CN110158136A - 一种铝材电解着色钛金色表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝材电解着色钛金色表面处理方法，包括：除油；喷砂；酸洗；水洗、冲洗、喷淋；阳极氧化：将喷淋后的铝合金产品挂于挂具上，将挂具放于阳极氧化溶液中，直流电下进行阳极氧化处理；水洗、冲洗、喷淋；二次氧化：将铝合金产品放在在着色液溶液中扩孔，之后在交流电下进行二次阳极氧化；经交流电电解着色后水洗；将铝合金产品放入封孔工作液中进行封孔；将铝合金产品经水洗烘干，得到表面钛金色的铝合金产品。本发明通过对电解着色的工艺和试剂的改进，使着色效果更为均匀、稳定，着色效果达到最佳。
Description
技术领域
本发明涉及铝材电解着色钛金色技术领域，具体涉及一种铝材电解着色钛金色表面处理方法。
背景技术
铝是自然界分布最广的六大金属之一，占地壳总重量的7.56％，铝及其合金以其质量轻、塑性高、导电性、导热性能好、耐蚀性好、氧化腐蚀产物无毒。对色彩多样的铝表面提出了更高的要求，我国目前使用的电解着色工艺大都是镍盐、锡盐或者镍一锡混合盐，颜色大多是古铜色系。因此研究铝合金的多色电解着色工艺、提高其装饰性，对促进铝合金的工业应用有重要意义和紧迫性。电解着黄色系是近年来研究较多的课题，但是颜色淡和稳定性差等问题一直没有得到很好的解决，申请公布号为CN 109183120A(申请号为201811157387.6)中国发明专利申请公开了一种铝型材阳极氧化膜钛金色电解着色生产工艺，包括以下处理步骤：除油、水洗、水洗、碱蚀、阳极氧化、水洗、水洗、活化处理、电解着色、水洗、水洗、封孔和水洗处理工序，该技术方案流程复杂，电解着色液无络合剂、无抑制沉淀剂，电解着色液不稳定。
铝合金氧化后表面形成一定厚度的氧化膜，由于氧化膜的表面存在大量微孔，必须进行适当的封闭处理，常见的封闭方法主要有沸水或高温蒸汽封孔技术、钙镁盐封孔技术、镍盐封闭、氟化物封闭、高分子树脂封闭；常规封孔产品表面色泽不稳定、消光、防手印和抗油污能力差，同时抑制“粉霜”能力不强。
发明内容
本发明提供了一种铝材电解着色钛金色表面处理方法，通过对电解着色的工艺和试剂的改进，使着色效果更为均匀、稳定，着色效果达到最佳。
一种铝材电解着色钛金色表面处理方法，包括以下步骤：
1)除油：对机加工后铝合金产品进行除油处理；
2)喷砂：对机加工后铝合金产品进行喷砂达到表面均匀；
3)酸洗：进行酸洗处理，去除表面氧化膜；
4)水洗、冲洗、喷淋：将经酸洗后铝合金经纯化水水洗、冲洗并喷淋；
5)阳极氧化：将喷淋后的铝合金产品挂于挂具上，将挂具放于阳极氧化溶液中，直流电下进行阳极氧化处理；
6)水洗、冲洗、喷淋：将铝合金产品经纯化水水洗、冲洗、喷淋，去除阳极氧化残留液；
7)二次氧化：将铝合金产品放在着色液溶液中扩孔，之后在着色液溶液中交流电下进行二次阳极氧化；
8)经交流电电解着色后水洗；
9)将铝合金产品放入封孔工作液中进行封孔；
10)将铝合金产品经水洗烘干，得到表面钛金色的铝合金产品。
本发明中，采用喷砂、酸洗为铝材电解着色钛金色提供了良好的前处理，形成易于电解着色的铝合金表面，阳极氧化溶液阳极氧化和采用着色液溶液二次氧化对铝材表面电解着色，使得氧化膜微孔孔洞均匀有规则，得到均匀金黄色，色泽美观，高耐蚀性钛金色膜层，特定的封孔工作液中温封孔剂工艺具有质量稳定、抑制“粉霜”能力强，封孔剂不含氟离子保证封孔后保持原有颜色，形成稳定的钛金色膜层。本发明中，通过对电解着色的工艺和试剂的改进，使着色效果更为均匀、稳定，着色效果达到最佳。
以下作为本发明的优选技术方案：
步骤1)中，所述的除油处理为超声波除油处理，温度40-60℃，时间为5-10min，超声波除油采用含Micro-90清洗剂的水溶液，Micro-90清洗剂的质量百分数为1-1.2％。
