CN111118573B - 一种用于汽车外饰件多彩着色的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于属于合金表面处理技术领域，涉及一种汽车外饰件铝合金表面阳极氧化技术，具体涉及一种用于汽车外饰件多彩着色技术。本发明的方法包括对铝合金制品进行前处理、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、热水洗、电泳和固化，所述前处理包括超声波清洗、刻蚀和/或电化学抛光。与传统着色技术相比，经刻蚀、扩孔、着色、电泳处理的铝合金制品可有效保持色调多样性和色泽稳定性，极大程度改善了产品的耐盐腐蚀性、耐二氧化硫腐蚀性、耐碱腐蚀性和耐光老化性，从而确保了多彩着色汽车外饰件的色调多样性和色泽高耐久性能。本发明提供的汽车外饰件多彩着色表面处理工艺简便易行、成本低、效果好，易于推广和产业化，应用前景广阔。

Description

一种用于汽车外饰件多彩着色的方法

技术领域

本发明属于合金表面处理技术领域，涉及一种汽车外饰件铝合金表面阳极氧化技术，具体涉及一种用于汽车外饰件的多彩着色的方法。

背景技术

铝及其铝合金制品具有强度高，耐腐蚀性强及可塑性好、无低温脆性等优点，是一种良好的工业材料。铝及铝合金制品在汽车产业中的应用较广，目前在国际市场，汽车轻量化已经是不可阻挡的趋向，使用铝合金一方面可以减少车身重量，使汽车可以获得更好的动力并且降低油耗，另一方面铝合金是非常好回收再造的一种材料，这也使得汽车的维修更为简便，当然也更加环保。全铝发动机的应用更是目前汽车行业最伟大的创新之一。随着铝合金材料大范围应用，其相应的表面处理技术也迅速发展起来。通过对铝型材进行表面处理可以有效改善及提高铝及铝合金的耐腐蚀性能，铝合金表面处理技术涉及到材料学、化学、物理学、电化学等学科。目前铝合金表面处理技术主要包括：阳极氧化处理、喷涂、化学氧化处理、涂层、电镀以及珐琅等，其中以阳极氧化处理技术发展最为迅速，用途也最为广泛，在铝及铝合金件的生产中占有非常重要的地位。

目前汽车外饰件工业化生产中，常规多彩着色以锡、镍盐电解着色为主，通常只能生产金黄色、古铜色以及黑色单调的颜色系列。由于耐光老化等技术限制而无法生产出建筑行业受欢迎的蓝色、红色、灰色、绿色等颜色。上世纪七十年代开始，全球技术人员开始研究能生产多种颜色的电解着色方法，第一次发现了通过磷酸扩孔三次光干涉电解着色方法，但其技术重现性较差，难以用于工业生产。直到九十年代，才开始出现基于无机盐体系可多彩色化的电解着色方法，一种是通过采用不同的波形，以调节氧化膜孔底部形状，达到控制着色颜色；另一种则是通过增加一个氧化调整槽，通过直流交流交替通电(并改变频率)，使原有形成的氧化膜形成分层结构，能生产出绿色、灰色、蓝色、黄色和红色等多种可见光范围内的颜色。截止目前，研究比较成功并工业化应用的工艺有加拿大的Alcan公司采用anolok技术，美国的Novamax公司使用汉高公司的Spectrocolor2000技术、意大利的Italtecno公司的多色化着色技术。但这种技术尚无成功用于汽车行业之先例。多彩着色能成功应用于汽车行业必须通过封孔质量、耐磨性试验、耐腐蚀试验、耐候试验及光老化试验等一系列严苛的测试条件。这也限制了此项技术的进一步推广和应用，我国目前尚未有汽车行业实现多彩电解着色工艺工业化的成功案例。

尽管目前多彩技术研究较多，但铝合金多彩技术的长久耐蚀性以及抗光老化性仍然是诸多专家学者目前面临的较为棘手的问题。满足高端客户对于色彩和外观的需求是目前车企迫切需要解决的问题。尤其应用于汽车零部件领域的阳极氧化铝件，面对诸如宝马、戴姆勒、通用等客户高标准要求，汽车饰件的多彩着色耐久性能受到越来越多的研究重视。因此，开发一种具有高耐腐蚀性、高耐久性的汽车外饰件表面处理工艺具有较大的现实意义。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供一种用于汽车外饰件多彩着色的方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案得以实施：一种用于汽车外饰件多彩着色的方法，包括对铝合金制品进行前处理、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、热水洗、电泳和固化。

