
对比例1
一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀，采用水冷却降温的方式，使得温度控制在15℃，槽液是浓度为200g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为20min，电流密度控制在1.8A/dm2，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于添加有游离硫酸浓度为20g/L的锡镍混合盐电解液的电解槽中静浸5s，槽液温度为25℃，预着色工件缓慢移动过程中控制交流输出电压为15V，工作时间为60s，得半成品；
3)后处理：将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为15℃，封孔时间在16min，后经电泳处理，得对比例1成品。
将对比例1成品与实施例1成品相比，其装饰性效果欠佳，具体表现为色彩光泽度低、着色层附着力差等。同时对比例1因生产过程中存在镍盐，其环保性差。
实施例2
一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀，采用水冷却降温的方式，使得温度控制在20℃，槽液是浓度为10g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为60min，电流密度控制在1.1A/dm2，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于由下层为全氯乙烯溶液和上层为含有15g/L的钴盐、5g/L的锡盐、1g/L的硒酸盐、游离硫酸浓度20g/L的电解液组成的电解槽中静浸15s，槽液温度为20℃，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为20V，工作时间为5s，后转换成交流输出电压为25V，工作时间为3s，得半成品；
3)后处理：将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为30℃，封孔时间在12min，后经电泳处理，得实施例2成品。
实施例3
一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀，采用水冷却降温的方式，使得温度控制在20℃，槽液是浓度为100g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为45min，电流密度控制在1.5A/dm2，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于由下层为四氯化碳溶液和上层为含有12g/L的钴盐、4g/L的锡盐、1.2g/L的硒酸盐、游离硫酸浓度16g/L的电解液组成的电解槽中静浸10s，槽液温度为25℃，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为15V，工作时间为10s，后转换成交流输出电压为20V，工作时间为40s，得半成品；
3)后处理：将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为20℃，封孔时间在15min，后经电泳处理，得实施例3成品。
实施例4
一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀，采用水冷却降温的方式，使得温度控制在16℃，槽液是浓度为150g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为50min，电流密度控制在1.6A/dm2，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于由下层为全氯乙烯溶液和上层为含有12g/L的钴盐、4g/L的锡盐、1g/L的硒酸盐、游离硫酸浓度20g/L的电解液组成的电解槽中静浸12s，槽液温度为20℃，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为20V，工作时间为12s，后转换成交流输出电压为22V，工作时间为20s，得半成品；
3)后处理：将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为20℃，封孔时间在15min，后经电泳处理，得实施例4成品。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (6)

1.一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：
1)前处理：基材除油、碱蚀、阳极氧化处理，得预着色件；
2)电解着色：将预着色件置于由下层为有机物溶液和上层为电解液组成的电解槽中静浸5～15s，预着色工件缓慢移动过程中控制直流输出电压为10～20V，工作时间为5～15s，后转换成交流输出电压为15～25V，工作时间为3～60s，得半成品；
3)后处理：半成品经中温封孔处理、电泳处理，得成品。
2.根据权利要求1所述的一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其特征在于：步骤2)中所述的有机物溶液选自三氯乙烯、全氯乙烯、四氯化碳中的其中一种。
3.根据权利要求1所述的一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其特征在于：步骤2)中所述的电解液中含有10～15g/L的钴盐、3～5g/L的锡盐、1～1.5g/L的硒酸盐、游离硫酸浓度15～20g/L。
4.根据权利要求1所述的一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其特征在于：步骤2)中所述电解槽的槽液温度为20～25℃。
5.根据权利要求1所述的一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其特征在于：步骤1)中所述的阳极氧化处理为采用水冷却降温的方式，使得温度控制在15～20℃，槽液是浓度为10～200g/L的硫酸溶液，阳极氧化时间为20～60min，电流密度控制在1.1～1.8A/dm2。
6.根据权利要求1所述的一种铝及铝合金的阳极氧化电解着色工艺，其特征在于：步骤3)中所述的中温封孔处理为将半成品浸泡在醋酸铝水溶液封孔，反应温度为15～30℃，封孔时间在12～16min。
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