[發明專利]一種鋁合金陽極氧化著色處理方法

有效

• 申請號: 201610003255.2
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105506706B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 萬曄;張允典;錢施光;朱旭
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: C25D11/24
• 分類號: C25D11/24;C25D11/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 呂敏

技術領域

本發明屬于金屬材料技術領域，特別是涉及一種鋁合金陽極氧化著色處理方法，用于鋁合金表面處理。

背景技術

鋁合金由于具有密度低、比強度高，具有良好的力學性能、良好的耐蝕性、優異的導電導熱性和良好的鑄造性能等特點，在現代汽車工業、航天工業、電子通訊業、計算機業等領域有著十分廣泛的應用。

鋁合金是一種重要的工程材料，在自然環境下它的表面可以形成一層天然氧化膜，但是該非晶態的薄膜結構松散，不能提供良好的耐蝕性，無法滿足使用要求。這種在自然環境下形成的氧化膜耐候性和可靠性都非常差，日常使用容易破損，尤其是面對目前酸雨、工業粉塵、溫室效應等極端惡劣環境問題時，這方面的缺點更是突出，這將對鋁合金的表面抗腐蝕能力造成極大程度的影響。

2024鋁合金是Al-Cu-Mg系合金，廣泛應用于飛機大鍛件和厚板、鉚釘、汽車輪轂、螺旋槳元件及其它各種結構件。由于長期工作條件下的磨損和疲勞磨損，需要對其表面進行特殊處理而形成保護膜層，采用表面處理可以提高防護性、裝飾性和功能性，克服鋁及鋁合金表面性能方面的缺點，提高耐蝕耐磨性，延長使用壽命。

傳統工藝對鋁合金陽極氧化處理大多采用硫酸法，處理時電源電壓較高，由于硫酸具有強氧化性和腐蝕性，電解槽內發生的化學反應時會釋放大量的熱量，需要增加降溫裝置對整個生產設備進行降溫處理，這對生產工藝提出了較高要求。

鋁合金的傳統著色方法多采用一步電解法或二步電解法，需要引入相應的金屬鹽，重金屬離子處理不當容易污染環境，不利于節能減排，著色處理后的鋁合金表面色彩較為單一，想要得到豐富多彩的顏色往往導致工藝流程復雜，生產成本較高。

2024鋁合金的合金成分中含有較高含量的Cu元素，容易發生局部腐蝕和晶間腐蝕。一般認為，在陽極氧化過程中CuAl2相溶解較快，常常成為電流聚集的中心，容易造成該部位的膜層過熱而溶解，嚴重的會燒毀甚至擊穿零件。關于鋁合金表面處理通用中的陽極氧化法，由于上述多種條件限制而難以在2024鋁合金上得到進一步推廣。

發明內容

針對上述存在的技術問題，為了克服上述傳統陽極氧化工藝的不足，本發明提供一種鋁合金陽極氧化著色處理方法，采用直流電、低電壓的電源加載方式的，儀器設備較為簡化的，生產過程中能耗較低的，流程操作簡單的，著色范圍廣泛、色彩豐富的，鋁合金陽極氧化著色處理方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明一種鋁合金陽極氧化著色處理方法，以直流電、低電壓的電源加載方式，以硫酸溶液作為電解液的主要成分，采用有機染料吸附著色的方法，以有機染料為染色劑進行陽極氧化，具體步驟為：

(1)陽極氧化處理：用硫酸溶液的電解液對鋁合金試樣進行陽極氧化處理；電源加載模式為直流電，進行陽極氧化處理；溫度為常溫條件；處理完成后立即用去離子水洗凈晾干，得到晶態結構的陽極氧化鋁薄膜試樣表面；

(2)著色處理：將有機染料充分溶解，加熱至45℃并保溫，放入制備好的陽極氧化鋁薄膜的試樣，浸泡20～30min，形成染色樣品。

進一步地，所述著色處理工藝后還進行封閉處理工藝，將著色處理后的試樣取出，去離子水沖洗干凈后，加入沸水中保溫，封閉處理完成；取出試樣，去離子水沖洗干凈，干燥即可。

進一步地，所述封閉處理工藝參數為：去離子水；溫度100℃；pH值5.5～6.5；沸騰時間20～30min。

進一步地，所述陽極氧化處理工藝前還進行前處理，用240#至1200#砂紙依次打磨鋁合金試樣，將鋁合金表面打磨光滑，放入乙醇中清洗除油處理；在鋁合金樣品表面涂拋光膏，進行機械拋光處理；依次進行堿洗、酸洗，再用去離子水沖洗吹干，得到干凈而且沒有劃痕的鋁合金試樣。

進一步地，所述硫酸溶液的電解液成分為：硫酸濃度為150～200g/L，硫酸鋁濃度為10～20g/L。

進一步地，所述陽極氧化鋁薄膜的粗糙度值Ra小于0.5μm。

進一步地，所述陽極氧化處理時間8000s～10000s。

進一步地，所述直流電的電壓為5～10V。

進一步地，所述有機染料吸附著色工藝參數為：染色液為：X型有機染料3～5g/L；染色時間20～30min；染色液溫度40～45℃。本發明的有益效果為：