CN1745200A - 在铝或铝合金表面形成阳极氧化层的方法 - Google Patents

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CN1745200A
CN1745200A CNA2004800033090A CN200480003309A CN1745200A CN 1745200 A CN1745200 A CN 1745200A CN A2004800033090 A CNA2004800033090 A CN A2004800033090A CN 200480003309 A CN200480003309 A CN 200480003309A CN 1745200 A CN1745200 A CN 1745200A
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三谷佳之
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NIHON ALUMINA KAKOU KABUSHIKI
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Zhuo Tong Hirohata Beginning
NIHON ALUMINA KAKOU KABUSHIKI
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Abstract

本发明提供一种表面处理方法，其能对在任何铝材料表面上的300～5 00μm厚的层进行机加工，该层具有高硬度、优良的耐热性和抗菌作用。该方法特征在于，进行阳极氧化处理使用的浴液包括含有250gr/l～350gr/l硫酸和15gr/l～25gr/l硫酸镍的水溶液，处理条件如下：(a)浴液温度：－10℃～+25℃；(b)电压：DC100V～200V；以及(c)电流密度：0.5A/dm2～20A/dm2。在上述浴液中还可以进一步加入280gr/l～320gr/l的低聚合丙烯酸树脂组合物。

Description

在铝或铝合金表面形成阳极氧化层的方法
技术领域
本发明涉及一种在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法的改进。
背景技术
在电解溶液如硝酸、硫酸或铬酸的水溶液中，对铝或其合金进行阳极化处理以形成耐蚀氧化层，从而主要提高其耐蚀性，这种方法被称为阳极氧化铝加工法。经过阳极氧化铝加工的制品广泛地应用于多种领域，主要集中于日用品如平锅和茶壶。
但是，由于氧化铝层的上层通常多孔，耐蚀性不足，耐磨性和着色难易度也不令人满意。为了解决这些问题，在下述文献中提出了一种形成氧化铝层和丙烯酸树脂组合物的复合层的技术，一种在短时间内形成致密复合层、而无需考虑待处理制品的形状等因素的技术，以及一种提高着色性能的技术：
专利文献1：JP-B No.01-019479；
专利文献2：JP-A No.02-097698；以及
专利文献3：JP-B No.05-014033。
然而，这些表面处理方法中的任一种以及其它已知的阳极氧化铝加工方法中都存在一个问题，即，尽管阳极氧化层易于在Al-Mn合金上形成，但却不可能对硬铝或压铸合金实施该处理，也难以对其它铝合金进行该处理。
用常规方法形成的层有局限性：厚度较小，为约30～约50μm，硬度低等，因而限制了其应用。
为解决这些问题而完成了本发明，本发明的一个目的是提供一种铝或铝合金表面的处理方法，该方法能处理多种类型的铝合金，该铝合金不仅包括铝本身，还包括硬铝和压铸合金，该方法能获得300～500μm的厚层，并具有一系列优点使得形成的层具有高的表面硬度、优良的耐热性以及抗菌作用等，能制成多种类型的、比常规铝材料用途更为广泛的铝材料。
本发明的上述目的可以通过使用浴液进行阳极氧化处理实现，该浴液包括含有250gr/l～350gr/l硫酸和15gr/l～25gr/l硫酸镍的水溶液，处理条件如下：
(a)浴液温度：-10℃～+25℃；
(b)电压：DC100V～200V；以及
(c)电流密度：0.5A/dm2～20A/dm2。
为了便于说明，将本发明的上述处理称为“处理(1)”，由其制备的产品称为“产品(1)”。
本发明的目的可以通过使用下述浴液而更有利地实现，其中在处理(1)所使用的浴液中进一步加入280gr/l～320gr/l的低聚合丙烯酸树脂组合物。
为了便于说明，将本发明的上述处理称为“处理(2)”，由其制备的产品称为“产品(2)”。
