CN112410845B - 一种铝合金二次阳极氧化处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金表面处理技术领域，公开了一种铝合金二次阳极氧化处理的方法。该方法主要包括以下步骤：一次阳极氧化处理、二次阳极氧化处理；二次阳极氧化处理包括化学抛光步骤；该化学抛光步骤使用化学抛光液，该化学抛光液包括磷酸和硫酸；该二次阳极氧化处理的化学抛光时间为8‑18s。本发明中铝合金二次阳极氧化处理方法，通过控制阳极氧化处理中化学抛光的时间，使产品不会出现冲孔或流痕，且具有良好的光泽度，能够生产出质量稳定性好，良品率高的铝合金产品。本发明提供的方法不采用化抛添加剂，可以有效降低成本，减少化学对环境的污染。

Description

一种铝合金二次阳极氧化处理的方法
技术领域
本发明属于铝合金表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金二次阳极氧化处理的方法。
背景技术
铝合金产品通过阳极氧化表面处理后，被广泛应用于高端电子消费产品中。随着消费者、市场对产品外观要求的进一步提高，单一阳极氧化的表面处理方式已不能满足消费者的要求。高端产品需要实现高光边，表面还需要加工LOGO((即各种图案标志))或加工组装孔位，同时也需要控制产品的光泽度，一次阳极氧化不能满足产品的这些要求。
目前，类似移动电源外壳、手机外壳、遥控金属外壳等产品，需经过一次阳极、CNC加工(计算机数字化控制精密机械加工)或镭雕加工、二次阳极、曝光显影等工艺来达到高端消费者的要求。但是，现有的二次阳极氧化工艺，在产品加工孔位或深度较深的尺寸位置的周边会出现冲孔或流痕现象，严重影响产品外观效果。为了解决该问题，常规的方法是添加化学防冲孔剂，这种方法会增加生产成本，同时在生产过程中工艺存在不稳定性，产品质量稳定性差，良品率低，没有量产性。
因此，亟需提供一种铝合金二次阳极氧化处理的方法，能够生产出质量稳定性好，良品率高的铝合金产品。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种铝合金二次阳极氧化处理的方法，能够生产出质量稳定性好，良品率高的铝合金产品。
一种铝合金二次阳极氧化处理的方法，主要包括以下步骤：一次阳极氧化处理、二次阳极氧化处理；所述二次阳极氧化处理包括化学抛光步骤；所述化学抛光步骤使用化学抛光液，所述化学抛光液包括磷酸和硫酸；所述二次阳极氧化处理的化学抛光的时间为8-18s。
优选的，所述二次阳极氧化处理的化学抛光的时间为8-15s；进一步优选的，所述二次阳极氧化处理的化学抛光的时间为10-15s。
优选的，所述一次阳极氧化处理包括化学抛光步骤，所述一次阳极氧化处理的化学抛光的时间为50-100s，进一步优选的，所述一次阳极氧化处理的化学抛光的时间为50-90s；更优选的，所述一次阳极氧化处理的化学抛光的时间为60-80s。
优选的，所述一次阳极氧化处理和所述二次阳极氧化处理的过程包括：除油，碱蚀，中和，化学抛光，氧化，浸酸和封孔。
进一步优选的，所述一次阳极氧化处理的过程包括：上料，除油，水洗，碱蚀，水洗，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗，中和，水洗，氧化，水洗，浸酸，水洗，封孔，水洗，风淋，烘烤，下料。
进一步优选的，所述一次阳极氧化处理的过程包括：上料，除油，水洗，碱蚀，水洗，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗，中和，水洗，氧化，水洗，浸酸，水洗，染色，水洗，封孔，水洗，风淋，烘烤，下料。
优选的，所述化学抛光使用化学抛光液，所述化学抛光液包括磷酸和硫酸；进一步优选的，按质量分数计，所述化学抛光液包括50％-70％磷酸、30％-50％硫酸；更优选的，按质量分数计，所述化学抛光液包括60％-70％磷酸、30％-40％硫酸。
