CN111676502A - 一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，包括以下步骤：工件验收→除油→水洗→碱洗→水洗→酸洗→水洗→干燥→对非氧化部位绝缘胶遮蔽保护→装挂→碱洗→水洗→酸洗→水洗→硬质氧化→水洗→封闭→拆卸→干燥→去除遮蔽绝缘胶→验收；采用该方法可以避免传统氧化工艺中使用稀释剂去除油漆的过程，减少对环境的污染，解决去油漆废液难处理的问题，且极大程度地提高工作效率，节约生产成本。
Description
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺。
背景技术
铝及其合金具有质轻、延展性好、可塑性强等优点，其制品广泛应用于航空航天和汽车制造等各工业领域。但其硬度低、耐磨性差，限制了其应用范围的拓宽。硬质阳极氧化技术因具有生产工艺简单、一次成膜面积大、生产设备投资少、加工成本低等优点，成为铝及铝合金合金最基本、应用最广泛的一种表面处理方法。铝合金经硬质阳极氧化处理所得到的氧化膜有硬度高、耐磨性强、耐热性高、电绝缘性好、制造成本低等优点，克服了铝合金本身在表面硬度、耐磨性能方面的缺陷，扩大了铝合金的应用范围，延长了其使用寿命。但是传统铝合金氧化工艺中使用油漆对非氧化部位进行遮蔽，存在一定的不足：（1）涂漆保护周期长，加工效率低；（2）凹槽、盲孔去除保护漆困难，费时费力；（3）去除保护漆过程中容易损伤零件表面氧化膜；（4）去保护漆时所使用的稀释剂多属于苯类物质，易挥发，污染环境，废液难处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，本发明避免了化学方法去除遮蔽油漆，且降低了环境污染，提高了工作效率以及节约生产成本。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，包括以下步骤：
S1、在工件进行氧化前进行预处理，得表面洁净的工件；
S2、采用绝缘胶对工件的非氧化部位进行遮蔽；
S3、装挂：将S2处理后的工件安装在工装上，使工件保持水平夹持；
S4、碱洗：将S3处理后的工件浸入到碱洗槽中上下移动；
S5、水洗：将S4处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S6、酸洗：将S5处理后的工件放在酸洗槽中进行酸洗；
S7、水洗：将S6处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S8、硬质氧化：将S7处理后的工件浸入氧化槽中进行硬质阳极氧化；
S9、水洗：将S8处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S10、封闭：将S9水洗后的工件浸入到热水中进行封闭，水温60~90℃；
S11、拆卸：将S10处理后的工件从工装上拆卸下来；
S12、干燥：对拆卸下来的工件进行干燥；
S13、去除遮蔽绝缘胶：用热风枪对S12干燥处理后的工件的绝缘胶层进行加热，加热温度为50~60℃，然后用镊子将绝缘胶撕掉；
S14、验收：对符合要求的产品进行验收。
进一步的，步骤S1包括以下处理步骤：
S11、除油：将工件放在去油剂中去除工件表面的油污，去油时间为2min~3min；
S12、水洗：将S11中除油后的工件用冷水清洗；
S13、碱洗：将S12水洗之后的工件放入碱洗溶液中进行碱洗，碱洗时间为5~8s；
S14、水洗：将S13碱洗后的工件用冷水清洗；
S15、酸洗：将S14水洗后的工件放在酸洗槽中用酸洗溶液进行酸洗，酸洗时间10~15s；
S16、水洗：将S15酸洗后的工件用冷水清洗；
S17、干燥：对S16水洗后的工件进行干燥，得预处理后的工件。
进一步的，步骤S11中去油剂包括以下浓度的各组分：氢氧化钠：30g/L~45g/L、磷酸钠：40g/L~50g/L、乳化剂：0.3ml/L。
进一步的， S13和S4中碱洗溶液包括以下浓度的各组分：氢氧化钠：35~45g/L，碳酸钠：40~50g/L，磷酸钠：30~40g/L，表面活性剂：25~35g/L，碱洗液温度为60~70℃。