本发明所述前处理包括超声波清洗、刻蚀和/或电化学抛光。

本发明在电解着色处理前先对氧化后的铝合金制品进行电化学扩孔，使孔的深度增加，以改变氧化膜的结构和几何尺寸，改变孔隙底部的反射光路径，由于光干涉效应而产生多种鲜艳色调。本发明的扩孔工艺是实现汽车外饰件多色化的关键，不但可以利用光干涉效应得到各种颜色，还可有效控制氧化膜的厚度。此外，扩孔处理可增加氧化膜孔与孔之间的连接，但并不会堵塞膜孔，使电解沉积物沉积在孔的底部，从而更有利于着色的耐久性。尽管结合扩孔工艺实现多彩着色有诸多优点，但目前该工艺仍存在重现性差的问题，且难以保证着色稳定性。工业生产中，在着色后多采用常规的冷封孔或高温封孔方法进行处理，使着色更加牢固，同时加强氧化膜抗腐蚀和抗磨性能。然而高温封孔的效率低，能耗和成本非常高，冷封孔的干扰因素多，且使用大量氟化物不利于环保，也增加了后期处理难度。由于电泳易改变光干涉效应产生的氧化膜颜色，目前业界尚无在扩孔多彩电解着色后采用电泳涂层技术处理而保持颜色不变的成功案例。而在本发明中，意外地发现通过合理的工艺条件控制，在阳极氧化、扩孔和电解着色后结合热水洗、电泳和固化工艺不但有助于提高汽车外饰件的耐蚀性，还可有效保证色泽稳定性，避免涂装前后的颜色变化。

本发明首先采用超声波清洗以除去表面油污，达到脱脂除蜡的目的。超声波频率是生产中重要的工艺参数，频率太低会导致铝材表面出现斑状腐蚀，也达不到清洗效果，而频率过高则掉挂严重，还会增加故障概率，降低清洗效果。水洗温度也是该工艺步骤的关键因素，温度过高，则可能导致氧化膜孔封闭，影响后续电解着色，导致产品发红或膜裂；温度过低也无法达到很好的清洗效果。而脱脂剂浓度过高也会导致产品表面失去光泽，因此本发明优选的脱脂剂的浓度为40-60g/L，清洗的超声频率为30-50kHz，温度为50-60℃。

作为优选，本发明将除油除蜡后的铝合金制品放入氟化氢铵溶液中进行刻蚀处理，以获得表面磨砂的效果。氟化氢铵溶液的浓度为65-75g/L，刻蚀处理的时间为50-400s。

进一步优选，本发明中刻蚀处理的时间为150-300s。

本发明的刻蚀处理液中，氟离子(F^-)对铝合金表面具有点蚀作用，通过化学反应取代铝件表面的局部自然氧化物，使氧化膜下的金属铝裸露，加速其与氟离子的反应，且该反应在铝件表面许多局部微小区域同时进行，从而可形成磨砂表面。反应中生成的气体有利于刻蚀溶液的更新，使其发生快速的深度点蚀，而随着反应进行，刻蚀溶液中氟离子浓度降低，铝表面氧化物溶解减少。合适的处理时间有助于形成光泽柔和均一的磨砂表面，提高砂孔的均匀性，在本发明的优选实施例中刻蚀处理150-300s后立即将铝合金制品取出，可防止反应时间过长造成表面过度腐蚀。

