CN113622005A - 一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法，属于铝合金表面处理技术领域。本发明公开了一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法，包括对铝合金制品进行超声波清洗、电化学抛光、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、电泳和固化；其中电化学扩孔为直流‑交流‑直流电化学扩孔，电解着色为直流‑交流着色。电化学扩孔过程中先通第一次直流电，再通交流电，然后通第二次直流电，且第一次通直流电的电压与第二次通直流电的电压不同，第一次通直流电的时间与第二次通直流电的时间不同。

Description

一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法

技术领域

本发明属于铝合金表面处理技术领域，涉及一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法。

背景技术

由于材料的特性、成本以及可回收性，铝合金是适用于汽车车身理想的轻量化材料之一。随着铝合金材料的应用和发展，表面处理技术也迅速发展起来。主要的铝合金表面处理技术主要包括：阳极氧化处理、微弧氧化、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，因此占有非常重要的地位。铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中适用性最广泛的处理方法之一，利用阳极氧化的方法在铝件表面形成致密的氧化膜，从而显著的提高铝合金的耐蚀性、硬度、耐磨性以及装饰性。

尽管现在的铝合金着色已开发出化学着色、一次电解着色、二次电解着色、三次电解着色等工艺，但铝合金多彩技术的长久耐蚀性以及抗光老化性仍然是目前面临的较为棘手的问题。尤其应用于汽车零部件领域的汽车饰件的多彩耐久性。因此，迫切需要开发一种使铝合金表面的多彩着色层具有高耐蚀性、高耐久性、耐光老化的工艺。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法，包括对铝合金制品进行超声波清洗、电化学抛光、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、电泳和固化。

作为优选，所述的电化学扩孔为直流-交流-直流电化学扩孔，电解着色为直流-交流着色。

电化学扩孔、电解着色过程是本发明的关键工艺步骤，电化学扩孔先通直流电再通交流电然后通直流电，电解着色先通直流电再通交流电。电化学扩孔中第一次通的直流电、第二次通的直流电、交流电的电压与通电的时间并不完全相同；电解着色中直流电、交流电的电压与通电的时间也并不完全相同；并且电解着色的电压高于电化学扩孔。此外，设定不同电压、时间的电化学扩孔过程与相同电压、时间的电解着色过程结合，可以使材料表面呈现出不同的色彩。

作为优选，电化学扩孔过程温度为10-25℃，总时间为3-13min。

进一步优选，电化学扩孔过程在硫酸溶液中进行。

作为优选，直流电、交流电的电压有效值均为2-6V。

进一步优选，所述的第一次通直流电的电压与第二次通直流电的电压不同。

作为优选，所述的通直流电的时间为1-4min，通交流电的时间为1-5min。

进一步优选，所述的第一次通直流电的时间与第二次通直流电的时间不同。

更进一步优选，所述的通直流电的时间与通交流电的时间不同。

作为优选，电解着色过程先通直流电再通交流电，电压为10-20V，温度为16-20℃，总时间为5-10min。

进一步优选，电解着色过程直流电、交流电的电压有效值均为10-20V。

更进一步优选，电解着色过程在含有金属盐的溶液中进行，金属盐包括：硫酸亚锡、硫酸镁、硫酸镍、硫酸锌中的一种或多种。

电解着色是影响产品颜色的重要一步，不同工艺参数下获得的产品呈现出来的效果不同。电解着色温度过高，着色均匀性变差；电压过大会导致着色速度降低，甚至造成膜脱落；时间过长会导致表面呈灰暗色。

作为优选，所述的超声波清洗的溶液为弱碱性去油去灰药剂，浓度为40～60g/L，时间为8-20min，超声频率为30-50KHz。

针对不同的外观要求，选择是否进行刻蚀步骤。若不进行刻蚀，材料表面呈现光泽感；若进行刻蚀，则材料表面呈现砂感。

作为优选，电化学抛光在磷酸浓度为700-900g/L的，硫酸浓度为300-500g/L的硫酸/磷酸的双酸溶液中进行，电压25-35V，温度为50-80℃，时间为15-25min。

在上述条件下进行电化学抛光使铝件表面平整。时间过长会导致表面呈灰暗色；时间过短会导致出现斑点。温度过高会导致材料腐蚀；温度过低会导致材料表面出现阴影。

作为优选，阳极氧化在装有酸性溶液的氧化槽中进行，温度为16-20℃，电压为15-20V，时间为20-30min。

阳极氧化过程在直流电的条件下进行，铝件表面形成氧化膜。控制阳极氧化过程的工艺参数，使生成的氧化膜需要满足具有弹性、多孔、抗腐蚀性、耐磨性等特点，便于后续过程的推进。

作为优选，电泳过程电泳电压为80-120V，温度为15-25℃，时间为1-4min。

进一步优选，电泳槽内的溶液中的固体成分包括电泳精制树脂，电导率为600-800μs/cm，PH值为7.9-8.6。

更进一步优选，所述的电泳精制树脂包括丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂中的一种或两种。

电泳过程需要控制温度、时间、电压、PH值和电导率的参数条件，使封闭过程有效，保证色泽的稳定。电泳时间过短会导致漆膜太薄，甚至成膜不好；电泳时间过长会导致膜厚不均。电泳电压过高会导致漆膜缺陷、粗糙，甚至击穿；电泳电压过低会导致漆膜变薄，降低泳透率。电泳温度过高会导致漆膜粗糙、起皱，泳透率和附着力变差；电泳温度过低会导致漆膜不匀。电泳槽液PH值和电导率过高会导致漆膜发粗、结块；电泳槽液PH值过低会导致上不了漆膜。

