[發明專利]一種鋁合金表面處理及上色工藝

在審

• 申請號: 201710468261.X
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107313098A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 陳長發
• 申請（專利權）人: 江西劍發鋁型材有限公司
• 主分類號: C25D11/16
• 分類號: C25D11/16;C25D11/08;C25D11/24;C25D13/04;C23G1/12
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司11421
• 代理人: 史煒煒

技術領域

本發明屬于鋁合金表面處理工藝，尤其涉及一種鋁合金表面處理及上色工藝。

背景技術

鋁合金因為其表面硬度高，且密度較其他常規金屬(如鐵)等輕，故廣泛應用于建材、家電、箱包等各個產品及領域。

但由于鋁與大氣中氧的親和力較強，鋁合金材料表面容易形成一層致密的氧化膜，該氧化膜存在多孔、厚度較薄、機械強度低等性質，導致了其容易被酸堿等物質侵入其中腐蝕的缺點。

隨著人民生活水平的提高，對鋁合金表面顏色的要求也越來越高，希望賦予鋁合金表面豐富的色彩。傳統對鋁合金表面進行上色的方法主要有陽極氧化電解著色電泳及陽極氧化染色電泳，前者由于僅僅是將染料填充在鋁合金表面縫隙中，故存在耐磨性，耐久性，耐腐蝕性差的缺點。后者受電泳涂料的限制，無法形成豐富的色彩。

已公開的發明專利201310247088.2提出了通過陽極氧化前處理、陽極氧化生成氧化膜、有機染色、表面半封孔、最后陽極氧化無色電泳的技術方案(專利公開文件中稱其為有機染色電泳)，該方案雖然解決了上述問題，但存在以下問題：

一、半封孔工藝(電泳本身是一種封孔工藝，電泳前的封孔一般不能把鋁材氧化膜中間的孔封死，若全部封死，電泳時電泳漆不容易附著在鋁材表面，故稱為半封孔。詳見專利201310247088.2說明書[0026]段：封孔時間因要電泳不能封死，一般1-2分鐘。)存在以下缺點：1.封孔程度受PH值、溫度、時間、材料等因素制約，故實施較為繁瑣，如果全部封死，則電泳效果不佳，電泳膜厚度較薄；如果輕度封孔，則染色附著在鋁合金表面的染料容易在電泳時脫落，造成褪色；2.國內常用的封孔劑為含鎳鹽，如醋酸鎳，其具有可燃，有毒，具刺激性，具致敏性，對環境有害等特點。

二、在進行陽極氧化前處理時需要使用氫氟酸，該物質劇毒，對人體和環境危害巨大。

三、在進行陽極氧化前處理時形成的鋁材表面為光亮面，但在實際產品生產時，可能需要形成磨砂面，以獲得更好的視覺效果。

發明內容

本發明的目的是：提供一種鋁合金表面處理及上色工藝，該工藝對環境和人體無害，形成的鋁合金表面膜耐磨、耐久、耐腐蝕。

本發明的技術方案是：一種鋁合金表面處理及上色工藝，包括陽極氧化前處理-低溫陽極氧化-常溫有機染色-染料固化-常規無色電泳-高溫固化六個步驟，具體如下：

步驟一、陽極氧化前處理：將表面清潔的鋁材在清洗槽中進行酸洗去污，如鋁材表面需要形成光面效果，則經水洗后進入出光槽出光，然后經水洗進入中和槽中和。如果鋁材表面需要形成磨砂效果，則需要在清洗槽中酸洗后再經水洗然后進入磨砂槽生成磨砂面，再經水洗進入出光槽出光，最后經水洗進入中和槽中和。關鍵工藝點有：清洗槽槽液為質量比6:3:1的磷酸、硫酸、硝酸溶液，溫度95-105℃，處理時間3-6分鐘；出光槽槽液為10-15％的硝酸溶液，溫度為20-40℃的常溫，處理時間3-5分鐘；磨砂槽槽液為質量比1：1的氫氧化鈉和硝酸鈉溶液，溫度為75-95℃；中和槽槽液為160-200克/升的硫酸溶液。

步驟二、陽極氧化：經陽極氧化前處理之后的鋁材，在陽極氧化槽液中進行陽極氧化處理。關鍵工藝點有：氧化槽液為濃度98％的硫酸：140-180克/升，溫度16-18℃，電流密度1.2-1.5A/平方米，根據鋁材所需形成氧化膜的厚度控制處理時間，處理完經過水洗后進入下道工序，使用140-180克/升的硫酸槽液及溫度16-18℃的低溫氧化形成的氧化膜孔徑較小，有利于后期染色時染色劑的填充。

步驟三、常溫有機染色：陽極氧化并水洗之后的鋁材，在染色槽中進行染色處理。關鍵工藝點有：染色染料為有機染料，染料濃度根據所需顏色深淺配置，20-40℃之間的常溫，處理時間根據需要形成的鋁材表面顏色深淺決定。染色后經水洗進入下道工序。

步驟四、染料固化：常溫有機染色并水洗之后的鋁材，在表面干燥條件下進行懸掛烘烤。關鍵工藝點有：溫度120-150℃，保溫時間5-7分鐘。

步驟五、常規無色電泳：染料固化后的鋁材自然冷卻至環境溫度后直接進入常規無色電泳，電泳漆固體成分3.5-4.5克/升，PH7.5-8.5，電導率：350-1000us/cm，時間2-3分鐘。染色后經一次水洗進入下道工序。無色電泳是為了在已經染色并固化的表面形成一層電泳膜(一般為樹脂材料)，增加其色牢度、硬度、抗氧化能力、抗腐蝕能力。

步驟六、高溫固化：溫度180-200度，保溫時間50-60分鐘。

與現有技術相比，本發明的進步點在于：