步骤2)中，所述的喷砂为采用玻璃砂进行喷砂处理，能够提高铝材表面的附着力，有利于下一步的电解着色操作工序，使电解着色效果达到最佳。
步骤3)中，所述的酸洗采用酸洗液，所述的酸洗液由HF、H3PO4、乳化剂和水组成，以1L酸洗液计，HF 10-20mL，H3PO4 10-15mL，乳化剂0.05～0.3g，余量为水。上述的酸洗液酸洗，去除表面氧化膜，能够保持原有砂度并增光，乳化剂具体可采用OP-10。所述的酸洗处理的时间为1-2min。
步骤5)中，该阳极氧化步骤为了形成氧化膜。所述的阳极氧化溶液以1L计算，由以下组分组成：
硫酸 150-180g；
硫酸铝 19-38g；
水 余量。
所述的直流电下进行阳极氧化处理的条件为电压13-22V、温度14-20℃，时间60-65min；
步骤6)中，阳极氧化后经纯化水水洗、冲洗、喷淋
步骤7)中，将铝合金产品放在着色液溶液中扩孔20-60秒。先扩孔，然后进行着色。
所述的着色液溶液以1L计算，由以下组分组成：
所述的二次阳极氧化的条件为：电压11-15V，温度30-40℃，时间4-6min。
本发明的着色液采用氨基磺酸等成分混合，本发明在含有氨基磺酸、二氧化硒、硫酸铜着色电解液共沉积来达到所希望的颜色，着色液含有络合剂、抑制沉淀剂，电解着色易控制，抗杂质离子性能好，着色液稳定，电解着色处理后，膜层呈现均匀金黄色，色泽美观，在提高耐蚀性的同时满足了装饰性的要求。
步骤8)中，经交流电电解着色后经三次纯化水水洗。
步骤9)中，所述的封孔工作液以1L计算，由以下组分组成：
所述的封孔的条件为PH为5.5-6.5，温度50-60℃,时间15-20min。
封孔能够提高耐腐蚀性和耐污染性，本发明封孔工作液具有封孔后产品表面色泽稳定、不消光、有效防止手印和抗油污，同时抑制“粉霜”能力更强，封孔剂不含氟离子保证封孔后保持原有颜色。
步骤10)中，将铝合金产品经水洗烘干。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明通过在含有氨基磺酸、二氧化硒、硫酸铜着色液中共沉积来达到所希望的颜色，着色液含有络合剂、抑制沉淀剂，电解着色易控制，抗杂质离子性能好，着色液稳定，电解着色处理后，膜层呈现均匀金黄色，色泽美观，在提高耐蚀性的同时满足了装饰性的要求。本发明方法的工艺流程简单、污染小、易操作、着色液性能稳定，数月内不易分解，是一种较理想的电解工艺。
本发明中，采用喷砂、酸洗为铝材电解着色钛金色提供了良好的前处理，形成易于电解着色的铝合金表面，阳极氧化溶液阳极氧化和采用着色液溶液二次氧化对铝材表面电解着色，使得氧化膜微孔孔洞均匀有规则，得到均匀金黄色，色泽美观，高耐蚀性钛金色膜层，特定的封孔工作液中温封孔剂工艺具有封孔后产品表面色泽稳定、不消光、有效防止手印和抗油污，同时抑制“粉霜”能力更强；封孔剂不含氟离子保证封孔后保持原有颜色，形成稳定的钛金色膜层。本发明中，通过对电解着色的工艺和试剂的改进，使着色效果更为均匀、稳定，着色效果达到最佳。
具体实施方式
实施例1
1)将机加工后铝合金(6061)产品放入含Micro-90清洗剂的水溶液(Micro-90清洗剂的质量百分数为1.1％)中进行超声波除油处理，温度40℃，时间为5min；
2)铝合金(6061)产品经玻璃砂喷砂处理；
3)铝合金(6061)产品放入酸洗液进行酸洗处理，酸洗液组成为HF 10ml/l，H3PO410ml/l、OP-10 0.1g/l，时间1min；
4)铝合金(6061)产品经纯化水水洗、冲洗并喷淋；
5)铝合金(6061)产品放入硫酸溶液中直流电进行阳极氧化：硫酸，150g/l，硫酸铝，19g/l，余量为水，14℃，时间60Min，电压15V；
6)阳极氧化后经纯化水水洗、冲洗、喷淋；