作为优选，本发明中的电化学抛光为在硫酸/磷酸的双酸体系下进行，通直流电，电压值为25-39V，时间为50-300s，抛光温度为55-65℃。

进一步地，本发明优选电化学抛光的电压值为30-35V，时间为100-300s，抛光温度为35-40℃。

电参数、抛光时间、电化学抛光液参数、阴阳极材料参数等均是影响电化学抛光质量的因素。本发明在较低温度下进行电化学抛光，有利于提高产品的光泽，同时降低能耗，减少对设备的腐蚀。而较高的电压使得抛光过程生成更厚的保护膜，所以本发明采用相对于常规抛光电压更高的电压值，可抵抗后续工艺处理中的变色问题，也更有利于着色的持久性。电化学抛光的时间过短，金属处于溶解状态，无法生成阳极钝化膜，相当于阳极表面受腐蚀，虽可起到一定整平作用，但不能得到金属光泽；而时间过长则容易造成过钝化腐蚀。本发明结合电化学抛光的电压值和处理温度，适当地提高抛光处理时间，利用缓慢的电化学抛光使铝合金表面具有较好的金属光泽和细腻的质感。

电化学抛光液参数包括抛光液成分、浓度、使用温度、搅拌、流速等，对抛光过程有很大程度的影响。本发明的电抛光液包含50-60％的磷酸和40-50％的硫酸，其中磷酸的主要作用是溶解铝合金表面的氧化物，而硫酸主要可促进电解过程的稳定性，降低电解温度，提高溶液电导，降低操作电压，减少能耗。

作为优选，本发明的阳极氧化在浓度为150-300g/L的稀硫酸溶液中进行，采用直流通电方式，通电电压为3-20V，通电时间为5-30min，工作温度为12-20℃。

进一步地，本发明优选阳极氧化的通电电压为10-20V，通电时间为20-30min，工作温度为15-20℃。

本发明的硫酸电解液具有溶液稳定、电能消耗少、操作方便、成本低等优点。当电解液中存在杂质离子时，生成的氧化膜容易出现孔隙增加、表面粗糙疏松等现象，且色泽、透明度和抗蚀性也会受到影响，而用硫酸进行阳极氧化允许的杂质离子范围较大，可在一定程度上避免上述问题。阳极氧化生成的膜既要有一定厚度，又要在膜上形成均匀的孔隙便于着色，在通电过程中既有膜的生长又伴随着膜的溶解，只有使膜的形成速率大于溶解速率并最终达到动态平衡时，才能得到固定厚度的氧化膜。由于生长中的氧化膜在较浓的硫酸溶液中溶解速度加快，当硫酸浓度增加时，氧化膜的生长速度就会减慢，但同时也有利于生成弹性好、吸附力强的多孔膜；而若硫酸浓度降低则引起导电性下降，其氧化时间就会相对延长。为获得硬而厚的多孔氧化膜，本发明选用浓度为150-300g/L的稀硫酸溶液作为氧化电解液。

温度是阳极氧化的一个重要工艺参数，为保证氧化膜的质量和性能稳定，需严格控制阳极氧化的温度。若溶液的温度过高，氧化膜溶解快而生成速度慢，则生成的氧化膜较疏松；而若温度过低，生成的氧化膜脆性大，易裂。当温度控制在12-20℃时，得到的氧化膜多孔、吸附性强，且富有弹性，具有较好的抗蚀性，但耐磨性并不理想。因此，需要适当提高通电电压，有利于提高氧化膜的耐磨性和硬度，同时还可提高其生长速度，使孔隙增多，更易染色。

作为优选，本发明所述电化学扩孔为交流扩孔，扩孔时间为2-15min，扩孔槽温度为12-20℃。

进一步地，本发明优选的电化学扩孔时间为2-10min，扩孔槽温度为15-20℃。

多彩着色工艺的设计较为严格，对温度、时间等参数的控制有相当高的要求。随着扩孔槽温度的变化，氧化膜颜色也会相应地发生变化，并且温度越高，膜溶解速度越快。当控制扩孔槽温度为12-20℃时，着色效果较好，可得到色泽均匀且致密的着色膜层。并且，延长扩孔时间可增大多孔氧化膜的孔径，对色调也有一定影响，当时间超过10min时，氧化膜着色难度开始增加，均匀性变差，而超过15min后着色困难，表面有明显深浅不一的色块。从氧化膜着色均匀性考虑，本发明优选的扩孔时间为2-10min。本发明仅通过一个电化学扩孔槽的相同槽液即可以获得多种颜色的氧化膜层，通过扩孔时间和温度等参数的调整，相同的槽液可以实现5-7种颜色，因而不需要配置多个扩孔槽，极大降低了生产成本。