在处理(2)中，为了避免所谓的“过烧”(日语中称为YAKE)，推荐使用进一步加入了5gr/l～15gr/l酒石酸的浴液。
将本发明所述方法应用于铝合金，所述铝合金选自难以用常规表面处理方法处理的硬铝、压铸铝合金以及不含Mn的铝合金，希望使用上述任一浴液进行阳极氧化处理，处理条件如下：
(d)浴液温度：-10℃～-5℃；
(e)电压：DC130V～170V；以及
(f)电流密度：8A/dm2～12A/dm2。
在含Mn铝合金表面进行阳极氧化处理时，希望采用上述任一浴液，处理条件如下：
(g)浴液温度：+15℃～+18℃；
(h)电压：DC130V～170V；以及
(i)电流密度：8A/dm2～12A/dm2。
本发明进一步希望，使用上述多种处理方法中的任一种在铝或铝合金表面形成阳极氧化层之后，建议通过实施下述处理在阳极氧化层中浸透银：使用的浴液包括进一步含有10gr/l～30gr/l硫酸银或硝酸银、15gr/l～20gr/l硼酸和1gr/l～2gr/l硫酸镍的水溶液，处理条件如下：
(j)浴液温度：+10℃～+20℃；
(k)电压：AC10V～15V；
(l)电流密度：1A/dm2～2A/dm2；以及
(m)通电时间：2分钟～3分钟。
为了便于说明，将本发明的上述处理称为“处理(3)”，由其制造的产品称为“产品(3)”。
本发明的上述目的可以利用在铝或铝合金表面形成阳极氧化层的方法而实现，其特征在于，通过上述多种处理方法中的任一种在铝或铝合金表面形成300μm～600μm厚的阳极氧化层，在该层上实施上述银浸透后，进行抛光使表层厚度减薄50μm～100μm，从而获得超硬平面。
附图说明
图1示意图示出了实施本发明所述在铝或铝合金表面形成阳极氧化层的方法所用装置的一个实施方案；以及
图2是进行了处理(2)的铝或铝合金的层部分的放大截面图。
最佳实施方案
下文中结合附图对本发明进行详细描述。
图1中，附图标记1表示电解槽；附图标记2表示AC电源；附图标记3表示要用本发明所述方法处理的铝或铝合金部件；附图标记4表示永久电极(non-consumable electrode)，如碳或石墨；附图标记5表示包括预定电解溶液的浴液。
使用如图1所示装置，处理(1)实施阳极氧化处理，采用含有250gr/l～350gr/l硫酸、15gr/l～25gr/l硫酸镍的水溶液作为浴液，处理条件如下：
(a)浴液温度：-10℃～+25℃；
(b)电压：DC100V～200V；以及
(c)电流密度：0.5A/dm2～20A/dm2。
如上所述，本发明所述阳极氧化处理是在高硫酸离子浓度、低温、高电流密度的处理条件下进行，这完全不同于常规方法。
如果上述处理条件的每一项数值都低于其下限，处理效率会恶化，而每一项数值都高于其上限时，层的硬度降低，无法制成理想层；从而存在问题。
为提高待形成层的硬度，加入硫酸镍。
至于通过本发明所述处理方法要在其上形成阳极氧化层的铝或铝合金原料，如表1所示。
                         表1
  纯铝   高纯度铝   99.9％或以上   类型
  工业纯铝   99.7％   A1070
  99.5％   A1050
  99.0％   A1100
  铝合金   Al-Cu型(含有3.5～6.8％Cu)   A2000
  Al-Mn型(含有1.0～1.5％Mn)   A3000
  Al-Si型(含有高含量的Si)   A4000
  Al-Mg型(含有0.5～5.0％Mg)   A5000
  Al-Mg-Si型(含有约1.0％Mg和Si)   A6000
  Al-Zn型(含有5.0～6.0％Zn)   A7000
而且，将本发明所述方法应用于难以用常规方法处理的难加工铝合金，如硬铝、压铸铝合金、或不合Mn的铝合金、或任意其它铝合金，采用上述任一浴液和下述条件可以获得理想的阳极氧化层：
(d)浴液温度：-10℃～-5℃；
(e)电压：DC130V～170V；以及
(f)电流密度：8A/dm2～12A/dm2。
另一方面，在含Mn铝合金的表面进行阳极氧化处理，采用下述条件可以获得理想的阳极氧化层：
(g)浴液温度：+15℃～+18℃；
(h)电压：DC130V～170V；以及
(i)电流密度：8A/dm2～12A/dm2。
上述本发明方法与常规方法相比，本发明具有下述优点。
(1)常规方法虽然可以容易地在Al-Mn型合金形成阳极氧化层，但不可能处理硬铝和压铸铝合金，并难以处理其它合金。
另一方面，根据本发明所述方法可以处理硬铝、压铸合金和所有其它类型铝合金。