进一步的，S15和S6中酸洗溶液包括以下浓度的各组分：硝酸：100~110ml/L, 磷酸：50~60ml/L。
进一步的， S2中对工件的非氧化部位进行遮蔽的方法包括以下步骤：
S21、先使用牛皮纸对工件的非氧化部位周围的氧化部位进行遮蔽保护；
S22、配制喷涂用绝缘胶：用稀释剂调整绝缘胶的粘度，施工粘度为18~25s，用300目丝网过滤；
S23、喷涂绝缘胶：采用十字交叉法对工件的非氧化部位进行喷涂，喷涂2~3遍，压缩空气压力0.4~0.6MPa，喷涂距离160~280mm，搭接面为1/2~1/3，喷涂厚度为40~50μm，盲孔位置使用毛笔蘸取绝缘胶进行多次涂抹；
S24、绝缘胶固化：在室温的条件下，绝缘胶固化3~6h后去除牛皮纸。
进一步的，S8中硬质阳极氧化的条件为：氧化电压为20~50V，电流密度为2~6A/dm2，温度为-5~5℃，氧化时间为50~90min，氧化溶液为浓度为200~380g/L的硫酸。
本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：传统氧化工艺中使用油漆对非氧化部位进行遮蔽保护，氧化结束后使用脱漆水去除遮蔽油漆，去漆过程中脱漆水易挥发，对环境污染严重，废液难处理，容易对氧化膜造成损伤。本发明不采用化学方法去除遮蔽层，可将非氧化部位的遮蔽胶用手剥离，采用该方法可降低环境污染，解决废液难处理问题，节约成本且工作效率高。
具体实施方式
结合实施例对本发明加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，包括以下步骤：
S1、在工件进行氧化前进行预处理，得表面洁净的工件；
S2、采用绝缘胶对工件的非氧化部位进行遮蔽；
S3、装挂：将S2处理后的工件安装在工装上，使工件保持水平夹持；
S4、碱洗：将S3处理后的工件浸入到碱洗槽中上下移动；
S5、水洗：将S4处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S6、酸洗：将S5处理后的工件放在酸洗槽中进行酸洗；
S7、水洗：将S6处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S8、硬质氧化：将S7处理后的工件浸入氧化槽中进行硬质阳极氧化；
S9、水洗：将S8处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S10、封闭：将S9水洗后的工件浸入到热水中进行封闭，水温60~90℃；
S11、拆卸：将S10处理后的工件从工装上拆卸下来；
S12、干燥：对拆卸下来的工件进行干燥；
S13、去除遮蔽绝缘胶：用热风枪对S12干燥处理后的工件的绝缘胶层进行加热，加热温度为50~60℃，然后用镊子将绝缘胶撕掉；
S14、验收：对符合要求的产品进行验收。
进一步的，步骤S1包括以下处理步骤：
S11、除油：将工件放在去油剂中去除工件表面的油污，去油时间为2min~3min；
S12、水洗：将S11中除油后的工件用冷水清洗；
S13、碱洗：将S12水洗之后的工件放入碱洗溶液中进行碱洗，碱洗时间为5~8s；
S14、水洗：将S13碱洗后的工件用冷水清洗；
S15、酸洗：将S14水洗后的工件放在酸洗槽中用酸洗溶液进行酸洗，酸洗时间10~15s；
S16、水洗：将S15酸洗后的工件用冷水清洗；
S17、干燥：对S16水洗后的工件进行干燥，得预处理后的工件。
进一步的，步骤S11中去油剂包括以下浓度的各组分：氢氧化钠：30g/L~45g/L、磷酸钠40g/L~50g/L、乳化剂：0.3ml/L。其中乳化剂可以为肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠中的其中的任意一种。
进一步的， S13和S4中碱洗溶液包括以下浓度的各组分：氢氧化钠：35~45g/L，碳酸钠：40~50g/L，磷酸钠：30~40g/L，表面活性剂：25~35g/L，碱洗液温度为60~70℃，其中，表面活性剂成分：硬脂酸，十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯中的任意一种或多种组合。