优选的，所述氧化过程使用氧化液，所述氧化液主要由硫酸和铝离子溶液组成；进一步优选的，所述氧化液中硫酸的浓度为150-190g/L，铝离子的浓度为0-20g/L；更优选的，所述氧化液中硫酸的浓度为160-180g/L，铝离子的浓度为0-18g/L。
优选的，所述一次阳极氧化处理中氧化的时间为15-35min；进一步优选的，所述一次阳极氧化处理中氧化的时间为20-30min。
优选的，所述二次阳极氧化处理中氧化的时间为35-55min；进一步优选的，所述二次阳极氧化处理中氧化的时间为40-50min。
优选的，所述除油过程使用除油混合剂，所述除油混合剂包括硫酸和除油剂；进一步优选的，所述除油混合剂中硫酸的浓度为80-220g/L，除油剂的浓度为25-55ml/L；更优选的，所述除油混合剂中硫酸的浓度为100-200g/L，除油剂的浓度为30-50ml/L。
具体的，铝合金二次阳极氧化处理的方法，主要包括以下步骤：
(1)将产品表面进行喷砂处理；
(2)将喷砂处理后的产品进行一次阳极氧化处理，所述一次阳极氧化处理的过程为：
除油：温度55±5℃，时间：60±5s，除油混合剂组分：硫酸80-220g/L、除油剂25-55ml/L；
碱洗：温度60±5℃，时间：25±10s，碱液组成：55±10g/L NaOH；
中和：温度60±5℃，时间：60±5s，中和液组成：200±50g/L硝酸；
化抛((即化学抛光))：温度85±5℃，时间：50-100s，化抛液组成：50％-70％磷酸、30％-50％硫酸；
氧化：温度：22±1℃，时间：15-35min，电压：13±1V，氧化液组成：150-190g/L硫酸、铝0-20g/L离子；
浸酸：20±10g/L硝酸；
封孔：温度：65±5℃，时间：10±2min，封孔液组成：5-10g/L封孔剂，pH5-6；
水洗：全部使用纯水。
(3)将一次阳极氧化处理好的产品进行外观全检后，根据产品加工要求，进行CNC加工或镭雕，CNC加工或镭雕采用现有常规的操作。
(4)将CNC加工或镭雕处理后的产品进行二次阳极氧化，所述二次阳极氧化处理的过程为：
除油：温度55±5℃，时间：60±5s，除油混合剂组分：硫酸80-220g/L、除油剂25-55ml/L；
碱洗：温度60±5℃，时间：25±10s，碱液组成：55±10g/L；
中和：温度60±5℃，时间：60±5s，中和液组成：200±50g/L；
化抛((即化学抛光))：温度85±5℃，时间：8-18s，化抛液组成：磷酸50％-70％、硫酸30％-50％；
氧化：温度：22±1℃，时间：35-55min，电压：13±1V，氧化液组成：硫酸：150-190g/L、铝离子：0-20g/L；
浸酸：硝酸：20±10g/L；
染色：温度：30-36℃，时间：180～280s，染料浓度：4-5g/L，PH：5.0-6.0；
封孔：温度：65±5℃，时间：15±5min，封孔液组成：5-10g/L封孔剂，PH5-6；
水洗：全部使用纯水。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所述铝合金二次阳极氧化处理方法，通过控制阳极氧化处理中化学抛光的时间，使产品不会出现冲孔或流痕，且具有良好的光泽度，能够生产出质量稳定性好，良品率高的铝合金产品。
(2)本发明所述方法不采用化抛添加剂，可以有效降低成本，减少化学对环境的污染。
附图说明
图1为实施例1制得的产品的外观图；
图2为对比例1制得的产品的外观图；
图3为实施例2制得的产品的外观图；
图4为对比例2制得的产品的外观图。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例和对比例中除油剂为威尔特2011，购买于中山市威尔特表面技术有限公司；高温封孔剂DX-500购买于日本奥野公司；防冲孔添加剂，购买于中山市威尔特表面技术有限公司。其余所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