作为优选，本发明中电解着色的时间为100-500s，着色温度为12-20℃。

进一步地，本发明优选电解着色的时间为100-200s，着色温度为15-20℃。

温度是电解着色膜颜色的重要影响因素，一般而言，着色膜层颜色随着电解着色温度的增加而加深。当温度过低时，金属沉积速率过慢，反应难以进行，而若温度过高，着色的均匀性较差，且膜的耐碱性开始下降。而着色时间对色泽也有明显影响，延长时间，颜色会相应加深，氧化膜抗蚀性也逐渐增加，但着色时间如果过长，表面易出现不均匀的色块斑痕和剥落的情况。本发明的优选实施例在100-200s的着色时间内可得到具有均匀光泽的多彩着色磨砂表面。

作为优选，本发明的热水洗为将铝合金制品进入热水洗，热水洗温度70-85℃，热水洗时间300-600s。

作为优选，本发明的电泳为将铝合金制品进入电泳槽，静置30-50s后通电，电泳槽内的固体份含量为7-9％，pH值为7-8.5，电导率为500-900us/cm，温度为15-25℃，电压为80-120V，电泳时间为70-150s。

电泳的工艺参数对彩色膜的质量有重要影响。一般而言，增加电压或延长时间均可以增加膜层厚度。电压较低时，电泳沉积的速度较慢，生产效率低，得到的膜较薄，但电压过高，沉积速度加快，易使电泳前后氧化膜出现色彩差异，也会使其性能下降。电泳槽内固体份含量也会影响电泳效果，含量过低，覆盖不全面，无法得到光亮均匀、色泽稳定的膜层，且容易产生针孔，而含量过高则会增加粗糙程度，难以保证平整的彩色表面。升高电泳温度会使电泳槽液黏度降低，反应加快，相应地也会增加膜层厚度，而温度过高则会影响电泳槽液的稳定性，使氧化膜变得粗糙。因此，需严格控制电泳过程的参数，才能避免膜的颜色变化，有效保证色泽稳定性。

本发明电泳处理后的铝合金制品还需进行固化。电泳涂层的固化依靠加热的方式进行，达到一定温度和时间才能完全固化，使涂层性能达到最佳状态。如果固化温度偏低或时间较短，则固化不完全，涂层的附着力和耐蚀性差；而固化温度过高或时间过长，则会增加涂层脆性，易脱落。

本发明优选的固化工艺为将铝合金制品放入160-200℃的烤炉中保温30-50min。

本发明利用电泳涂层技术，在刻蚀、阳极氧化、扩孔、着色后再进行电泳，不但起到保护作用，大大提高色泽耐久性、光泽保持率和耐蚀性，更使铝件表面具有高透明、高度金属质感，装饰性更强，突破了汽车外饰件色泽耐久性差这一技术瓶颈，在实际生产中具有较广的应用价值。并且本发明的铝合金制品经电泳处理后无需再封孔，省时省力，又具有较好的安全性和环保型，易于实现自动化生产。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明对铝合金制品进行扩孔后再电解着色，仅通过一个电化学扩孔槽即实现多种颜色的开发量产，有效保证了色调多样性，并降低了生产成本。

2、本发明将刻蚀、阳极氧化、扩孔、着色和电泳技术结合，使铝合金具备磨砂表面的同时保留金属光泽与质感，着色和电泳工艺的处理起到双层保护作用，降低了外界复杂环境对铝合金色彩腐蚀的影响，使其具备更好的光泽保持率，同时可确保色泽稳定性和耐久性。

3、本发明提供的铝合金多彩着色表面处理工艺，制作方法简单、操作方便、成本低、效果好，易于推广和产业化，应用前景广阔。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述说明，但本发明并不限于这些实施例。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

实施例1

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为40g/L，超声频率为30kHz，温度为50℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度70g/L，时间250s；在50％的磷酸和50％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为35V，时间为300s，抛光温度为55℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为12℃，硫酸浓度为150g/L，通电电压为3V，通电时间为30min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理2min，扩孔槽温度为20℃；再进行着色处理，着色温度为17℃，着色时间为200s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为80℃，热水洗时间为420s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为8％，pH值为8，电导率为700us/cm，电压为90V，时间150s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择180℃，时间40min。