作为优选，所述的固化过程包括将铝件在160-200℃下保温30-60min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过直流-交流-直流交替的工艺进行电化学扩孔再进行电解着色，实现了铝件表面色彩的多样性和稳定性。

2、与传统电解着色技术相较，本发明通过直流-交流-直流扩孔、电泳封闭处理后的铝合金件可有效保持金属盐稳定性，并提高铝合金件的耐光老化性能，极大程度降低了产品涂层剥落及褪色的概率，从而确保了铝合金件的使用时的性能。

3、本发明提供的铝合金多彩着色表面的处理工艺，制备方法简单、操作方便、环保无污染、产品效果好，易于产业化，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。如无特殊说明，本发明下述实施例中采用原料均为常规原料，使用方法均为常规方法。

处理得到的铝件按照以下方法进行测试：将样品悬挂在光老化试验箱中，模拟日光照射、高温、露水等自然条件，加速老化，观察样品表面。

实施例1

将铝件放入超声清洗机，在脱脂剂的作用下超声清洗9min除去表面油脂、灰尘等附着物。在双酸体系下进行电化学抛光，设置电压为25V，时间为17min。电化学抛光完成后进行氧化处理，调节氧化槽温度为16℃，通电时间为20min，通电电压为15V。将氧化后的铝件在硫酸中进行电化学扩孔处理，先通3V的直流电压2min，再通入4V的交流电压3min，然后通5V的直流电压2.5min。将扩孔后的铝件在含有硫酸亚锡的电解液中进行电解着色处理，在18℃时先通入15V的直流电，再通入18V的交流电，着色时间为8min。接着进行电泳处理，电泳电压为80V，温度为15℃，时间为2min；并保持170℃固化40min。

实施例2

与实施例1相比，区别在于电化学抛光设置电压为30V，时间为25min。

实施例3

与实施例1相比，区别在于阳极氧化时，调节氧化槽温度为18℃，通电时间为30min，通电电压为18V。

实施例4

与实施例1相比，区别在于电化学扩孔时先通5V的直流电压，再通入3V的交流电压，然后通3V的直流电压。

实施例5

与实施例1相比，区别在于电化学扩孔时先通4V的直流电压，再通入6V的交流电压，然后通5V的直流电压。

实施例6

与实施例1相比，区别在于电解着色温度为20℃，时间为7min。

实施例7

与实施例1相比，区别在于电泳电压为80V，温度为20℃，时间为3min。

实施例8

与实施例1相比，区别在于固化温度为190℃，时间为60min。

对比例1

与实施例1相比，区别在于扩孔处理时，通3V的直流电压3min。

对比例2

与实施例1相比，区别在于扩孔处理时，通4V的交流电压3min。

对比例3

与实施例1相比，区别在于不进行超声清洗。

对比例4

与实施例1相比，区别在于电化学抛光电压为30V，时间为40min。

对比例5

与实施例1相比，区别在于电解着色电压为8V，时间为15min。

对比例6

与实施例1相比，区别在于电泳电压为120V，温度为5℃，时间为3min。

测试结果如表1所示：

表1.样品经光老化试验后的测试结果

	漆膜厚度及光泽度	漆膜脱落情况
			实施例1	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
实施例2	漆膜均匀、保持光泽	漆膜有小部分脱落起泡
			实施例3	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
实施例4	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
			实施例5	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
实施例6	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
			实施例7	漆膜均匀、颜色光泽稍暗	漆膜无脱落起泡现象
实施例8	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
			对比例1	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
对比例2	漆膜均匀、保持光泽	漆膜无脱落起泡现象
			对比例3	漆膜均匀、表面有斑点	漆膜部分脱落
对比例4	漆膜均匀、表面颜色偏灰、光泽稍暗	漆膜无脱落现象
			对比例5	漆膜均匀、表面颜色偏黄、光泽稍暗	漆膜无脱落现象
对比例6	漆膜不匀、表面颜色及光泽不均	漆膜部分脱落

测试结果显示：实施例1-8中样品漆膜均匀、几乎不变色、具有光泽、无明显脱落起泡现象；对比例中由于工艺的不完善导致漆膜的厚度、颜色、光泽、耐光老化性均有所欠缺。并且实施例1、4、5在同一溶液中进行相同的电解着色工艺后能呈现出不同的表面色彩。

综上所述，通过本发明的超声波清洗、电化学抛光、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、电泳和固化工艺制得的汽车多彩着色的外饰件有良好的耐光老化性能。

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。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 (9)

1.一种提高汽车多彩着色外饰件耐光老化性的方法，其特征在于，所述制备方法包括对铝合金制品进行超声波清洗、电化学抛光、阳极氧化、电化学扩孔、电解着色、电泳和固化；所述的电化学扩孔为直流-交流-直流电化学扩孔，电解着色为直流-交流着色。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学扩孔的温度为10-20℃，总时间为3-13min。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，电化学扩孔过程中先第一次通直流电，再通交流电，然后第二次通直流电，直流电、交流电的电压有效值为2-6V。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的第一次通直流电的电压与第二次通直流电的电压不同。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通直流电的时间为1-4min，通交流电的时间为1-5min，第一次通直流电的时间与第二次通直流电的时间不同。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解着色的温度为16-20℃，总时间为5-10min。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，电解着色先通直流电再通交流电，电压有效值均为10-20V。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学抛光过程电压25-35V，温度为50-80℃，时间为15-25min。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电泳过程电泳电压为80-120V，温度为15-25℃，时间为1-4min。