CN112064087A - 一种铝材电解着色工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝材电解着色工艺，属于铝材表面处理领域。包括：对经过前处理的铝材进行第一次阳极氧化处理，在铝材表面形成阳极氧化膜，膜层厚度4‑8μm；对铝材进行第二次阳极氧化处理，使膜层厚度＞10μm；将铝材在银盐电解着色液中进行第一次电解着色处理；其中，银盐电解着色液包括浓度为1g/L的AgNO3，浓度为20g/L的H2SO4；将铝材在镍锡混合盐电解着色液中进行第二次电解着色处理；其中，镍锡混合盐电解着色液包括浓度为8‑12g/L的NiSO4，浓度为10‑15g/L的SnSO4，浓度为15‑20g/L的H2SO4。通过两次阳极氧化处理，以满足后续电解着色工艺对膜层厚度的要求，并通过两次电解着色处理，使膜层颜色由作为古铜色系的黄铜色过渡到颜色均匀稳定的青铜色，从而对古铜色系进行了扩充。

Description

一种铝材电解着色工艺
技术领域
本发明属于铝材表面处理领域，涉及一种铝材电解着色工艺。
背景技术
电解着色是将阳极氧化后的铝及其合金在含有金属盐的水溶液中进行交流电解，在氧化膜多孔层的底部沉积金属、金属氧化物或金属化合物，由于电沉积物对光的散射作用而呈现各种色彩，其优势是获得的着色膜具有良好的耐磨性、耐光性、耐热性及抗化学腐蚀性能。
国内外工业化的电解着色液基本上都是镍盐或锡盐或镍锡混合盐，获得的着色膜的颜色大体上都是从浅到深的古铜色系，颜色较为单一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝材电解着色工艺，解决当前铝材电解着色多局限于古铜色系，颜色较为单一的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝材电解着色工艺，包括以下步骤：
第一次阳极氧化：对经过前处理的铝材进行第一次阳极氧化处理，在铝材表面形成阳极氧化膜，膜层厚度4-8μm；
第二次阳极氧化：对经过第一次阳极氧化处理的铝材进行第二次阳极氧化处理，使铝材表面的阳极氧化膜的膜层厚度＞10μm；其中，相较于第一次阳极氧化处理，第二次阳极氧化处理的电压更高；
第一次电解着色：对经过第二次阳极氧化处理的铝材在银盐电解着色液中进行第一次电解着色处理；其中，银盐电解着色液包括浓度为1g/L的AgNO3，浓度为20g/L的H2SO4；
第二次电解着色：对经过第一次电解着色的铝材在镍锡混合盐电解着色液中进行第二次电解着色处理；其中，镍锡混合盐电解着色液包括浓度为8-12g/L的NiSO4，浓度为10-15g/L的SnSO4，浓度为15-20g/L的H2SO4。
进一步，在第一次阳极氧化处理中，阳极氧化液包括浓度为180g/L的H2SO4，温度为18-22℃，电压为12V-13V，氧化时间为30min。
进一步，在第二次阳极氧化处理中，阳极氧化液包括浓度为180g/L的H2SO4，温度为18-22℃，电压为15V，氧化时间为30min。
进一步，在第一次电解着色处理中，温度为20-25℃，电压为6V，电解时间为30s+15s，其中，前30s为电源软启动时间。
进一步，在第二次电解着色处理中，温度为20-25℃，电压为14V，电解时间为30s+(60s、120s或180s)，其中，前30s为电源软启动时间。
进一步，还包括在两次阳极氧化步骤之间对铝材进行水洗的步骤。
进一步，还包括在两次电解着色步骤之间对铝材进行水洗的步骤。
进一步，还包括在第二次阳极氧化和第一次电解着色步骤之间依次对铝材进行水洗→纯水洗的步骤。
进一步，第一次阳极氧化之前的前处理包括依次对铝材进行脱脂→水洗→碱蚀→水洗→中和→水洗的步骤。
进一步，还包括后处理，在第二次电解着色之后依次对铝材进行水洗→纯水洗→封孔→水洗→热纯水洗→干燥。
在此说明，本发明所涉及的水洗，其含义是用自来水对铝材进行清洗；纯水洗，其含义是用纯液态H2O对铝材进行清洗。纯液态H2O比自来水的电导率高。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对铝材进行两次阳极氧化处理，以满足后续电解着色工艺对膜层厚度的要求，并通过在银盐电解着色液中的第一次电解着色和在镍锡混合盐电解着色液中的第二次电解着色，使膜层颜色由作为古铜色系的黄铜色过渡到颜色均匀稳定的青铜色，从而对古铜色系进行了扩充。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明铝材电解着色工艺的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，为一种铝材电解着色工艺，包括以下步骤：
S1.前处理：对铝材进行前处理，包括依次对铝材进行脱脂→水洗→碱蚀→水洗→中和→水洗；其中，
脱脂工艺参数：使用介质包括浓度为200g/L的H2SO4，常温，时间为3-5min；
碱蚀工艺参数：使用介质包括浓度为50g/L的NaOH，温度为50-55℃，时间为3-5min；
中和工艺参数：使用介质包括浓度为200g/L的H2SO4，常温，时间为1-3min；
S2.第一次阳极氧化：对经过前处理的铝材进行第一次阳极氧化处理，在铝材表面形成阳极氧化膜，膜层厚度4-8μm；其中，采用的阳极氧化液包括浓度为180g/L的H2SO4，温度为18-22℃，电压为12V-13V，氧化时间为30min；
S3.水洗：使用自来水对第一次阳极氧化后的铝材进行清洗；
S4.第二次阳极氧化：对经过第一次阳极氧化处理并水洗后的铝材进行第二次阳极氧化处理，使铝材表面的阳极氧化膜的膜层厚度＞10μm；其中，采用的阳极氧化液包括浓度为180g/L的H2SO4，温度为18-22℃，电压为15V，氧化时间为30min；