实施例2

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为60g/L，超声频率为50kHz，温度为60℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度75g/L，时间300s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为39V，时间为300s，抛光温度为60℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为20℃，硫酸浓度为300g/L，通电电压为20V，通电时间为30min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理5min，扩孔槽温度为20℃；再进行着色处理，着色温度为20℃，着色时间为500s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为85℃，热水洗时间为600s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为9％，pH值为8.5，电导率为900us/cm，电压为120V，时间150s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择200℃，时间50min。

实施例3

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为40g/L，超声频率为30kHz，温度为50℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度65g/L，时间300s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为25V，时间为100s，抛光温度为60℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为12℃，硫酸浓度为150g/L，通电电压为3V，通电时间为30min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理10min，扩孔槽温度为20℃；再进行着色处理，着色温度为20℃，着色时间为500s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为85℃，热水洗时间为600s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为9％，pH值为8.5，电导率为900us/cm，电压为120V，时间150s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择160℃，时间50min。

实施例4

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为60g/L，超声频率为50kHz，温度为60℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度70g/L，时间200s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为39V，时间为300s，抛光温度为60℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为20℃，硫酸浓度为300g/L，通电电压为20V，通电时间为30min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理10min，扩孔槽温度为20℃；再进行着色处理，着色温度为12℃，着色时间为500s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为70℃，热水洗时间为300s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为7％，pH值为8.5，电导率为500us/cm，电压为80V，时间100s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择160℃，时间50min。

实施例5

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为50g/L，超声频率为40kHz，温度为55℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度75g/L，时间200s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为30V，时间为100s，抛光温度为60℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为15℃，硫酸浓度为200g/L，通电电压为10V，通电时间为20min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理10min，扩孔槽温度为15℃；再进行着色处理，着色温度为15℃，着色时间为200s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为75℃，热水洗时间为350s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为7％，pH值为7，电导率为500us/cm，电压为80V，时间100s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择180℃，时间35min。

实施例6

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为40g/L，超声频率为30kHz，温度为50℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻氟化氢铵的浓度为65g/L，时间为400s；在50％的磷酸和50％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为25V，时间为300s，抛光温度为65℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为12℃，硫酸浓度为150g/L，通电电压为3V，通电时间为5min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理2min，扩孔槽温度为12℃；再进行着色处理，着色温度为12℃，着色时间为100s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为70℃，热水洗时间为300s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为7％，pH值为7，电导率为500us/cm，电压为80V，时间100s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择160℃，时间30min。

实施例7

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为50g/L，超声频率为40kHz，温度为55℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度75g/L，时间150s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为30V，时间为200s，抛光温度为55℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为20℃，硫酸浓度为200g/L，通电电压为15V，通电时间为10min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理5min，扩孔槽温度为17℃；再进行着色处理，着色温度为15℃，着色时间为200s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为80℃，热水洗时间为420s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为8％，pH值为8，电导率为700us/cm，电压为90V，时间120s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择180℃，时间30min。

实施例8

本实施例提供一种用于汽车外饰件高耐久多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为55g/L，超声频率为45kHz，温度为57℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度65g/L，时间300s；在58％的磷酸和42％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为35V，时间为200s，抛光温度为65℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为18℃，硫酸浓度为200g/L，通电电压为10V，通电时间为10min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理15min，扩孔槽温度为12℃；再进行着色处理，着色温度为19℃，着色时间为450s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为80℃，热水洗时间为420s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为8.5％，pH值为8.4，电导率为750us/cm，电压为80V，时间120s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择200℃，时间50min。

实施例9

本实施例提供一种用于汽车外饰件烟灰色多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为50g/L，超声频率为40kHz，温度为55℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度65g/L，时间150s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为20V，时间为100s，抛光温度为55℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为15℃，硫酸浓度为150g/L，通电电压为12V，通电时间为20min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理5min，扩孔槽温度为15℃；再进行着色处理，着色温度为15℃，着色时间为100s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为75℃，热水洗时间为350s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为7％，pH值为7，电导率为500us/cm，电压为80V，时间70s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择180℃，时间35min。