(2)使用常规方法形成的层厚度约30～约50μm，最大约100μm。另一方面，本发明所述方法可以容易地形成厚度高达300～500μm的层。
(3)至于常规方法形成的层，虽然其表层坚硬(维氏硬度400或以下)，但其内部多孔、硬度较低。
另一方面，至于本发明所述方法形成的层，其表层坚硬，维氏硬度为约450～约500。特别是下层比表面更为致密和坚硬。从表面去除50～150μm厚度时，维氏硬度为800～1000。
(4)至于本发明所述方法形成的层，其导热率高，可以比得上铜。
(5)至于本发明所述方法形成的层，其表面耐热渗透性低。
因而，在具有用本发明所述方法形成的层的铝或其合金材料制成的托盘上放置冰，冰融化的速度是放置在未经处理的托盘中的两倍。因此，该托盘可以有利地用作例如冷冻食品解冻托盘。而且，根据本发明所述方法对用于加热爆米花的铝制容器进行处理，从开始加热到玉米花爆裂的时间间隔从通常的6分钟减少至3分钟。
(6)至于本发明所述方法形成的层，其耐热温度高达约800℃。
(7)本发明所述方法形成的层具有抗菌作用。
因此，具有用本发明所述方法形成的阳极氧化层的铝材料或铝合金材料可以有利地应用于广泛的领域，例如制冰或解冻托盘、饭锅、平锅、锅、壶和其它加热用烹饪用具、即时热水加热器、热交换器、空调、冷冻器、电冰箱、油加热器、散热器、散热片、空冷或水冷发动机(加速放热)、机翼(防冻)、半导体散热器(heat sink)、半导体封装(package)、热管、轴承、多种滑动部件、闸瓦(brake shoe)、爆米花或冰淇淋生产装置、电气设备底盘、发动机气缸、变压器等。
这些制品都利用本发明所述产品有效传热的性能。
下面描述处理(2)。
实施处理(2)时其特征在于，实施阳极氧化处理所采用的浴液为在上述处理(1)所用浴液中进一步加入280gr/l～320gr/l低聚合丙烯酸树脂组合物。
至于要加入的低聚合丙烯酸树脂组合物，例如有利地使用含有68％羟基丙基甲基丙烯酸酯、10％新戊基乙二醇二甲基丙烯酸酯、19.5％聚丙烯乙二醇甲基丙烯酸酯、1％1，6-己二醇二环氧甘油醚、1％丁基过辛酸盐(peroxyoctoate)、500ppm对苯二酚一甲基醚(hydroquinone monmethyl ether)和0.3％二氰胺的物质。
为了避免“过烧”，建议在上述浴液中进一步加入5gr/l～15gr/l酒石酸。
通过上述处理(2)，形成为氧化铝和丙烯酸树脂组合物复合物的氧化层。即，冶金多孔氧化层和丙烯酸树脂组合物被酸离子化，并且两者之间发生聚合，随后形成坚韧致密的复合层，从而大幅度提高耐蚀性和耐磨性。而且，由于形成层时针孔部分内的气体被抽出，因而该层具有针孔数量少的特点，而且，由于氧化层是在低温下缓慢形成，因而其密度极好，由于该层难以剥离，因而可以进行机加工、而其表面粗糙度保持不变。
现在参考图2中层部分的放大截面图来解释处理(2)所获得的阳极氧化层。
在图2中，附图标记21表示作为基体金属的铝材料或铝合金材料；附图标记22表示阳极氧化物层；附图标记23表示阻挡层；附图标记24表示多孔层部分；附图标记25表示丙烯酸树脂组合物层部分。
阳极氧化层22包括形成于铝材料或铝合金材料22上的阻挡层23，在其上形成多孔层部分24和丙烯酸树脂组合物层部分25，后者深入多孔层内部并于该处固定。通过这两个层部分24和25，形成了坚韧致密的复合层。至于该复合层，作为其靠近阻挡层23的一部分，该部分硬度更高、更致密，如下所述通过机加工去除靠近表面的一部分后，所得表面的硬度更高。
下面说明处理(3)
实施处理(3)时，通过上述多种处理方法中的任一种在铝或铝合金表面形成阳极氧化层后，其特征在于通过实施阳极氧化处理在阳极氧化层中浸入银，该处理所采用的浴液包括进一步含有10gr/l～30gr/l硫酸银或硝酸银、15gr/l～20gr/l硼酸和1gr/l～2gr/l硫酸镍的水溶液，处理条件如下：
(j)浴液温度：+10℃～+20℃；
(k)电压：AC10V～15V；
(l)电流密度：1A/dm2～2A/dm2；以及
(m)通电时间：2分钟～3分钟。
随着处理的进行，银离子浓度的降低会因硫酸银或硝酸银的补充而得到弥补。
加入硼酸主要是为了调整电解溶液的导电率。
电压低于10V时，处理效率降低，而电压超过15V时，银的沉积过快，氧化层无法充分浸入多孔层内部，倾向于发生不均匀着色、剥落等现象。
用同样的方式，电解溶液的温度低于+10℃时，处理效率变差，而温度高于+20℃时，则倾向于发生不均匀着色。
