[發明專利]一種在鋁合金表面形成金黃色膜層的方法

在審

• 申請號: 201510342484.2
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104894552A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 馬迪;李樹白;李申;楊夢;倪萍;湯曉燁
• 申請（專利權）人: 海安縣申菱電器制造有限公司
• 主分類號: C23C22/66
• 分類號: C23C22/66
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，尤其涉及一種無毒的鋁合金表面化學氧化著金黃色工藝方法。

背景技術

鋁是目前世界上除鋼鐵外用量最大的金屬。鋁合金由于比重小、比強度高而廣泛應用于各個行業。但鋁的電位較負,合金中其他金屬元素的加入使其容易發生電化學腐蝕,造成嚴重的經濟損失。對鋁合金進行表面處理不僅可以有效的解決上述防腐問題，同時還能提高鋁合金的裝飾價值。

金黃色華麗貴重，是近年來國內外金屬、非金屬材料表面裝飾的一種流行色，但金價昂貴，用金裝飾受到限制。仿金工藝的出現解決了這個問題。已有的鋁合金仿金技術多采用傳統的電解著色方法，但這種方法電能消耗大、需專用設備及工夾具,投資大、成本高，且不適用于大型、超小型工件及結構復雜工件的處理?；瘜W氧化著仿金色技術可改善上述不足。

傳統的鋁合金表面處理使用鉻酸鹽轉化，外表為金黃色,用于室內裝飾顯得富麗堂皇，深受用戶喜愛，但由于六價鉻為致癌物質，對環境造成了嚴重的污染。我國已于2007年3月1日起執行歐盟RoHS指令，禁止在金屬表面處理生產過程中使用六價鉻等有毒有害物質。近年來，隨著環保產業的發展以及人們的環保意識的提高，出現了許多無鉻新工藝，但這些工藝處理后的表面為其他顏色，不能滿足目前工業對于鋁合金耐蝕性能好和金黃色外表裝飾性的要求，因此有必要研究開發一種工業需要的金黃色鉻酸鹽處理替代工藝。

許龍、郭瑞光等人在常溫條件下，采用無毒的高錳酸鉀、Na₂S₂O₈、NaF、十二烷基苯磺酸鈉混合液，進行轉化處理，在鋁合金表面制備金黃色無鉻轉化膜。采用此工藝形成的轉化膜主要由Al，O，F，Mn元素組成，耐腐蝕性能良好；易愛華、黎雪芬等人在含有Ti（H₂TiF₆）／Zr（H₂ZrF₆）、NaF、的處理液中加入單寧酸、有機緩蝕劑和硫酸錳，在鋁合金基體上得到了耐蝕性能優異的金黃色轉化膜。這些學者研究的工藝條件所得的氧化膜著色效果良好，且耐蝕性優良，但氧化著色配方中均用到的NaF等含氟物質，對人體健康、環境有害，還有待改進。

發明內容

本發明的目的在于提出一種能克服以上現有技術缺陷、制備過程無害化的在鋁合金表面形成金黃色膜層的方法。

本發明技術方案是：將潔凈的鋁合金置于由高錳酸鉀、過硫酸鈉、乙酸鈉和氯酸鈉組成的氧化著色液中進行氧化后，取得表面具有金黃色膜層的鋁合金。

以往采用的化學氧化工藝配方中多為含鉻或含氟等有害物質，本發明利用化學氧化法在鋁合金表面著上一層均勻的金黃色膜層，本發明的工藝配方無毒環保、著色液成分簡單，配制便捷，處理工藝簡單，且著色效果良好，便于實際生產。另外，本發明中所述的化學氧化在鋁合金表面形成的金黃色著色膜具有隨氧化溫度、氧化時間的增大顏色加深的特點。

本發明相對于現有技術，其優點如下：

1、采用本發明中的化學氧化方法對鋁合金進行表面著色，相較于電解等其他方法操作簡單，電能消耗小、無需專用設備及工夾具,投資小、成本低，且適用于大型、超小型工件及結構復雜工件的處理。

2、相比已提出的含鉻、含氟等有害物質的氧化著色配方，采用本發明對鋁合金進行著色不含對人體健康、環境有害的物質，無毒環保。

3、本發明的氧化溶液只含有四種組成物質，用量、氧化時間、溫度均適中，著色液成分簡單，配制便捷，處理工藝簡單，且著色效果良好，便于實際生產。

進一步地，本發明所述氧化著色液中高錳酸鉀、過硫酸鈉、乙酸鈉和氯酸鈉組成分別為0.5～2.5g/L、2～6g/?L、0.5～2.5g/?L和2.5～12.5g/?L。該配方下可有效去除原有著色配方中的氟化物，采用乙酸鈉和氯酸鈉復合氧化劑可增加膜層顏色的鮮艷度。

本發明所述氧化著色液的pH為10.0～12.0?？墒寡趸赡ゎ伾钌?，金黃色效果更強。

氧化時所述氧化著色液的溫度為20～70℃，氧化時間為5～30min。隨著溫度的升高，由淡黃色到黃棕色膜層逐漸變深。氧化時間的變化，在5min時膜層顏色就已變成金黃色，但隨著時間延長，膜厚增加。本發明選用以上溫度和時間使能效和質量都達到了較理想的結果。

更優選的氧化時所述氧化著色液的溫度為55～65℃，氧化時間為5～10min。