进一步的，S15和S6中酸洗溶液包括以下浓度的各组分：硝酸：100~110ml/L, 磷酸：50~60ml/L。
进一步的， S2中对工件的非氧化部位进行遮蔽的方法包括以下步骤：
S21、先使用牛皮纸对工件的非氧化部位周围的氧化部位进行遮蔽保护；
S22、配制喷涂用绝缘胶：用稀释调整绝缘胶的粘度，施工粘度为18~25s，用300目丝网过滤；绝缘胶为硝基漆，本专利中的绝缘胶采用Q04-2硝基外用磁漆，其包括质量百分数的以下成分：硝化纤维素15~30%，甲苯15~35%。
S23、喷涂绝缘胶：采用十字交叉法对工件的非氧化部位进行喷涂，喷涂2~3遍，压缩空气压力0.4~0.6MPa，喷涂距离160~280mm，搭接面为1/2~1/3，喷涂厚度为40~50μm，盲孔位置使用毛笔蘸取绝缘胶进行多次涂抹；
S24、绝缘胶固化：在室温的条件下，绝缘胶固化3~6h后去除牛皮纸。
进一步的，S8中硬质阳极氧化的条件为：氧化电压为20~50V，电流密度为2~6A/dm2，温度为-5~5℃，氧化时间为50~90min，氧化溶液为浓度为200~380g/L的硫酸。
一种改进的铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其流程为：
氧化前验收→化学除油→水洗→碱洗→水洗→酸洗→水洗→干燥→对非氧化部位绝缘胶遮蔽保护→装挂→碱洗→水洗→酸洗→水洗→硬质氧化→水洗→封闭→拆卸→干燥→去除遮蔽绝缘胶→验收；
（1）对非氧化部位绝缘遮蔽保护前，首先将工件在去油剂中进行除油→水洗→碱洗→水洗→酸洗→水洗→干燥处理，使铝合金工件表面变得洁净，提高基体与遮蔽绝缘胶的结合力。
除油：将工件放在去油剂中进行除油，其目的是去除工件表面的油污。去油剂剂溶液：氢氧化钠：30g/L~45g/L，磷酸钠40g/L~50g/L，乳化剂：0.3ml/L，溶液温度：常温，去油时间：2min~3min。
碱洗：将除油后的铝合金工件用冷水清洗之后放入氢氧化钠溶液中进行碱洗，碱洗的目的主要是清除铝合金工件表面的自然氧化膜及其他污物。碱洗溶液：氢氧化钠：35~45g/L，碳酸钠：40~50g/L，磷酸钠：30~40g/L，表面活性剂：25~35g/L，碱洗温度：60~70℃，碱洗时间5~8s。
酸洗：将工件放在酸洗槽中进行酸洗，目的是为了清除碱蚀后工件表面形成的氧化物颗粒和其他杂质，使工件基体裸露出来，使表面变得光洁。酸洗溶液：硝酸：100~110ml/L, 磷酸：50~60ml/L，酸洗时间10~15s。
（2）对非氧化部位进行遮蔽，遮蔽所使用的绝缘胶具有环保无污染、耐酸碱、耐高低温、结合力强和易剥离等特点，具体操作如下：
先使用牛皮纸对非氧化部位周围的氧化部位进行保护，为喷涂环保绝缘胶做准备；配制喷涂用绝缘胶：用稀释调整绝缘漆的粘度，施工粘度18s~25s（涂-4杯，25±1℃），用300目丝网过滤；喷涂绝缘漆：采用十字交叉法进行喷涂，喷涂2~3遍，压缩空气压力0.4~0.6MPa，喷涂距离160~280mm，搭接面为1/2~1/3，喷涂要求薄而均匀，厚度40~50μm，盲孔位置使用毛笔蘸取绝缘胶进行多次涂抹；绝缘漆固化：室温，3~6h；去除牛皮纸。
（3）装挂：将铝合金工件水平夹持，防止工件倾斜造成大量氧气泡聚集在工件表面，影响氧化效果。
（4）碱洗：将铝合金工件浸入到碱洗槽中上下慢速移动，溶液温度：60~70℃，清洗时间20~30s。碱洗溶液成分：氢氧化钠：35~45g/L，碳酸钠：40~50g/L，磷酸钠：30~40g/L，表面活性剂：25~35g/L。
（5）水洗：将铝合金工件浸入到流动的冷水中进行清洗，两遍。
（6）酸洗：将冷水清洗后的铝合金工件放在酸洗槽中进行出光，清除碱蚀后工件表面形成的氧化物颗粒和其他杂质，使工件基体裸露出来，使表面变得光洁。酸洗溶液成分：硝酸：100~110ml/L, 磷酸：50~60ml/L，酸洗时间：10~15s。
（7）水洗：将酸洗后铝合金工件浸入到流动的冷水中进行清洗，两遍。
（8）硬质氧化：将铝合金工件浸入氧化槽进行硬质阳极氧化，电压20~50V，电流密度：2~6A/dm2，温度：-5~5℃，氧化时间50~90min。氧化溶液成分：硫酸200~380g/L.