通过进行上述处理(3)，银离子深入渗透到多孔阳极氧化层内部(通过交流电压进行电解渗透)，随后与氧化铝结合，从而形成坚韧致密的复合层。基于这种原因，形成的表层具有良好的热传导性、耐蚀性、耐磨性、抗菌作用等。而且，表层具有电导、较小的摩擦系数以及及时变色较小。而且，该层具有若干作用如放射远红外线、清除静电等。
这样的处理(3)可以在所有类型的铝材料和铝合金材料上实施，可以如上所述在其表面上形成具有多种优异特性的厚层。
进一步地，本发明中，用上述多种处理方法在铝或铝合金表面形成300μm～600μm厚的阳极氧化层，随后再进行上述银浸透，之后通过抛光使表层去除50～100μm深，随后可获得具有超硬光滑表面的铝材料或铝合金材料。
也就是说，至于本发明所述方法形成的层，其表面硬度高，以维氏硬度计为约450～约500。特别是，下层比表面更致密、硬度更高。当从表面去除50～150μm后，获得的铝材料或铝合金材料超硬，以维氏硬度计为800～1000，而且表面光滑。
下文中列出了本发明产品的多种特性。
表2中，通过具体材料，示出经过本发明所述处理的产品的特性。
                                                   表2
  材料类型   常规阳极氧化铝加工法   本发明产品
  厚度μ   银浸透   硬度  Insuration   热传导   抗菌性能   滑动性
  AL00   **   60   可能   450   基本上提高   具有   2.5
  AL10   **   60   可能   450   同上   同上   2.5
  AL20   *   60   可能   450   同上   同上   2.5
  AL30   **   60   可能   450   同上   同上   2.5
  AL40   **   60   可能   450   同上   同上   2.5
  AL50   ***   100   可能   450   同上   同上   2.5
  AL60   ***   100   可能   450   同上   同上   2.5
  AL70   **   60   可能   450   同上   同上   2.5
  AL80   **   60   可能   450   同上   同上   2.5
  AC2   **   60   可能   370   同上   同上
  AC3   **   60   可能   370   同上   同上
  AC4   **   60   可能   370   同上   同上
  AC7   **   60   可能   370   同上   同上
  ADC1   *   30   可能   370   同上   同上
  ADC2   *   30   可能   370   同上   同上
  ADC3   *   30   可能   370   同上   同上
  ADC4   *   30   可能   370   同上   同上
常规阳极氧化铝加工法标记：
*：不可能进行机加工
**：难以进行机加工
***：容易进行机加工
至于导热率，如果将银的导热率设为1，则本发明的导热率为0.9；铜为0.94；铝为0.53。因此，本发明产品的导热率高于以铝为基体金属的导热率，而可与铜相比。
这一性能表明本发明产品适于作为多种类型传热部件、透热部件、放热部件的原材料。
至于硬度(Hv)，铝的硬度为80，不锈钢为200，本发明产品为450。因此，本发明产品的硬度比不锈钢硬度的两倍还高。
利用这一性能，可以制成多种需要耐磨性的部件，如齿轮、辊、导轨、轴、轴承、闸瓦、气缸衬筒和活塞、阀门、活塞式泵以及螺杆泵等。
至于温度上限(℃)，聚四氟乙烯的温度上限为260℃；铝为660℃；本发明产品的表层为800℃。
利用这一性能，本发明产品能提供阻燃闸门、耐热壁材料等。
进行耐磨性能试验时，发现本发明产品的磨损量是普通硬型耐酸铝磨损量的十分之一。
也就是说，进行磨损试验是将试样放置在旋转部分，而将树脂型无油轴承材料放置在固定部分。试验条件如下：振动速度：1m/s；表面压力：20kgf/cm2；试验持续时间：3小时。结果，硬型耐酸铝的磨损量为2.5μm，而本发明产品则为0.25μm。
当进行烧尽试验时，本发明产品烧尽的表面压力为普通硬型耐酸铝的两倍。
也就是说，对于烧尽试验，将试样放置在旋转部分，而将树脂型无油轴承材料放置在固定部分，以测定磨损系数。将磨损系数陡增时的载荷定为烧尽的临界载荷。普通硬型耐酸铝的临界载荷为160kgf/cm2，而本发明产品则为320kgf/cm2。
