CN111118575A - 一种钛制品阳极氧化着色的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属表面处理阳极氧化领域，尤其涉及一种钛制品阳极氧化着色的方法，包括如下步骤：预处理，将钛制品在75～85℃和超声波的条件下放入碱洗溶液中进行碱洗除油；阳极氧化，将经S1处理后的钛制品放入酸洗溶液中进行酸洗处理，然后用去离子水冲洗后，放入阳极氧化液中进行电解处理，阳极氧化液包括磷酸氢钠、硫酸、高锰酸钾、氟化铵，其余为蒸馏水；后续处理，将阳极氧化着色处理后的钛制品放入沸水中并用超声波振动清洗，密封，取出烘干，即得到着色后的钛制品。采用本发明的方法，解决了现有技术中传统的钛合金阳极氧化工艺所获得的氧化膜表面容易被污染，指纹污染后颜色易发生变化，且被污染后不易恢复，严重影响了其装饰效果的问题。

Description

一种钛制品阳极氧化着色的方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理阳极氧化领域，尤其涉及一种钛制品阳极氧化着色的方法。
背景技术
近年来，钛及钛合金因其具有独特的性质而越来越受到人们的关注，因此被广泛应用于国防尖端科技、民用工业、民生用品等各个领域。例如：在航空航天方面，由于钛及钛合金比重小、重量轻、比强度高，而应用于新一代飞机生产；在医学上，钛及钛合金耐腐蚀性好，生物相容性好，与人体排斥性低，广泛应用于牙齿和骨骼的种植体，以及血管内支架等医疗领域，成为一种引人注目的生物金属材料；在建筑上，由于钛及钛合金独特的特点，其用量逐年增加，一些发达国家也相继建起了钛材建筑物；此外，在日常消费品如手表、手机外壳，笔记本外壳，眼镜框，镜架等方面的应用也在不断的扩大。
但是，钛及钛合金也有一些不足之处，如耐磨性差，对氢及熔盐应力腐蚀比较敏感，与其他金属接触易发生接触腐蚀等，限制了其应用范围。因此，为进一步扩大钛的应用领域，必须对其表面进行改性处理。而钛及钛合金表面阳极氧化是一种工艺简单，成本低廉，效果显著的表面处理技术。国外在20世纪60～70年代就十分重视钛阳极氧化工艺的研究，取得了较大进展，并应用于各行业。而国内关于钛及钛合金表面阳极氧化处理方面的研究相对较晚，至今仍未建立相应的国家标准。
目前，一般工程上的钛及钛合金阳极氧化工艺中的酸腐蚀活化步骤所采用此外，采用传统的钛合金阳极氧化工艺所获得的氧化膜表面容易被污染，指纹污染后颜色易发生变化，且被污染后不易恢复，严重影响了其装饰效果，限制了其应用范围。
有鉴于此，有必要对现有技术中的钛制品阳极氧化着色的方法予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中传统的钛合金阳极氧化工艺所获得的氧化膜表面容易被污染，指纹污染后颜色易发生变化，且被污染后不易恢复，严重影响了其装饰效果的问题，提供了一种钛制品阳极氧化着色的方法。
实现发明目的的技术方案如下：
一种钛制品阳极氧化着色的方法，包括如下步骤：
S1、预处理，将钛制品在75～85℃和超声波的条件下放入碱洗溶液中进行碱洗除油；
S2、阳极氧化，将经S1处理后的钛制品放入酸洗溶液中进行酸洗处理，然后用去离子水冲洗后，放入阳极氧化液中进行电解处理，所述阳极氧化液包括磷酸氢钠30-50份、硫酸20-40份、高锰酸钾10-20份、氟化铵10-20份，其余为蒸馏水；
S3、后续处理，将阳极氧化着色处理后的钛制品放入沸水中并用超声波振动清洗，密封10～20分钟后，取出进行烘干，即得到着色后的钛制品。
进一步的，所述S1中的碱洗溶液包括碳酸钠25～30g/L、磷酸钠25～30g/L和硅酸钠20～25g/L。
进一步的，所述S1中的碱洗时间为15～25分钟。
进一步的，所述S2中的酸洗溶液为浓度为35%的55～75mg/L磷酸和100～150mg/L硝酸组成。
进一步的，所述S2中的电解时间为1～2分钟。
进一步的，所述电解时的温度为20～30℃，其电流密度为8～12A/dm，电压为35～100V。
进一步的，所述S3中的烘干温度为120～130℃，烘干时间为45～65分钟。
与现有技术相比，本发明型的有益效果是：本发明的一种钛制品阳极氧化着色的方法，工艺步骤简单，通过调节不同的电压值可以获得不同色泽的阳极氧化膜，着色后的阳极氧化膜色泽光亮，均匀无杂色，具有良好的表面装饰效果，且经过高温烘干后，颜色不容易被污染，同时还具有良好的表面硬度，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合所示的各实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
本实施例的一种钛制品阳极氧化着色的方法，包括如下步骤：
S1、预处理，将钛制品在75℃和超声波的条件下放入碱洗溶液中进行碱洗除油；其中，碱洗溶液包括碳酸钠25g/L、磷酸钠25g/L和硅酸钠20g/L，并碱洗时间15分钟。