采用本申请提供的铝合金二次阳极氧化处理的方法处理移动电源外壳，具体过程如下：
将移动电源外壳(6063铝合金)装入阳极氧化专用钛合金夹具，将装好产品的夹具挂到阳极氧化上料铜杆上，阳极氧化线按设定好的工艺流程启动，实施一次阳极氧化生产；工艺流程如下：上料，除油，水洗2次，碱蚀，水洗2次，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗2次，中和，水洗2次，氧化，水洗2次，浸酸，水洗2次，封孔，水洗2次，风淋，烘烤，下料。
其中，一次阳极氧化工艺槽设置如下：
除油：温度55℃，除油时间：60秒，除油混合剂组分：180g/L硫酸和40mL/L除油剂；
碱洗：温度60℃，碱洗时间：25秒，碱液组分：65g/L NaOH；
中和：温度60℃，中和时间：60秒，中和液组分：200g/L硝酸；
化抛：温度85℃，化抛时间：80秒，化抛液组分：70％磷酸、40％硫酸；
氧化：温度：21℃，氧化时间：20分钟；电压：12V；氧化液组分：170g/L硫酸、16g/L铝离子；
浸酸：组分为20g/L硝酸；
封孔：温度：65℃，时间：10分钟，封孔液组分：5g/L高温封孔剂DX-500、PH：6；
水洗：全部使用纯水；
烘烤：时间：12min，温度：35℃；
将一次阳极氧化好的料进行外观全检后，根据产品加工要求，进行镭雕加工；然后将产品装入夹具，挂入阳极氧化线上挂铜杆，阳极氧化线按设定好的工艺流程启动，实施二次阳极氧化生产；二次阳极氧化工艺流程如下：上料，除油，水洗，碱蚀，水洗，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗，中和，水洗，氧化，水洗，浸酸，水洗，染色，水洗，封孔，水洗，风淋，烘烤，下料。
其中，二次阳极氧化工艺槽设置如下：
除油：温度55℃，除油时间：60秒，槽液组分：180g/L硫酸和40ml/L除油剂；
碱洗：温度65℃，碱洗时间：25秒，碱液组分：65g/L NaOH；
中和：温度65℃，中和时间：60秒，中和液组分：180g/L硝酸；
化抛：温度85℃、化抛时间：15秒，化抛液组分：磷酸70％、硫酸40％；
氧化：温度：21℃，氧化时间：45分钟，电压：12V，氧化液组分：170g/L硫酸、16g/L铝离子；
浸酸：酸液组分：20g/L硝酸；
染色：温度：35℃，染色时间：240秒，染色剂组分：5g/L染色剂，PH：5.5；
封孔：温度：65℃，封孔时间：18分钟，封孔剂组分：6g/L高温封孔剂DX-500，PH5.5；
水洗：全部使用纯水；
烘烤：时间：12min，温度：35℃；
经过上述工艺制得二次阳极氧化处理的移动电源外壳。
实施例2
实施例2与实例1的区别在于：一次阳极氧化处理中化抛的时间调整为60s，二次阳极氧化处理中化抛的时间为15s。其余工艺同实施例1。
实施例3
将移动电源外壳(6063铝合金)装入阳极氧化专用钛合金夹具，将装好产品的夹具挂到阳极氧化上料铜杆上，阳极氧化线按设定好的工艺流程启动，实施一次阳极氧化生产；工艺流程如下：上料，除油，水洗2次，碱蚀，水洗2次，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗2次，中和，水洗2次，氧化，水洗2次，浸酸，水洗2次，封孔，水洗2次，风淋，烘烤，下料。
其中，一次阳极氧化工艺槽设置如下：
除油：温度55℃，除油时间：60秒，槽液组分：180g/L硫酸和40ml/L除油剂；
碱洗：温度60℃，碱洗时间：25秒，碱液组分：65g/L NaOH；
中和：温度60℃，中和时间：60秒，中和液组分：200g/L硝酸；
化抛：温度90℃，化抛时间：70秒，化抛液组分：60％磷酸、30％硫酸；
