CN114686950A - 一种铝材表面氧化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝材表面氧化处理方法，包括以下步骤：S1.预处理：对选取的铝材表面进行除毛刺、除油脂及清洗烘干处理，使得铝材表面为光滑的平面；S2.氧化处理：将上一步清洗好的铝材作为阳极、石墨作为阴极插接在氧化设备内部，使得石墨、铝材完全浸入氧化炉内部电解液中，随后在封闭氧化炉，而后将石墨、铝材通过导线分别连接电源，之后待一切准备好后启动电源。本发明有益效果在使用该氧化炉氧化时，可以通过温度检测装置了解电解液的温度，而后在通过盘管中循环流到的水降低电解液的温度，从而对作为阳极的铝材进行降温处理，避免铝材氧化时产生粉霜现象。
Description
技术领域
本发明涉及铝材表面氧化处理技术领域，具体涉及一种铝材表面氧化处理方法。
背景技术
铝或铝合金阳极氧化是指将铝或铝合金浸入合适的电解液中作为阳极进行通电处理，在铝或铝合金的表面生成一层氧化膜(Al2O层)的过程。这层氧化膜的存在能够提高铝合金的耐腐蚀性能，同时，借助于氧化膜的特殊结构，加上后期的处理工艺，比如阳极氧化膜也可以配合表面涂漆等进一步处理使得基体在较为苛刻的环境中达到更好的保护作用，或通过染色对铝及铝合金制件进行装饰，使膜层具备了装饰性以及其他防护性能。常用的阳极氧化工艺有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化等。
如授权公告号为CN111172575B，授权公告日为20210226的一种经过阳极氧化处理的铝材，通过γ-氯丙基三甲基硅烷对多孔层和屏蔽的层选择性吸附反应，以及后续碱性腐蚀反应能够有效的腐蚀位于阳极氧化膜孔道底部的屏蔽层，有效提高阳极氧化铝材的导电性。
上述以及在现有技术中的铝材氧化方法在氧化时因铝材通电会产生较高的温度，使得铝材氧化时易出现粉霜现象，影响铝材氧化的质量，同时，现有铝材预处理时对铝材处理效果不好，导致铝材表面有较小的毛刺没有去除，影响铝材的后续氧化处理，因此，亟需研发一种铝材表面氧化处理方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝材表面氧化处理方法，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝材表面氧化处理方法，包括以下步骤：
S1.预处理：对选取的铝材表面进行除毛刺、除油脂及清洗烘干处理，使得铝材表面为光滑的平面；
S2.氧化处理：将上一步清洗好的铝材作为阳极、石墨作为阴极插接在氧化设备内部，使得石墨、铝材完全浸入氧化炉内部电解液中，随后在封闭氧化炉，而后将石墨、铝材通过导线分别连接电源，之后待一切准备好后启动电源，使得石墨、铝材通电，从而进行阳极氧化处理，待得一段时间后将铝材取出放入微弧氧化设备内部，进行二次氧化处理，且氧化时加入一定量的氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉；
S3.清洗烘干：将上一步氧化处理好的铝材取出放入清洗池内部，而后进行清洗处理，之后在将清洗好的铝材放入烘干设备进行烘干处理，随后在烘干结束后用绒布擦拭掉铝材表面的水痕；
S4.性能检测：待上一步结束后，对得到的氧化铝材表面进行检测，检测铝材表面是否有破损等，之后再对铝材进行性能测试，从而确定铝材的性能。
作为本发明优选的实施例，所述S1中预处理顺序为机械抛光、电解抛光、碱洗、酸洗、水洗、烘干，且电解抛光时先将铝材放置在导电装置上，而后再将导线与铝材相连接，随后在接通电源后，而后再利用喷洒装置将药剂喷涂到铝材的毛刺面上，从而对铝材不易打磨处去毛刺。
作为本发明优选的实施例，所述电解抛光中药剂分为5％-10％的碳酸钠与90％-95％的水，且喷射时间为5s-10s。
作为本发明优选的实施例，所述S2中氧化炉底部内壁上设置有盘管，且盘管两端分别与水池、水泵连接在一起。
作为本发明优选的实施例，所述S2中氧化炉上安装有真空泵，且在封闭氧化炉后真空泵会启动对氧化炉内部进行抽真空处理。