通过高温试验测定裂纹的发展，与TUFRAM(商品名：硬型耐酸铝进行烧结处理后、用聚四氟乙烯浸透所得的耐酸铝所制成的产品)相比，本发明产品的初始裂纹数量少，因加热而增加的裂纹数量也少。
也就是说测量平面部分上16.4mm2的测量区域内的裂纹数，加热前本发明产品的该数值为0，加热后为12，而TUFRAM加热前为263，加热后为321。
进行抗菌性能试验。具体细节如下：
(a)样品：
样品1：铝：经过本发明所述银-浸透处理的表面处理制品(表层厚度：25μm)
样品2：铝：未经处理的制品
(b)试验目的
对样品进行抗菌能力试验。
(c)试验要点
使样品(下文中也称为“试样”)接种大肠杆菌(Escherichiacoli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococus aureus)、副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)和肠炎沙门氏菌(Salmonellna enteritidis)，具体是：在其上分别滴落菌液，在35℃贮藏24小时，统计每种试样内的存活细菌数量。
(d)检测方法
(i)提供试验用细菌
大肠杆菌IFO 3301；
金黄色葡萄球菌IFO 12732；
副溶血孤菌RIMD 2210100；以及
肠炎沙门氏菌IFO 3313。
(ii)培养基
NA培养基：普通琼脂培养基；
NB培养基：添加了0.2％肉汁的普通肉汤培养基。以及
SA培养基：标准琼脂培养基；
(iii)调整菌液
在35℃下将试验中使用的细菌接种到NA培养基中，培养16～24小时，随后再次在35℃下接种到NA培养基中，培养16～20小时。培养后，试验中所用细菌得到的菌体分散在1/200浓缩NB培养基中，在1/200浓缩NB培养基中适当稀释，使得菌体数量为105～106，从而制备菌液。在这种情况下，将NA培养基和加入了3％食盐的1/200浓缩NB培养基用于副溶血弧菌RIMD 2210100。
(iv)调整试样
用含99.9％(v/v)乙醇的脱脂棉轻轻擦拭试样的测试面，随后充分干燥。
(v)试验操作
将0.5ml菌液滴在试样上，随后附着聚乙烯层，在35℃保存24小时，随后，统计存活细菌的数量。进一步，将0.5ml菌液滴在塑料培养皿中，附着聚乙烯层后，可作为参考试样，随后以和上述相同的方式进行测试。进行三次平行测试。
iv)测定存活细菌的数量
使用9.5ml SCDLP培养基(可从Nihon Pharmaceutical Co.，Ltd.获得)从每个试样中清洗出存活细菌。利用SA培养基、采用倾倒平板培养基培养方法(在35℃培养48小时)对所得的清洗出的液体进行存活细菌数量测定，从而测定每个试样的存活细菌数。在这种情况下，将加入了3％食盐的SCDLP培养基和SA培养基用于副溶血弧菌。
(e)试验结果
试样上滴落的本试验所用细菌的存活细菌数量测定结果如表3所示
                                 表3
  试验中使用的细菌   保存时间   试样   存活细菌数(每个试样)
  试验-1   试验-2   试验-3
  大肠杆菌   开始时   参考*2   2.2×105   2.5×105   1.5×105
  在35℃保存24小时后   样品1)   ＜10*3   ＜10   ＜10
  样品2)   5.6×106   1.0×107   1.9×104
  参考*2   1.8×107   1.7×107   2.4×107
  金黄色葡萄球菌   开始时   参考*2   4.6×105   3.4×105   4.4×105
  在35℃保存24小时后   样品1)   3.5×103   ＜10   ＜10
  样品2)   1.1×104   1.2×103   1.0×105
  参考*2   3.0×106   6.2×106   4.6×105
  副溶血弧菌   开始时   参考*2   2.8×105   3.5×105   3.4×105
  在35℃保存24小时后   样品1)   ＜10   20   2.6×102
  样品2)   7.5×106   3.5×107   4.2×107
  参考*2   4.9×105   6.5×106   4.7×105
  肠炎沙门氏菌   开始时   参考*2   2.5×105   2.2×105   2.4×105