实施例10

本实施例提供一种用于汽车外饰件草绿色多彩着色的方法，具体包括如下步骤：

对铝合金制品进行脱脂除蜡处理，超声波清洗，脱脂剂的浓度为50g/L，超声频率为40kHz，温度为55℃；在氟化氢铵溶液中进行蚀刻处理，设置蚀刻浓度70g/L，时间200s；在60％的磷酸和40％的硫酸混合溶液中进行电化学抛光，设置直流电电压为22V，时间为200s，抛光温度为55℃；电抛完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为17℃，硫酸浓度为150g/L，通电电压为15V，通电时间为15min；将氧化后的铝合金进行交流扩孔处理10min，扩孔槽温度为15℃；再进行着色处理，着色温度为15℃，着色时间为150s；对着色后零件进行热水洗处理，热水洗温度为75℃，热水洗时间为350s；对热水洗后零件进行电泳处理，电泳固体份含量为7％，pH值为7，电导率为500us/cm，电压为80V，时间100s；对电泳后零件进行固化，固化温度选择180℃，时间35min。

对比例1

对比例1与实施例1的区别仅在于未进行电化学扩孔处理，阳极氧化后直接进行电解着色。

对比例2

对比例2与实施例1的区别仅在于未经热水洗、电泳和固化处理。

对比例3

对比例3与实施例1的区别仅在于扩孔槽温度为30℃。

对比例4

对比例4与实施例1的区别仅在于扩孔时间为20min。

对比例5

对比例5与实施例1的区别仅在于电化学抛光的直流电电压为20V，抛光温度为70℃。

对比例6

对比例6与实施例1的区别仅在于阳极氧化的硫酸浓度为350g/L。

对比例7

对比例7与实施例1的区别仅在于阳极氧化的通电电压为2V，工作温度为25℃。

对比例8

对比例8与实施例1的区别仅在于着色温度为30℃，着色时间为600s。

参照ISO 9227:2017中的方法，分别对实施例1-10和对比例1-8制得的成品进行中性盐雾试验(NSS试验)和铜盐加速醋酸盐雾试验(CASS试验)，其中NSS试验的箱内温度控制在35±2℃，样品角度20±5°，溶液浓度50g/L，收集液pH值在6.5～7.2；CASS试验的箱内温度控制在50±2℃，样品角度20±5°，配置溶液浓度0.26g/L CuCl₂·2H₂O，50g/L NaCl₂，pH值控制在3.0～3.1。试验结果如表1所示。

表1.实施例1-10和对比例1-8的盐雾试验结果

按照DIN 50018:2013-05的试验方法，将实施例1-10和对比例1-8的样品置于二氧化硫冷凝水试验箱中，加热阶段箱内温度控制在40±3℃，通风阶段温度为18～28℃，一个测试循环为24h，试样在测试柜内连续暴露24h，每隔24h更换新的水和二氧化硫，试验结果见表2。按照DIN EN ISO4892-2和DIN EN ISO 11341的方法，将实施例1-10和对比例1-8的样品置于氙灯老化箱中，分别经氙灯老化1500h、3000h、4000h后，观察产品外观色泽，结果如表2所示。

表2.实施例1-10和对比例1-8的冷凝水和氙灯老化试验结果

根据表1结果可知，按照本发明的工艺方法制备的产品经盐雾腐蚀240h、480h、560h、720h以及铜盐加速醋酸盐雾腐蚀48h、96h、144h后产品色泽外观仍然保持完好，无褪色、白点等可视变化，耐久性较好。表2中结果显示，本发明的产品经二氧化硫冷凝水腐蚀72h、120h、192h及氙灯老化1500h、3000h、4000h后外观仍然保持完好，无白斑、褪色等可视变化，耐腐蚀性和耐光老化性均较好。