作为本发明优选的实施例，所述S2中阳极氧化处理中电解为硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸中的一种，且电解时电解液温度为30-55℃，电流密度为1.0-5.0A/dm，脉冲电压为150-350V，脉冲频率为300-500Hz，时间为8-15min。
作为本发明优选的实施例，所述S2中微弧氧化处理中脉冲电压为450-700V，微弧氧化时间10-30分钟，氧化液PH为8-13。
作为本发明优选的实施例，所述S2氧化内部安装氢离子测试装置与温度检测装置，且用于检测电解液浓度与温度。
作为本发明优选的实施例，所述S3中清洗时采用乙醇浸泡清洗，且烘干时采用真空干燥的方式，使得整个过程严格避免阳极氧化后的铝材接触空气或水，避免发生封孔。
作为本发明优选的实施例，所述S4中铝材上的氧化膜厚度为0.5-1μm，且性能测试方式为耐蚀性测试。
在上述技术方案中，本发明提供的一种铝材表面氧化处理方法，(1)通过设置的氧化炉，在使用该氧化炉氧化时，可以通过温度检测装置了解电解液的温度，而后在通过盘管中循环流到的水降低电解液的温度，从而对作为阳极的铝材进行降温处理，避免铝材氧化时产生粉霜现象；(2)通过设置的电解抛光处理，可以通过电解的方式，使得电解液腐蚀掉铝材上不易清除的毛刺、褶皱，而且去毛刺时间短，可以提高去毛刺的效率；(3)通过设置的氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉，氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉可以在微弧氧化时有效的对铝材上的氧化膜孔隙进行填补，使其致密化，能够降低铝材上的氧化膜裂纹源的产生，促使氧化膜更加致密，并且形成的复合氧化膜的耐高温性能得到极大的提高，具有优异的耐热震性能，使得铝材的使用寿命应用范围都得到了极大的扩展。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种铝材表面氧化处理方法实施例提供的方法流程图。
图2为本发明一种铝材表面氧化处理方法实施例提供的预处理流程图。
图3为本发明一种铝材表面氧化处理方法实施例提供的氧化处理流程图。
图4为本发明一种铝材表面氧化处理方法实施例提供的电解抛光流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-4所示，本发明实施例提供的一种铝材表面氧化处理方法，1、包括以下步骤：
S1.预处理：对选取的铝材表面进行除毛刺、除油脂及清洗烘干处理，使得铝材表面为光滑的平面；
S2.氧化处理：将上一步清洗好的铝材作为阳极、石墨作为阴极插接在氧化设备内部，使得石墨、铝材完全浸入氧化炉内部电解液中，随后在封闭氧化炉，而后将石墨、铝材通过导线分别连接电源，之后待一切准备好后启动电源，使得石墨、铝材通电，从而进行阳极氧化处理，待得一段时间后将铝材取出放入微弧氧化设备内部，进行二次氧化处理，且氧化时加入一定量的氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉；
S3.清洗烘干：将上一步氧化处理好的铝材取出放入清洗池内部，而后进行清洗处理，之后在将清洗好的铝材放入烘干设备进行烘干处理，随后在烘干结束后用绒布擦拭掉铝材表面的水痕；
S4.性能检测：待上一步结束后，对得到的氧化铝材表面进行检测，检测铝材表面是否有破损等，之后再对铝材进行性能测试，从而确定铝材的性能。
具体的，本实施例中，包括以下步骤：
S1.预处理：对选取的铝材表面进行为机械抛光、电解抛光、碱洗、酸洗、水洗、烘干处理，而且电解抛光时先将铝材放置在导电装置上，而后再将导线与铝材相连接，随后在接通电源后，而后再利用喷洒装置将5％的碳酸钠与95％的水构成的药剂喷涂到铝材的毛刺面上，从而对铝材不易打磨处去毛刺，使得铝材表面为光滑的平面；
