CN86101215B - 铝或铝合金的着色工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是关于铝或铝合金着色工艺的改进。提出了一种铝或铝合金用紫红色系列着色膜的电解着色工艺。采用直流阳极氧化。交流电解着色。电解着色液的组成为硫酸镍２５～５０克／升。硫酸铜８～１５克／升，硼酸２０～４０克／升，氨基磺酸１～１５克／升。本发明提出的工艺简单，着色液化学性能稳定，不易浑浊和沉淀，对温差适应性强，原料成本低。采用新的前处理方式可缩短工序，减少环境污染。

Description

铝或铝合金的着色工艺

本发明是关于铝或铝合金着色工艺的改进。

电解着色法是将经过常规硫酸法阳极氧化的铝材，在含有金属盐的水溶液中进行电解处理，在电场作用下，使金属阳离子渗入氧化膜针孔中，在针孔底部还原沉积，达到使氧化膜着色的一种方法。这种着色方法能得到良好耐候性和耐磨性的着色膜，可广泛应用于建筑用的铝窗框等各种铝材的着色。

一般的电解着色工艺流程主要包括前处理、阳极氧化、电解着色。前处理通常由除油脱脂、碱蚀、中和等工序组成。

目前，铝材的紫红色系列的着色工艺按电解着色溶液分类有锡盐电解着色和镍盐电解着色。

昭59-140397文献中提出一种紫色色调的着色工艺。铝材的阳极氧化是在含有硫酸、氨基磺酸、草酸等电解液中以任意时间比率交替反复进行几十次不同电压的交直流重叠的电解处理。然后在含有锡盐的电解液中加直流或交流电压进行电解着色处理。由于阳极氧化膜的形成要采用交直流重叠，因此氧化槽必须备有直流电源系统和交流电源系统，操作中要不断倒闸。而且锡盐溶液中，Sn⁺⁺易氧化成无着色能力的Sn⁺⁴，着色液不稳定、易浑浊、沉淀、老化而报废。且锡盐的成本较高。

昭59-140396中提出一种镍盐的电解着色工艺。其中铝材的阳极氧化也采用交直流重叠电解处理，得到一定厚度的氧化膜后，再在含有镍盐的电解液中加直流或交流电压电解着色得紫色着色膜。该工艺克服了锡盐着色所固有的缺点，但由于阳极氧化仍需采用交直流重叠电解，因此氧化槽所需的电源仍较复杂。

US 4042471文献中提出一种铝和铝合金的电解着色工艺。该工艺是先使铝或铝合金直流阳极化形成氧化膜，然后使阳极化的金属在至少含有两种金属盐和一种强还原化合物的电解液中交流着色。该文献提出的电解着色工艺不能得到紫红色膜。

本发明的目的是要提出一条铝或铝合金用紫红色系列着色膜的电解着色工艺。

本发明的另一目的是提出一条简单的紫红色系列着色膜的电解着色工艺，阳极氧化时只需采用单种电源。

本发明的又一目的是要提出一种电解着色溶液，该着色液化学性稳定、不易浑浊和沉淀、对温差适应性强、原料成本低。

本发明提出的适合铝或铝合金用紫红色系列着色膜的电解着色工艺包括前处理、阳极氧化、在含有金属盐的水溶液中电解着色等主要工序。采用直流氧化、交流着色。

铝材的前处理可以采用一般的方法，也可采用本发明中提到的方法，经处理的铝材直流阳极氧化后在含有镍盐和铜盐的水溶液中采用交流电解着色处理不同时间，即可得到由浅到深的紫红色系列的着色膜。

电解着色液组成是硫酸镍25～50克/升，硫酸铜8～15克/升，硼酸20～40克/升，氨基磺酸1～15克/升，着色效果较好。

为了加快上色速度，提高槽液的稳定性，降低成本，电解着色液的组成是硫酸镍35～40克/升，硫酸铜9～11克/升，硼酸25～35克/升，氨基磺酸3～9克/升。

为了缩短和简化前处理工序，减少废液的环境污染，经脱脂后的铝材用体积比为磷酸∶硫酸∶硝酸＝5.2～4.8∶2.2～1.8∶3.2～2.8混合酸浸渍可得到同样的效果。

铝和铝合金的前处理在脱脂、水洗后，可在混合酸中浸渍，也可在碱溶液中浸蚀后再在酸槽中和。然后以铝或铝合金为阳极，铝或铅为阴极，在150～160克/升的硫酸溶液中直流阳极氧化，直流电压10～14伏，电流密度为1.2～1.5安/分米²，经30～40分钟氧化膜厚度可达10微米以上。经阳极氧化的铝材在含有镍盐和铜盐的水溶液中交流电解着色，电解液温度为15～48℃，槽液PH值为1.7～2.5，用石墨、不锈钢、镍板中的一种作对极，交流电压10～17伏，电流密度为0.25～0.65安/分米²，经1-8分钟，就可得到紫红色系列的着色膜，延长时间得紫黑色膜，膜厚不小于13微米。