  在35℃保存24小时后   样品1)   ＜10   ＜10   ＜10
  样品2)   80   3.1×102   3.2×102
  参考*2   1.1×107   1.7×107   8.1×105
下面的表4中，示出了根据上述专利文献1和2处理的制品(坚韧层(Tough-coat)：商品名)以及根据上述专利文献3处理的另一种制品(金属层(Metal-coat)：商品名)的性能，以作比较。与已知制品相比，上述性能优异得多，但仍不及上述本发明产品。
                                              表4  1/2
  试样编号   颜色呈现情况   表面缺陷   观察裂纹   处理层厚度μ
  平坦部分   弯曲部分   评价   外表面   内表面
  平坦部分   弯曲部分   平坦部分   弯曲部分
  No.1硬型耐酸铝20μ   银色   尽管有1mm或以下的细小凹痕，但很平坦，极好   多   少而且狭窄   差   25.0   22.7   22.5   22.5
  No.2坚韧层20μ   微暗银色   同上   少   少而且狭窄   极好   26.7   22.8   21.5   22.6
  No.3坚韧层20μ   深银色   同上   稍多   少但范围大   不特别好   44.7   37.8   37.5   42.4
  No.4金属层银25μ   深棕红   同上   无   少而且狭窄   极好   17.5   16.3   14.5   15.5
  No.5金属层银50μ   浅棕红   同上   稍多   少而且狭窄   不特别好   44.2   38.4   33.6   38.4
  No.6金属层铜25μ   深铜黄   同上   无   少而且狭窄   极好   14.8   13.9   13.6   13.8
  No.7金属层铜50μ   浅铜黄   同上   稍多   少但范围大   不特别好   50.0   42.1   42.5   45.0
  No.8无电镀镍5μ   微暗银色   在许多部位有约10mm的大凸起。不特别好   无   无   好   5.5   6.5   5.6   5.7
  No.9仅进行除油处理   银色   在纹理中有许多凸起和凹陷。不特别好。   无   无   极好
  表4  2/2
  试样编号   硬度   裂纹数量的发展   排出气体   综合评价
  硬度   评价   150℃   200℃   250℃   平均   评价
  No.1硬型耐酸铝20μ   339   C   261   267   260   263   D   D   极少   D
  23   45   105   58   D
  No.2坚韧层20μ   483   A   18   7   7   11   B   B   同上   B
  22   13   38   24   B
  No.3坚韧层20μ   445   B   37   52   53   47   C   C   同上   C
  37   72   90   66   D
  No.4金属层银25μ   464   A   0   0   0   0   A   A   同上   A
  2   13   20   12   B
  No.5金属层银50μ   473   A   39   49   28   39   B   C   同上   C
  35   75   47   52   D
  No.6金属层铜25μ   483   A   0   0   0   0   A   同上   A
  17   7   21   16   B
  No.7金属层铜50μ   483   A   33   43   50   42   C   C   同上   C
  35   74   79   63   D
  No.8无电镀镍5μ   302   C   同上   C
  No.9仅进行除油处理   78.5   D   同上   C
  上栏：开始阶段的裂纹数(每16.4dm2)
  下栏：试验中裂纹数的增加值
  A：0～10   B：11～30   C：31～50   D：51～
工业应用
本发明由上述内容构成，根据本发明所述，可以获得如下效果。
(1)常规方法虽然可以容易地在Al-Mn型合金形成阳极氧化层，但不可能处理硬铝和压铸铝合金，并难以处理其它合金。