S2.氧化处理：将上一步清洗好的铝材作为阳极、石墨作为阴极插接在氧化设备内部，使得石墨、铝材完全浸入氧化炉内部电解液中，随后在封闭氧化炉，而后将石墨、铝材通过导线分别连接电源，之后待一切准备好后启动电源，使得石墨、铝材通电，从而进行阳极氧化处理，并且此时可以通过温度检测装置的检测，将氧化炉底部的盘管通水，从而降低电解液的温度，降低作为阳极的铝材的温度，避免氧化时出现粉霜，同时可以通过氢离子浓度检测装置检测电解液的酸性，以便于及时加入酸液，使得电解液一直处于合适的酸性浓度中，提高氧化的效果，而且氧化时，电解液温度为50℃，电流密度为3A/dm，脉冲电压为250V，脉冲频率为400Hz，时间为10min，待得一段时间后将铝材取出放入微弧氧化设备内部，进行二次氧化处理，微弧氧化处理中脉冲电压为600V，微弧氧化时间25分钟，氧化液PH为8，且氧化时加入一定量的氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉，用于避免铝材的氧化膜出现裂纹；
S3.清洗烘干：将上一步氧化处理好的铝材取出放入清洗池内部，且清洗时采用乙醇浸泡清洗，之后在将清洗好的铝材放入真空干燥设备进行烘干处理，随后在烘干结束后用绒布擦拭掉铝材表面的水痕；
S4.性能检测：待上一步结束后，对得到的氧化铝材表面进行检测，检测铝材表面是否有破损等，且铝材上的氧化膜厚度为0.7μm，之后再对铝材进行耐蚀性性能测试，从而确定铝材的性能。
本发明提供的一种铝材表面氧化处理方法，在使用该氧化炉氧化时，可以通过温度检测装置了解电解液的温度，而后在通过盘管中循环流到的水降低电解液的温度，从而对作为阳极的铝材进行降温处理，避免铝材氧化时产生粉霜现象。
本发明提供的另一个实施例中，S1中预处理顺序为机械抛光、电解抛光、碱洗、酸洗、水洗、烘干，且电解抛光时先将铝材放置在导电装置上，而后再将导线与铝材相连接，随后在接通电源后，而后再利用喷洒装置将药剂喷涂到铝材的毛刺面上，从而对铝材不易打磨处去毛刺。
本发明提供的另一个实施例中，电解抛光中药剂分为5％-10％的碳酸钠与90％-95％的水，且喷射时间为5s-10s。
本发明提供的另一个实施例中，S2中氧化炉底部内壁上设置有盘管，且盘管两端分别与水池、水泵连接在一起。
本发明提供的另一个实施例中，S2中氧化炉上安装有真空泵，且在封闭氧化炉后真空泵会启动对氧化炉内部进行抽真空处理。
本发明提供的另一个实施例中，S2中阳极氧化处理中电解为硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸中的一种，且电解时电解液温度为50℃，电流密度为3.0A/dm，脉冲电压为250V，脉冲频率为400Hz，时间为10min。
本发明提供的另一个实施例中，S2中微弧氧化处理中脉冲电压为600V，微弧氧化时间25分钟，氧化液PH为8。
本发明提供的另一个实施例中，S2氧化内部安装氢离子测试装置与温度检测装置，且用于检测电解液浓度与温度。
本发明提供的另一个实施例中，S3中清洗时采用乙醇浸泡清洗，且烘干时采用真空干燥的方式，使得整个过程严格避免阳极氧化后的铝材接触空气或水，避免发生封孔。
本发明提供的另一个实施例中，S4中铝材上的氧化膜厚度为0.7μm，且性能测试方式为耐蚀性测试。
工作原理：S1.预处理：对选取的铝材表面进行为机械抛光、电解抛光、碱洗、酸洗、水洗、烘干处理，而且电解抛光时先将铝材放置在导电装置上，而后再将导线与铝材相连接，随后在接通电源后，而后再利用喷洒装置将5％的碳酸钠与95％的水构成的药剂喷涂到铝材的毛刺面上，从而对铝材不易打磨处去毛刺，使得铝材表面为光滑的平面；S2.氧化处理：将上一步清洗好的铝材作为阳极、石墨作为阴极插接在氧化设备内部，使得石墨、铝材完全浸入氧化炉内部电解液中，随后在封闭氧化炉，而后将石墨、铝材通过导线分别连接电源，之后待一切准备好后启动电源，使得石墨、铝材通电，从而进行阳极氧化处理，并且此时可以通过温度检测装置的检测，将氧化炉底部的盘管通水，从而降低电解液的温度，降低作为阳极的铝材的温度，避免氧化时出现粉霜，同时可以通过氢离子浓度检测装置检测电解液的酸性，以便于及时加入酸液，使得电解液一直处于合适的酸性浓度中，提高氧化的效果，而且氧化时，电解液温度为50℃，电流密度为3A/dm，脉冲电压为250V，脉冲频率为400Hz，时间为10min，待得一段时间后将铝材取出放入微弧氧化设备内部，进行二次氧化处理，微弧氧化处理中脉冲电压为600V，微弧氧化时间25分钟，氧化液PH为8，且氧化时加入一定量的氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉，用于避免铝材的氧化膜出现裂纹；S3.