[發明專利]一種用硅溶膠封閉鋁合金陽極氧化膜孔的方法

有效

• 申請號: 201210181530.1
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102732934A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 周琦;郭自勇
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: C25D11/18
• 分類號: C25D11/18;C25D13/02
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

技術領域

本發明涉及一種用于封閉鋁或鋁合金及含鋁部件陽極氧化后微孔的方法，特別涉及一種用硅溶膠封閉鋁合金陽極氧化膜孔的方法，尤其可以通過在低電壓的條件下進行多次封孔，進而實現較好的封孔效果。

背景技術

鋁及其鋁合金由于具有比強度高、導熱和導電性好、質量輕的優點，在航空航天、建筑、汽車等現代工業中具有廣泛的應用前景。然而鋁合金質軟、耐磨性差、易被腐蝕。鋁的性質比較活潑，在空氣中表面形成的氧化膜具有一定的抗蝕性能，但是這種氧化膜的厚度只有幾納米到幾十納米，硬度也很低，抵抗環境侵蝕的能力較差。故在使用時常常先進行必要的表面強化處理，將鋁及其合金放在適當的電解液中作為陽極進行通電處理，在外加電場的作用下，可以在鋁制品表面上形成一層氧化膜，厚度在10-200um之間，其耐蝕性，耐磨性，電絕緣性大大提高，這使得鋁及其合金材料的應用范圍大幅拓寬，但是鋁合金陽極氧化得到的多孔膜－氧化過程產生的氧化膜具有很高的孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蝕介質侵蝕，特別是侵蝕性陰離子（如Clˉ、S²ˉ、含陽離子等）以及水分子等仍然能夠透過氧化膜，導致耐蝕性（特別是小孔腐蝕）和耐磨性變差，因此必須進行封孔處理，來提高其耐蝕性、抗污染能力和固定色素體能力。

發明內容

本發明的目的，是提供一種用硅溶膠封閉鋁合金陽極氧化膜孔的方法，以提高膜的耐腐蝕性和抗污染性。

采用的技術方案是：

一種用硅溶膠封閉鋁合金陽極氧化膜孔的方法，包括下述工藝步驟：

(1)?前處理：將鋁或鋁合金表面進行疏松氧化皮，除油，去氧化皮，出光預處理，拋光使用砂紙由粗到細，最終選用的砂紙型號為2000^#；去氧化皮所用的硝酸溶液：去離子水=?0.5~2:?1；堿蝕所用堿濃度為?20~50g/L；堿蝕之后工件表面常附著一層掛灰，用出光液去除掛灰后進行陽極氧化處理，出光液采用硝酸溶液，硝酸：水=0.5~2:?1，待用；

(2)?陽極氧化：將前處理后的鋁或鋁合金進行陽極氧化，陽極氧化選用直流電源，設置的電源電壓8~22V、電流密度?1.0~2.2A/dm²、陽極氧化時間為10~60min，得到膜厚為?5~20μm的陽極氧化膜；

(3)　電泳沉積封閉：用0.1~20A/dm²的電流密度在0.1~100V電壓下，電泳硅溶膠沉積于鋁或鋁合金陽極氧化膜孔中，用去離子水清洗，重復進行0~10次；

(4)?烘干：在50~120℃烘干10分鐘~24小時，得到干燥的膜層；

(5)?燒結：在馬弗爐中50~1200℃下燒結0.5~5h，得到附著力較好的膜層；

上述電泳硅溶膠為市售的粒徑為10~20nm范圍或8~100nm范圍內的溶膠，或在實驗室里自行制備，為已知技術。

本發明首先對鋁或鋁合金及含鋁部件進行適當的預處理，用一定的陽極氧化工藝，得到膜厚為?5~20μm的陽極氧化膜；?按照權利要求書中所述方法，制得或購得所需的硅溶膠，然后以電泳的方法將硅溶膠“泳”到經過陽極氧化處理好的鋁或鋁合金及含鋁部件，電泳之后進過烘干和燒結之后便在鋁或鋁合金及含鋁部件上添加了一層附著力較好的至少一層涂覆層，這種涂層可以是薄陶瓷涂層也可以是一種氧化硅溶膠—凝膠（Sol—Gel）涂層。

根據本發明的實施方式，不同的硅溶膠得到的薄陶瓷涂層也可以是一種氧化硅溶膠—凝膠（Sol—Gel）涂層的膜厚為?0.5~25μm。

本發明的優點在于：

本發明通過電泳法用硅溶膠封閉鋁及鋁合金陽極氧化膜膜孔，取代鋁合金陽極氧化膜的重鉻酸鹽封閉技術，減輕對環境的污染，電泳沉積技術是一種溫和的表面涂覆方法，可避免高溫過程引起的相變和脆裂；工藝易實現，設備較簡單，沉積工藝易控制，實現工業化成本低，涂膜均勻。

具體實施方式

實施例1

一種用硅溶膠封閉鋁合金陽極氧化膜孔的方法，包括下述工藝步驟：

(1)?前處理：將鋁或鋁合金表面進行疏松氧化皮，除油，去氧化皮，出光預處理，拋光使用砂紙由粗到細，最終選用的砂紙型號為2000^#；去氧化皮所用的硝酸溶液：去離子水=?0.5:?1；堿蝕所用堿濃度為?20g/L；堿蝕之后工件表面常附著一層掛灰，用出光液去除掛灰后進行陽極氧化處理，出光液采用硝酸溶液，硝酸：水=0.5:?1，待用；