当其它工艺条件相同时，电压越高着色越深，电压太高表面会出现粉霜，太低的着色时间长、耗能多;着色时间延长，颜色变深;电解液的温度太低，上色速度太慢，太高则消耗热能;槽液的PH值太高颜色不正。

本发明提出的电解着色工艺简单，铝材经前处理后进行直流阳极氧化，交流电解着色即可得到复盖性好而均匀的紫红色系列着色膜。

使用镍盐加铜盐水溶液作为电解着色液，槽液不易发生浑浊和沉淀，化学性稳定，试验后放置2～3个月仍可照常上色。电解着色液对温差适应性强。在15～48℃之间溶液不会变质，因此该工艺适合在我国南北方各地使用。

与锡盐相比，本发明提出的电解着色液成本降低了50%以上。

用混合酸浸渍代替一般前处理中的碱蚀和中和两道工序，不仅可简化工序，而且可减少废液污染。

用下列实施例进一步说明本发明的工艺。

一.将铝合金（6063）板浸在3-5%LCX-52常温除油水基清洗剂（由北京航空材料研究所北京特种材料厂生产，主要包括表面活性剂、助洗剂和缓蚀剂组份）中脱脂并洗净后，浸在混合酸（磷酸∶硫酸硫酸∶硝酸＝5∶2∶3）中10分钟，冲洗干净。然后在硫酸溶液中阳极氧化，将铝材作为阳极，铝板为阴极，在150克/升硫酸的约25℃溶液中以直流电压13伏，1.5安/分米²的电流密度氧化40分钟，得到厚度为10微米以上的阳极氧化膜。再经流动水和一次去离子水清洗后进行电解着色处理。电解着色液的组成是硫酸镍45.2克/升，硫酸铜10克/升，硼酸40克/升，氨基磺酸10.5克/升。槽液温度为25℃，用50赫芝交流电，电压15伏，电流密度0.5安/分米²，电解着色1～8分钟，即得到由浅入深的紫红色系列的着色膜（见表1）。膜的厚度约15微米。肉眼及5倍放大镜观察表面色调均匀，着色膜附着力好，样品弯曲90°氧化膜不破裂，不脱落。经过5%NaCl溶液的喷雾试验60小时后着色膜未发现腐蚀。

二.将铝合金（6063）板按例一的方法脱脂后，采用如下前处理工序，在100克/升苛性钠溶液中腐蚀2分钟，冲洗后，在150克/升硫酸槽中和。冲洗干净后按例一方法进行阳极氧化和电解着色处理，可得到同样的效果。

三.用例一的铝材和电解着色工艺，采用的电解着色液为硫酸镍45.2克/升，硫酸铜8克/升，硼酸40克/升，氨基磺酸10克/升的水溶液，可得到由浅到深的紫红色系列的着色膜（见表2）。

四.用例一的铝材和电解着色工艺，采用的电解着色液为硫酸镍35克/升，硫酸铜10克/升，硼酸40克/升，氨基磺酸5克/升的水溶液。所得紫红色系列着色膜的性能与例一的相似。

五.电解着色液为硫酸镍25克/升，硫酸铜10克/升，硼酸35克/升，氨基磺酸10克/升的水溶液，采用例一相似的工艺，其效果基本与例一相似。

六.电解着色液为硫酸镍40克/升，硫酸铜10克/升，硼酸25克/升，氨基磺酸10克/升的水溶液，采用例一的工艺，可得到满意的紫红色系列的着色膜。

表1：

编号 电解着色时间（分） 色调

1 1 较浅紫色

2 3 浅紫色

3 5 紫色

4 8 深紫色

表2

编号 电解着色时间（分） 色调

1 1 较浅紫色

2 3 浅紫色

3 5 紫色

4 8 深酱紫色

Claims (5)

1、一种铝或铝合金的着色工艺，主要包括前处理，直流阳极氧化，在含有镍盐和铜盐的金属盐水溶液中电解着色，其特征是：

①所说的金属盐水溶液的组成为硫酸镍25～50克/升，硫酸铜8～15克/升，硼酸20～40克/升，氨基磺酸1～15克/升，

②所说的电解着色采用交流，交流电解着色的电流密度为0.25～0.65安/分米²，交流电压10～17伏，电解液的温度15～48℃，槽液PH值1.7～2.5，电解着色时间1～8分钟。

2、按权利要求1所说的铝或铝合金的着色工艺，其特征是所说的金属盐水溶液的组成是硫酸镍35～40克/升，硫酸铜9～11克/升，硼酸25～35克/升，氨基磺酸3～9克/升。

3、按权利要求1或2所说的铝或铝合金的着色工艺，其特征是所说的前处理包括脱脂、水洗、混合酸浸、水洗等工序，所说的混合酸的组成的体积比为磷酸∶硫酸∶硝酸＝5.2～4.8∶2.2～1.8∶3.2～2.8。