清洗烘干：将上一步氧化处理好的铝材取出放入清洗池内部，且清洗时采用乙醇浸泡清洗，之后在将清洗好的铝材放入真空干燥设备进行烘干处理，随后在烘干结束后用绒布擦拭掉铝材表面的水痕；S4.性能检测：待上一步结束后，对得到的氧化铝材表面进行检测，检测铝材表面是否有破损等，且铝材上的氧化膜厚度为0.7μm，之后再对铝材进行耐蚀性性能测试，从而确定铝材的性能。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预处理：对选取的铝材表面进行除毛刺、除油脂及清洗烘干处理，使得铝材表面为光滑的平面；
S2.氧化处理：将上一步清洗好的铝材作为阳极、石墨作为阴极插接在氧化设备内部，使得石墨、铝材完全浸入氧化炉内部电解液中，随后在封闭氧化炉，而后将石墨、铝材通过导线分别连接电源，之后待一切准备好后启动电源，使得石墨、铝材通电，从而进行阳极氧化处理，待得一段时间后将铝材取出放入微弧氧化设备内部，进行二次氧化处理，且氧化时加入一定量的氯化铈-聚羟基铝复合修饰纳米沸石粉；
S3.清洗烘干：将上一步氧化处理好的铝材取出放入清洗池内部，而后进行清洗处理，之后在将清洗好的铝材放入烘干设备进行烘干处理，随后在烘干结束后用绒布擦拭掉铝材表面的水痕；
S4.性能检测：待上一步结束后，对得到的氧化铝材表面进行检测，检测铝材表面是否有破损等，之后再对铝材进行性能测试，从而确定铝材的性能。
2.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S1中预处理顺序为机械抛光、电解抛光、碱洗、酸洗、水洗、烘干，且电解抛光时先将铝材放置在导电装置上，而后再将导线与铝材相连接，随后在接通电源后，而后再利用喷洒装置将药剂喷涂到铝材的毛刺面上，从而对铝材不易打磨处去毛刺。
3.根据权利要求2所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述电解抛光中药剂分为5％-10％的碳酸钠与90％-95％的水，且喷射时间为5s-10s。
4.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S2中氧化炉底部内壁上设置有盘管，且盘管两端分别与水池、水泵连接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S2中氧化炉上安装有真空泵，且在封闭氧化炉后真空泵会启动对氧化炉内部进行抽真空处理。
6.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S2中阳极氧化处理中电解为硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸中的一种，且电解时电解液温度为30-55℃，电流密度为1.0-5.0A/dm，脉冲电压为150-350V，脉冲频率为300-500Hz，时间为8-15min。
7.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S2中微弧氧化处理中脉冲电压为450-700V，微弧氧化时间10-30分钟，氧化液PH为8-13。
8.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S2氧化内部安装氢离子测试装置与温度检测装置，且用于检测电解液浓度与温度。
9.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S3中清洗时采用乙醇浸泡清洗，且烘干时采用真空干燥的方式，使得整个过程严格避免阳极氧化后的铝材接触空气或水，避免发生封孔。
10.根据权利要求1所述的一种铝材表面氧化处理方法，其特征在于，所述S4中铝材上的氧化膜厚度为0.5-1μm，且性能测试方式为耐蚀性测试。
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