S5.水洗：使用自来水对第二次阳极氧化后的铝材进行清洗；
S6.纯水洗：使用纯液态H2O对第二次阳极氧化后的铝材再次清洗；
S7.第一次电解着色：对经过第二次阳极氧化处理并依次水洗和纯水洗后的铝材在银盐电解着色液中进行第一次电解着色处理；其中，银盐电解着色液包括浓度为1g/L的AgNO3，浓度为20g/L的H2SO4，还包括浓度为20g/L的添加剂(添加剂具体使用开封市奥博表面技术有限公司生产的OBO-14)；温度为20-25℃，电压为6V，电解时间为30s+15s，其中，前30s为电源软启动时间；
S8.水洗：使用自来水对第一次电解着色后的铝材进行清洗；
S9.第二次电解着色：对经过第一次电解着色并水洗后的铝材在镍锡混合盐电解着色液中进行第二次电解着色处理；其中，镍锡混合盐电解着色液包括浓度为8-12g/L的NiSO4，浓度为10-15g/L的SnSO4，浓度为15-20g/L的H2SO4，还包括浓度为50g/L的添加剂(添加剂具体使用浙江黄岩精细品化学公司生产的BY-C11B)；温度为20-25℃，电压为14V，电解时间为30s+(60s、120s或180s)，其中，前30s为电源软启动时间；
S10.后处理：在第二次电解着色之后依次对铝材进行水洗→纯水洗→封孔→水洗→热纯水洗→干燥；其中，
封孔工艺参数：使用介质包括浓度为0.8-1.2g/L的Ni2+，浓度为0.3-0.6g/L的F-，常温，时间为8-15min；
热纯水洗工艺参数：温度为50℃。
阳极氧化工艺及阳极氧化膜的膜层厚度对电解着色获得的颜色影响很大。通过对铝材进行两次阳极氧化处理，以满足后续电解着色工艺对膜层厚度的要求，并通过在银盐电解着色液中的第一次电解着色和在镍锡混合盐电解着色液中的第二次电解着色，使膜层颜色由作为古铜色系的黄铜色过渡到颜色均匀稳定的青铜色，从而对古铜色系进行了扩充。在第二次电解着色中，电解时间越长，得到的青铜色颜色越深，通过控制不同的电解时间，可以获得深浅不一的青铜色系。
耐候性测试：对按照本电解着色工艺获得的铝材试样进行耐候性测试，按照GB/T12976.4的规定，采用313B荧光紫外灯人工加速老化试验测试，测试时间为300小时，试样表面颜色无明显变化，符合GB/T5237.2着色型材要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种铝材电解着色工艺，其特征在于：包括以下步骤：
第一次阳极氧化：对经过前处理的铝材进行第一次阳极氧化处理，在铝材表面形成阳极氧化膜，膜层厚度4-8μm；
第二次阳极氧化：对经过第一次阳极氧化处理的铝材进行第二次阳极氧化处理，使铝材表面的阳极氧化膜的膜层厚度＞10μm；其中，相较于第一次阳极氧化处理，第二次阳极氧化处理的电压更高；
第一次电解着色：对经过第二次阳极氧化处理的铝材在银盐电解着色液中进行第一次电解着色处理；其中，银盐电解着色液包括浓度为1g/L的AgNO3，浓度为20g/L的H2SO4；
第二次电解着色：对经过第一次电解着色的铝材在镍锡混合盐电解着色液中进行第二次电解着色处理；其中，镍锡混合盐电解着色液包括浓度为8-12g/L的NiSO4，浓度为10-15g/L的SnSO4，浓度为15-20g/L的H2SO4。
2.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：在第一次阳极氧化处理中，阳极氧化液包括浓度为180g/L的H2SO4，温度为18-22℃，电压为12V-13V，氧化时间为30min。
3.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：在第二次阳极氧化处理中，阳极氧化液包括浓度为180g/L的H2SO4，温度为18-22℃，电压为15V，氧化时间为30min。
4.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：在第一次电解着色处理中，温度为20-25℃，电压为6V，电解时间为30s+15s，其中，前30s为电源软启动时间。
5.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：在第二次电解着色处理中，温度为20-25℃，电压为14V，电解时间为30s+(60s、120s或180s)，其中，前30s为电源软启动时间。
6.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：还包括在两次阳极氧化步骤之间对铝材进行水洗的步骤。
7.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：还包括在两次电解着色步骤之间对铝材进行水洗的步骤。
8.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：还包括在第二次阳极氧化和第一次电解着色步骤之间依次对铝材进行水洗→纯水洗的步骤。
9.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：第一次阳极氧化之前的前处理包括依次对铝材进行脱脂→水洗→碱蚀→水洗→中和→水洗的步骤。
10.根据权利要求1所述的铝材电解着色工艺，其特征在于：还包括后处理，在第二次电解着色之后依次对铝材进行水洗→纯水洗→封孔→水洗→热纯水洗→干燥。
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