（9）水洗：将铝合金工件浸入到流动的冷水中进行清洗，两遍。
（10）封闭：将铝合金工件浸入到热水中进行封闭，水温60~90℃。
（11）去除遮蔽绝缘胶：铝合金工件干燥后，使用热风枪对绝缘胶层进行加热，加热温度50~60℃，使用镊子将绝缘胶撕掉。
本发明不采用化学方法去除遮蔽层，可将非氧化部位的遮蔽胶用手剥离，采用该方法可降低环境污染，解决废液难处理问题，节约成本且工作效率高。本发明避免了化学方法去除遮蔽油漆，降低环境污染，可提高工作效率以及节约生产成本。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。还需要说明的是，在本文中的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (7)
1.一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在工件进行氧化前进行预处理，得表面洁净的工件；
S2、采用绝缘胶对工件的非氧化部位进行遮蔽；
S3、装挂：将S2处理后的工件安装在工装上，使工件保持水平夹持；
S4、碱洗：将S3处理后的工件浸入到碱洗槽中上下移动；
S5、水洗：将S4处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S6、酸洗：将S5处理后的工件放在酸洗槽中进行酸洗；
S7、水洗：将S6处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S8、硬质氧化：将S7处理后的工件浸入氧化槽中进行硬质阳极氧化；
S9、水洗：将S8处理后的工件浸入到流动的冷水中进行清洗；
S10、封闭：将S9水洗后的工件浸入到热水中进行封闭，水温60~90℃；
S11、拆卸：将S10处理后的工件从工装上拆卸下来；
S12、干燥：对拆卸下来的工件进行干燥；
S13、去除遮蔽绝缘胶：用热风枪对S12干燥处理后的工件的绝缘胶层进行加热，加热温度为50~60℃，然后用镊子将绝缘胶撕掉；
S14、验收：对符合要求的产品进行验收。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于：步骤S1包括以下处理步骤：
S11、除油：将工件放在去油剂中去除工件表面的油污，去油时间为2min~3min；
S12、水洗：将S11中除油后的工件用冷水清洗；
S13、碱洗：将S12水洗之后的工件放入碱洗溶液中进行碱洗，碱洗时间为5~8s；
S14、水洗：将S13碱洗后的工件用冷水清洗；
S15、酸洗：将S14水洗后的工件放在酸洗槽中用酸洗溶液进行酸洗，酸洗时间10~15s；
S16、水洗：将S15酸洗后的工件用冷水清洗；
S17、干燥：对S16水洗后的工件进行干燥，得预处理后的工件。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于：步骤S11中去油剂包括以下浓度的各组分：氢氧化钠：30g/L~45g/L、磷酸钠：40g/L~50g/L、乳化剂：0.3ml/L。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于： S13和S4中碱洗溶液包括以下浓度的各组分：氢氧化钠：35~45g/L，碳酸钠：40~50g/L，磷酸钠：30~40g/L，表面活性剂：25~35g/L，碱洗液温度为60~70℃。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于： S15和S6中酸洗溶液包括以下浓度的各组分：硝酸：100~110ml/L、磷酸：50~60ml/L。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于： S2中对工件的非氧化部位进行遮蔽的方法包括以下步骤：
S21、先使用牛皮纸对工件的非氧化部位周围的氧化部位进行遮蔽保护；
S22、配制喷涂用绝缘胶：用稀释剂调整绝缘胶的粘度，施工粘度为18~25s，用300目丝网过滤；
S23、喷涂绝缘胶：采用十字交叉法对工件的非氧化部位进行喷涂，喷涂2~3遍，压缩空气压力0.4~0.6MPa，喷涂距离160~280mm，搭接面为1/2~1/3，喷涂厚度为40~50μm，盲孔位置使用毛笔蘸取绝缘胶进行多次涂抹；
S24、绝缘胶固化：在室温的条件下，绝缘胶固化3~6h后去除牛皮纸。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金大件硬质阳极氧化前处理工艺，其特征在于：S8中硬质阳极氧化的条件为：氧化电压为20~50V，电流密度为2~6A/dm2，温度为-5~5℃，氧化时间为50~90min，氧化溶液为浓度为200~380g/L的硫酸。
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