氧化：温度：21℃，氧化时间：20分钟；电压：12V；氧化液组分：170g/L硫酸、16g/L铝离子；
浸酸：组分为20g/L硝酸；
封孔：温度：65℃，时间：10分钟，封孔液组分：5g/L高温封孔剂DX-500、PH：6；
水洗：全部使用纯水；
烘烤：时间：12min，温度：35℃；
将一次阳极氧化好的料进行外观全检后，根据产品加工要求，进行镭雕加工；然后将产品装入夹具，挂入阳极氧化线上挂铜杆，阳极氧化线按设定好的工艺流程启动，实施二次阳极氧化生产；二次阳极氧化工艺流程如下：上料，除油，水洗，碱蚀，水洗，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗，中和，水洗，氧化，水洗，浸酸，水洗，染色，水洗，封孔，水洗，风淋，烘烤，下料。
其中，二次阳极氧化工艺槽设置如下：
除油：温度55℃，除油时间：60秒，槽液组分：180g/L硫酸和40ml/L除油剂；
碱洗：温度65℃，碱洗时间：25秒，碱液组分：65g/L NaOH；
中和：温度65℃，中和时间：60秒，中和液组分：180g/L硝酸；
化抛：温度90℃、化抛时间：12秒，化抛液组分：磷酸60％、硫酸40％；
氧化：温度：21℃，氧化时间：45分钟，电压：12V，氧化液组分：170g/L硫酸、16g/L铝离子；
浸酸：酸液组分：20g/L硝酸；
染色：温度：35℃，染色时间：240秒，染色剂组分：5g/L染色剂，PH：5.5；
封孔：温度：65℃，封孔时间：18分钟，封孔剂组分：6g/L高温封孔剂DX-500，PH：5.5；
水洗：全部使用纯水；
烘烤：时间：12min，温度：35℃；
经过上述工艺制得二次阳极氧化处理的移动电源外壳。
对比例1
将移动电源外壳(6063铝合金)装入阳极氧化专用钛合金夹具，将装好产品的夹具挂到阳极氧化上料铜杆上，阳极氧化线按设定好的工艺流程启动，实施一次阳极氧化生产；工艺流程如下：上料，除油，水洗2次，碱蚀，水洗2次，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗2次，中和，水洗2次，氧化，水洗2次，浸酸，水洗2次，封孔，水洗2次，风淋，烘烤，下料。
其中，一次阳极氧化工艺槽设置如下：
除油：温度55℃，除油时间：60秒，槽液组分：180g/L硫酸和40ml/L除油剂；
碱洗：温度60℃，碱洗时间：25秒，碱液组分：65g/L NaOH；
中和：温度60℃，中和时间：60秒，中和液组分：200g/L硝酸；
化抛槽：温度85℃，化抛时间：35秒，化抛液组分：70％磷酸、40％硫酸；
氧化：温度：21℃，氧化时间：20分钟；电压：12V；氧化液组分：170g/L硫酸、16g/L铝离子；
浸酸：组分为20g/L硝酸；
封孔：温度：65℃，时间：10分钟，封孔液组分：5g/L高温封孔剂DX-500、PH：6；
水洗：全部使用纯水；
烘烤：时间：12min，温度：35℃；
将一次阳极氧化好的料进行外观全检后，根据产品加工要求，进行镭雕加工；然后将产品装入夹具，挂入阳极氧化线上挂铜杆，阳极氧化线按设定好的工艺流程启动，实施二次阳极氧化生产；二次阳极氧化工艺流程如下：上料，除油，水洗，碱蚀，水洗，中和，水洗，滴水，化学抛光，水洗，中和，水洗，氧化，水洗，浸酸，水洗，染色，水洗，封孔，水洗，风淋，烘烤，下料。
其中，二次阳极氧化工艺槽设置如下：
除油：温度55℃，除油时间：60秒，槽液组分：180g/L硫酸和40ml/L除油剂；
碱洗：温度65℃，碱洗时间：25秒，碱液组分：65g/L NaOH；
中和：温度65℃，中和时间：60秒，中和液组分：180g/L硝酸；
化抛：温度85℃、化抛时间：120秒，化抛液组分：磷酸70％、硫酸40％；
氧化：温度：21℃，氧化时间：45分钟，电压：12V，氧化液组分：170g/L硫酸、16g/L铝离子；
浸酸：酸液组分：20g/L硝酸；