7)将铝合金产品放到着色液溶液中扩孔处理20秒，扩孔后放入着色液溶液中交流电下进行阳极氧化，着色液溶液组成为二氧化硒5g/l，氨基磺酸1g/l，硫酸钴0.2g/l，硫酸镁0.2g/l，硫酸铜0.8g/l，酒石酸0.25g/l，硫酸10g/l，时间4min，电压11V，温度30℃；
8)经交流电电解着色后经三次纯化水水洗；
9)将铝合金产品放入封孔工作液中进行封孔，封孔工作液组成为：三乙醇0.2g/l，醋酸钴0.4g/l，异丁醇0.2g/l，醋酸镍4g/，pH为5.5,温度50℃,时间15min；
10)将铝合金产品经纯化水水洗烘干，得到表面钛金色的铝合金产品。
实施例2
1)将机加工后铝合金(6061)产品放入含Micro-90清洗剂的水溶液(Micro-90清洗剂的质量百分数为1.1％)中进行超声波除油处理，温度50℃，时间为8min；
2)铝合金(6061)产品经玻璃砂喷砂处理；
3)铝合金(6061)产品放入酸洗液进行酸洗处理，酸洗液组成为HF 15ml/l、H3PO415ml/l、OP-10 0.1g/l，时间1.5Min；
4)铝合金(6061)产品经纯化水水洗、冲洗并喷淋；
5)铝合金(6061)产品放入硫酸溶液中直流电进行阳极氧化：硫酸，160g/l，硫酸铝，27g/l，余量为水。16℃，时间63Min，电压15V；
6)阳极氧化后经纯化水水洗、冲洗、喷淋；
7)将铝合金产品放到着色液溶液中扩孔处理50秒，扩孔后放入着色液溶液中交流电下进行阳极氧化；着色液组成为二氧化硒6g/l，氨基磺酸2.0g/l，硫酸钴0.3g/l，硫酸镁0.3g/l，硫酸铜1.2g/l，酒石酸0.35g/l，硫酸13g/l，时间5min，电压13V，温度35℃；
8)经交流电电解着色后经三次纯化水水洗；
9)将铝合金产品放入封孔工作液中进行封孔，封孔工作液组成为三乙醇0.25g/l，醋酸钴0.45g/l，异丁醇0.25g/l，醋酸镍5g/l,PH为6.0,温度55℃,时间18min；
10)将铝合金产品经纯化水水洗烘干，得到表面钛金色的铝合金产品。
实施例3
1)将机加工后铝合金(6061)产品放入含Micro-90清洗剂的水溶液(Micro-90清洗剂的质量百分数为1.1％)中进行超声波除油处理，温度60℃，时间为10min；
2)铝合金(6061)产品经玻璃砂喷砂处理；
3)铝合金(6061)产品放入酸洗液进行酸洗处理，酸洗液组成为HF 20ml/l，H3PO415ml/l、OP-10 0.1g/l时间2Min；
4)铝合金(6061)产品经纯化水水洗、冲洗并喷淋；
5)铝合金(6061)产品放入硫酸溶液中直流电进行阳极氧化：硫酸，180g/l，硫酸铝，38g/l，余量为水。18℃，时间65Min，电压22V；
6)阳极氧化后经纯化水水洗、冲洗、喷淋；
7)将铝合金产品放到着色液溶液中扩孔处理60秒，扩孔后放入着色液溶液中交流电下进行阳极氧化，着色液溶液组成为二氧化硒8g/l，氨基磺酸3g/l，硫酸钴0.6g/l，硫酸镁0.6g/l，硫酸铜2.2g/l，酒石酸0.5g/l，硫酸15g/l，时间6min，电压15V，温度40℃；
8)经交流电电解着色后经三次纯化水水洗；
9)将产品放入封孔工作液中进行封孔，封孔工作液组成为：三乙醇0.30g/l，醋酸钴0.6g/l，异丁醇0.30g/l，醋酸镍6g/l，PH为6.5,温度60℃,时间20min；
10)将铝合金产品经纯化水水洗烘干，得到表面钛金色的铝合金产品。
对比例1
着色液由重量百分比15％的二氧化硒、5％硫酸镁、5％硫酸和余量的水组成，其余同实施例1。
将本发明中的实施例1-3中的生产工艺处理后得到的表面钛金色的铝合金产品在大气暴露18个月通过不同时间段的照片对比，色调无变化，膜层呈现均匀金黄色，色泽美观，对比例1制备的钛金色的铝合金产品色调随着时间的变化，金黄色开始变暗，色泽不够美观。