S2、阳极氧化，将经S1处理后的钛制品放入浓度为35%，由55mg/L磷酸和100mg/L硝酸组成的酸洗溶液中进行酸洗处理，然后用去离子水冲洗后，放入阳极氧化液中进行电解处理，电解温度为20℃，电流密度为8 A/dm，电压为3 5 V，其中阳极氧化液包括磷酸氢钠30份、硫酸20份、高锰酸钾10份、氟化铵10份，其余为蒸馏水，电解1分钟；
S3、后续处理，将阳极氧化着色处理后的钛制品放入沸水中并用超声波振动清洗，密封10分钟后，取出并在120℃的温度下进行烘干45分钟，即得到着色后的钛制品。
样品性能检测：将成品放置干燥空气中10小时后，用橡皮反复摩擦无褪色，将空气气氛升温至200℃，再降至室温，无色变。
实施例2
相比于实施例1，本实施例的一种钛制品阳极氧化着色的方法，不同之处在于：
S1、预处理，将钛制品在80℃和超声波的条件下放入碱洗溶液中进行碱洗除油；其中，碱洗溶液包括碳酸钠27g/L、磷酸钠27g/L和硅酸钠23g/L，并碱洗时间20分钟。
S2、阳极氧化，将经S1处理后的钛制品放入浓度为35%，由66mg/L磷酸和125mg/L硝酸组成的酸洗溶液中进行酸洗处理，然后用去离子水冲洗后，放入阳极氧化液中进行电解处理，电解温度为25℃，电流密度为10 A/dm，电压为60 V，其中阳极氧化液包括磷酸氢钠40份、硫酸30份、高锰酸钾15份、氟化铵15份，其余为蒸馏水，电解1分钟；
S3、后续处理，将阳极氧化着色处理后的钛制品放入沸水中并用超声波振动清洗，密封15分钟后，取出并在120℃的温度下进行烘干50分钟，即得到着色后的钛制品。
样品性能检测：将成品放置干燥空气中10小时后，用橡皮反复摩擦无褪色，将空气气氛升温至200℃，再降至室温，无色变。
实施例3
相比于实施例1，本实施例的一种钛制品阳极氧化着色的方法，不同之处在于：
S1、预处理，将钛制品在85℃和超声波的条件下放入碱洗溶液中进行碱洗除油；其中，碱洗溶液包括碳酸钠30g/L、磷酸钠30g/L和硅酸钠25g/L，并碱洗时间25分钟。
S2、阳极氧化，将经S1处理后的钛制品放入浓度为35%，由75mg/L磷酸和150mg/L硝酸组成的酸洗溶液中进行酸洗处理，然后用去离子水冲洗后，放入阳极氧化液中进行电解处理，电解温度为30℃，电流密度为12 A/dm，电压为100 V，其中阳极氧化液包括磷酸氢钠50份、硫酸40份、高锰酸钾20份、氟化铵20份，其余为蒸馏水，电解2分钟；
S3、后续处理，将阳极氧化着色处理后的钛制品放入沸水中并用超声波振动清洗，密封20分钟后，取出并在130℃的温度下进行烘干65分钟，即得到着色后的钛制品。
样品性能检测：将成品放置干燥空气中10小时后，用橡皮反复摩擦无褪色，将空气气氛升温至200℃，再降至室温，无色变。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于， 包括如下步骤：
S1、预处理，将钛制品在75～85℃和超声波的条件下放入碱洗溶液中进行碱洗除油；
S2、阳极氧化，将经S1处理后的钛制品放入酸洗溶液中进行酸洗处理，然后用去离子水冲洗后，放入阳极氧化液中进行电解处理，所述阳极氧化液包括磷酸氢钠30-50份、硫酸20-40份、高锰酸钾10-20份、氟化铵10-20份，其余为蒸馏水；
S3、后续处理，将阳极氧化着色处理后的钛制品放入沸水中并用超声波振动清洗，密封10～20分钟后，取出进行烘干，即得到着色后的钛制品。
2.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于，所述S1中的碱洗溶液包括碳酸钠25～30g/L、磷酸钠25～30g/L和硅酸钠20～25g/L。
3.根据权利要求2所述的一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于，所述S1中的碱洗时间为15～25分钟。
4.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于，所述S2中的酸洗溶液为浓度为35%的55～75mg/L磷酸和100～150mg/L硝酸组成。
5.根据权利要求4所述的一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于，所述S2中的电解时间为1～2分钟。
6.根据权利要求4所述的一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于，所述电解时的温度为20～30℃，其电流密度为8～12A/dm，电压为35～100V。
7.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的方法，其特征在于，所述S3中的烘干温度为120～130℃，烘干时间为45～65分钟。
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