染色：温度：35℃，染色时间：240秒，染色剂组分：5g/L染色剂，PH：5.5；
封孔：温度：65℃，封孔时间：18分钟，封孔剂组分：6g/L高温封孔剂DX-500，PH：5.5；
水洗：全部使用纯水；
烘烤：时间：12min，温度：35℃；
经过上述工艺制得二次阳极氧化处理的移动电源外壳。
对比例2
生产工艺同对比例1，区别在于对比例2在二次阳极氧化工艺中，向化抛槽另外添加2‰防冲孔添加剂。
对比例3
各工艺槽条件与实施例1相同，一次阳极氧化中化学抛光的时间调整为80s，二次阳极氧化中化学抛光的时间调整为40s。
产品效果测试
对实施例1-3和对比例1-3中二次阳极氧化处理方法制得产品的良品率进行统计，并测试各产品的光泽度(Gs)。其中表1为实施例与对比例的良品率对比表，表2为实施例与对比例的亮度对比表。
表1实施例与对比例的良品率对比表。
Figure GDA0003252384340000091
表2实施例与对比例的亮度对比表
Figure GDA0003252384340000092
由表1可知，实施例1-3通过控制阳极氧化处理过程中化学抛光的时间，在不使用化抛添加剂的情况良品率高达98.33％，远远高于对比例。由表2可知，实施例1制得的产品的光泽度控制7-10Gs，具有良好光泽度。根据产品不同亮度要求，通过控制一次阳极氧化过程，将亮度提升到需要的亮度范围；而通过控制二次阳极氧化过程的时间生产出满足质量要求的产品，当化学抛光时间超过18秒，产品表面将出现冲孔或流痕，良品率大大降低。
对比例1和2的产品因在一次阳极氧化过程，亮度未能提升到需要的亮度范围；通过延长二次阳极氧化过程的时间，使亮度达到需要的范围。此时产品出现流痕，良品率降低至26.39％和35.21％。
对比例3，将实例1中二次阳极氧化中化学抛光的时间调整为40s，产品光泽度能够满足所需要求，但制得的产品出现流痕，良品率降低至52.17％。
图1为实施例1制得的产品的外观图，图2为对比例1制得的产品的外观图；由图1和图2可知，实施例1制得的产品表面无冲孔和流痕，而对比例1制得的产品出现流痕。
图3为实施例2制得的产品的外观图；图4为对比例2制得的产品的外观图；由图3和图4可知，实施例2制得的产品表面无冲孔和流痕，而对比例2制得的产品出现流痕。

Claims (4)

1.一种铝合金二次阳极氧化处理的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：一次阳极氧化处理、二次阳极氧化处理；所述一次阳极氧化处理和所述二次阳极氧化处理的过程均包括：除油，碱蚀，中和，化学抛光，氧化，浸酸和封孔；
所述一次阳极氧化处理的化学抛光的时间为50-100s；
所述一次阳极氧化处理中氧化的时间为15-35min；
所述二次阳极氧化处理的化学抛光的时间为8-18s；
所述二次阳极氧化处理中氧化的时间为35-55min；
所述化学抛光步骤使用化学抛光液，按质量分数计，所述化学抛光液包括50％-70％磷酸、30％-50％硫酸。
2.根据权利要求1所述的铝合金二次阳极氧化处理的方法，其特征在于，所述氧化过程使用氧化液，所述氧化液主要由硫酸和铝离子溶液组成。
3.根据权利要求2所述的铝合金二次阳极氧化处理的方法，其特征在于，所述氧化液中硫酸的浓度为150-190g/L，铝离子的浓度为0-20g/L。
4.根据权利要求1所述的铝合金二次阳极氧化处理的方法，其特征在于，所述除油过程使用除油混合剂，所述除油混合剂包括硫酸和除油剂；所述除油混合剂中硫酸的浓度为80-220g/L，除油剂的浓度为25-55ml/L。
CN202011352188.8A 2020-11-27 2020-11-27 一种铝合金二次阳极氧化处理的方法 Active CN112410845B (zh)

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