而在同样测试条件下，对比例1和对比例2经盐雾腐蚀480h后表面即出现较大腐蚀斑点，720h后严重褪色起泡，经铜盐加速醋酸盐雾腐蚀48h后就开始出现斑点，颜色褪色，可知未经扩孔处理制得的多彩着色汽车外饰件耐腐蚀性较差；经二氧化硫腐蚀120h后即出现大块斑点、褪色严重，可见耐二氧化硫腐蚀性较差；经1500h氙灯老化后表面即出现腐蚀斑点，开始褪色，耐光性较差。对比例3-4在盐雾腐蚀560h后开始出现大块白斑，铜盐加速醋酸盐雾腐蚀96h后开始褪色；经二氧化硫腐蚀192h后出现大块斑点、褪色严重；经4000h氙灯老化后表面有大块白斑，可见其耐盐腐蚀、耐二氧化硫腐蚀和耐光老化性能均不如实施例1。对比例5的产品表面色泽较暗，在盐雾腐蚀560h和铜盐加速醋酸盐雾腐蚀144h后表面起泡褪色；对比例6-7盐雾腐蚀560h后开始出现白斑，在铜盐加速醋酸盐雾腐蚀144h后表面有大块白斑；对比例5-7经二氧化硫腐蚀192h后出现大块斑点，经3000h氙灯老化后表面即开始褪色或轻微起泡。对比例8的着色膜在盐雾腐蚀720h和铜盐加速醋酸盐雾腐蚀144h后有部分剥落，并伴有腐蚀斑点和褪色；经二氧化硫腐蚀192h后出现大块斑点、褪色严重；经3000h氙灯老化后表面即出现白斑，可见其耐盐腐蚀、耐二氧化硫腐蚀和耐光老化性能相比于实施例1明显较差。

将实施例1-10与对比例1-8的成品分别置于pH值为10、11、12.5、13.0、13.5强碱溶液中浸泡10min中，试验结果显示：实施例1-10的样品经强碱腐蚀后外观颜色仍然保持完好，无发白、起泡、褪色等可视变化；而对比例1、2和8在pH值为12.5的溶液中浸泡10min后，产品表面即出现白斑，在pH值为13.5的溶液中开始变白、褪色，对比例3-7在pH值为13.0的溶液中明显变白，分界线明显。由此可见，本发明工艺方法制备的汽车外饰件耐腐蚀性较好，而未按本工艺条件制备的样品耐碱腐蚀性能明显较差。

由于本发明实施例众多，实验数据庞大繁多，不在此一一列举，但各实施例所验证的内容和最终结论均是一致的，即通过本发明的刻蚀、阳极氧化、扩孔、着色和电泳工艺制得的汽车外饰件的色泽耐久性和耐蚀性得到显著提升，故此处仅以实施例1-10作为代表说明本发明的有益效果。上述技术方案所涉及的技术范围参数点值未穷尽之处以及以上单个或多个技术特征的同等替换或任意组合得到的技术方案，同样在本发明的保护范围内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，并不用于限定本发明的保护范围。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种用于汽车外饰件多彩着色的方法，其特征在于，所述的方法包括对铝合金制品进行前处理、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、热水洗、电泳和固化；

所述电化学扩孔为交流扩孔，扩孔槽温度为12-20℃，扩孔时间为2-15min；

所述电泳为将热水洗后的铝合金制品进入电泳槽，静置30-50s后通电，电泳槽内的固体份含量为7-9%，pH值为7-8.5，电导率为500-900us/cm，温度为15-25℃，电压为80-120V，电泳时间为70-150s；

所述前处理包括超声波清洗、刻蚀和电化学抛光；

所述刻蚀为在氟化氢铵溶液中进行，氟化氢铵溶液的浓度为65-75g/L，处理时间为50-400s；

所述电化学抛光为在硫酸/磷酸的双酸体系下进行，通直流电，电压值为25-39V，时间为50-300s，抛光温度为55-65℃；

所述阳极氧化在浓度为150-300g/L的稀硫酸溶液中进行，采用直流通电方式，通电电压为3-20V，通电时间为5-30min，工作温度为12-20℃；

所述电解着色的时间为100-500s，着色温度为12-20℃；

所述热水洗的温度为70-85℃，热水洗时间为300-600s；

所述固化为将铝合金制品放入160-200℃的烤炉中保温30-50min。