将本发明中的实施例1-3中的生产工艺处理后得到的表面钛金色的铝合金产品的性能测试结果：中性盐雾测试，35±1℃下，喷雾时间336个小时后膜层颜色无变化，无腐蚀点，试验结果为不低于GB/T8013.1-2007中2级的规定，通过耐碱性测试:不低于GB/T8013.1-2018中2级的规定。对比例1制备的钛金色的铝合金产品经中性盐雾测试，35±1℃下，喷雾时间336个小时后膜层颜色发生变化，颜色开始变暗，并出现小的腐蚀点。经无硝酸预浸的磷铬酸试验，其质量损失值应不大于30mg/dm2。
Claims (10)
1.一种铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)除油：对机加工后铝合金产品进行除油处理；
2)喷砂：对机加工后铝合金产品进行喷砂达到表面均匀；
3)酸洗：进行酸洗处理，去除表面氧化膜；
4)水洗、冲洗、喷淋：将经酸洗后铝合金经纯化水水洗、冲洗并喷淋；
5)阳极氧化：将喷淋后的铝合金产品挂于挂具上，将挂具放于阳极氧化溶液中，直流电下进行阳极氧化处理；
6)水洗、冲洗、喷淋：将铝合金产品经纯化水水洗、冲洗、喷淋，去除阳极氧化残留液；
7)二次氧化：将铝合金产品放在着色液溶液中扩孔，之后在着色液溶液中交流电下进行二次阳极氧化；
8)经交流电电解着色后水洗；
9)将铝合金产品放入封孔工作液中进行封孔；
10)将铝合金产品经水洗烘干，得到表面钛金色的铝合金产品。
2.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤1)中，所述的除油处理为超声波除油处理，温度40-60℃，时间为5-10min。
3.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤3)中，所述的酸洗采用酸洗液，所述的酸洗液由HF、H3PO4、乳化剂和水组成，以1L酸洗液计，HF 10-20mL，H3PO4 10-15mL，乳化剂0.05～0.3g，余量为水，所述的酸洗处理的时间为1-2min。
4.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤5)中，所述的阳极氧化溶液以1L计算，由以下组分组成：
硫酸 150-180g；
硫酸铝 19-38g；
水 余量。
5.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤5)中，所述的直流电下进行阳极氧化处理的条件为电压13-22V、温度14-20℃，时间60-65min。
6.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤7)中，将铝合金产品放在着色液溶液中扩孔20-60秒。
7.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤7)中，所述的着色液溶液以1L计算，由以下组分组成：
8.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤7)中，所述的二次阳极氧化的条件为：交流电压11-15V，温度30-40℃，时间4-6min。
9.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤9)中，所述的封孔工作液以1L计算，由以下组分组成：
10.根据权利要求1所述的铝材电解着色钛金色表面处理方法，其特征在于，步骤9)中，所述的封孔的条件为PH为5.5-6.5，温度50-60℃,时间15-20min。
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