另一方面，根据本发明所述方法可以处理硬铝、压铸铝合金和所有其它类型铝合金。
(2)使用常规方法形成的层厚度约30～约50μm，最大约100μm。另一方面，本发明所述方法可以容易地形成厚度高达300～500μm的层。
(3)至于常规方法形成的层，虽然其表层坚硬(维氏硬度400或以下)，但其内部多孔、硬度较低。
另一方面，至于本发明所述方法形成的层，其表层坚硬，维氏硬度为约450～约500。特别是下层比表面更为致密和坚硬。从表面去除50～150μm厚度时，维氏硬度为800～1000。
(4)至于本发明所述方法形成的层，其导热率高，可以比得上铜。
(5)至于本发明所述方法形成的层，其表面耐热渗透性低。
因而，在具有用本发明所述方法形成的层的铝或其合金材料制成的托盘上放置冰，冰融化的速度是放置在未经处理的托盘中的两倍。因此，该托盘可以有利地用作例如冷冻食品解冻托盘。而且，根据本发明所述方法对用于加热爆米花的铝制容器进行处理，从开始加热到玉米花爆裂的时间间隔从通常的6分钟减少至3分钟。
(6)至于本发明所述方法形成的层，其耐热温度高达约800℃。
(7)本发明所述方法形成的层具有抗菌作用。
因此，具有用本发明所述方法形成的阳极氧化层的铝材料或铝合金材料可以有利地应用于广泛的领域，例如制冰或解冻托盘、饭锅、平锅、锅、茶壶和其它加热用烹饪用具、即时热水加热器、热交换器、空调、冷冻器、电冰箱、油加热器、散热器、散热片、空冷或水冷发动机(加速放热)、机翼(防冻)、半导体散热器、半导体封装、热管、轴承、多种滑动部件、闸瓦、爆米花或冰淇淋生产装置、电气设备底盘、发动机气缸、变压器等。

Claims (8)

1、一种在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于进行阳极氧化处理采用的浴液包括含有250gr/l～350gr/l硫酸和15gr/l～25gr/l硫酸镍的水溶液，处理条件如下：
(a)浴液温度：-10℃～+25℃；
(b)电压：DC100V～200V；以及
(c)电流密度：0.5A/dm2～20A/dm2。
2、如权利要求1所述在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于所使用的浴液中进一步加入280gr/l～320gr/l的低聚合丙烯酸类树脂组合物。
3、如权利要求1或2所述在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于所使用的浴液中进一步加入了5gr/l～15gr/l酒石酸。
4、如权利要求1至3中任一项所述在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于在下述条件下进行阳极氧化处理：
(d)浴液温度：-10℃～-5℃；
(e)电压：DC130V～170V；以及
(f)电流密度：8A/dm2～12A/dm2。
5、如权利要求4所述在铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其中所述待处理铝合金选自下列铝合金：硬铝、压铸铝合金以及不含Mn的铝合金。
6、如权利要求1至3中任一项所述在铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于在下述条件下对含Mn铝合金的表面进行阳极氧化处理：
(g)浴液温度：+15℃～+18℃；
(h)电压：DC130V～170V；以及
(i)电流密度：8A/dm2～12A/dm2。
7、一种在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于：使用权利要求1至6中任一项所述方法在铝或铝合金表面形成阳极氧化层之后，在阳极氧化层中浸渍银，使用的浴液包括含有10gr/l～30gr/l硫酸银或硝酸银、15gr/l～20gr/l硼酸和1gr/l～2gr/l硫酸镍的水溶液，处理条件如下：
(j)浴液温度：+10℃～+20℃；
(k)电压：AC10V～15V；
(l)电流密度：1A/dm2～2A/dm2；以及
(m)通电时间：2分钟～3分钟。
8、一种在铝或铝合金表面上形成阳极氧化层的方法，其特征在于：使用权利要求1至6中任一项所述方法在铝或铝合金表面形成300μm～600μm厚的阳极氧化层，进行权利要求7所述的银浸渍后，进行抛光使表层厚度减薄50μm～100μm，从而获得超硬光滑表面。
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