CN108691002A - 一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法，所述的方法包括步骤：(1)提供洁净的铝合金表面；(2)预出光步骤；(3)腐蚀步骤；(4)出光步骤；以及(5)瓷质氧化步骤。本发明的方法优点如下：(1)耐腐性好，具有良好弹性和绝缘性。(2)膜层与塑料相似，具有瓷釉般光泽，美观大方。(3)具有良好的吸附能力，能染上不同的颜色，具有良好的装饰效果等优点。

Description

一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法
技术领域
本发明涉及一种合金的表面处理方法，具体地涉及一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法。
背景技术
铝合金轮毂表面一般通过涂装、真空镀膜、电镀等几种方法来处理，既起到表面防护作用又起到装饰作用。真空镀膜和涂装工艺需要经过多次长时间烘烤，多次成膜，工艺和设备复杂，成本高。目前，国内外铝轮毂的电镀涂装结合轮工艺均采用先电镀后涂装的方法。这种传统的电镀工艺存在诸多缺点1.电镀前还要进入抛光工序；2.采用先电镀，整个产品表面均是电镀层，电镀费用加上抛光费用大约需要280元左右，原材料成本及加工成本都较高；3.涂装时要多次烘烤，会导致低区镀层起泡，报废率较高；4.电镀后要将轮缘部分用特殊的胶带纸粘住再进行涂装，该胶带纸成本很高，涂装完成后还要再人工将胶带纸取下；5.由于整个产品表面均需电镀，存在低区现象，电镀合格率较低；6.退镀返修成本高，需要将整只产品全退后重新电镀；7.预镀镍步骤时间很长，这导致了整个电镀过程的总时间较长。
铝合金瓷质氧化又称仿釉氧化，是精饰铝合金的一种方法，与传统的电镀工艺不同，它实际上是由酸酐或草酸阳极化法衍生而来，外表类似瓷釉，搪瓷或塑料，具有良好的耐蚀性能，并能染色获得良好的装饰效果。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法，从而克服以上的问题。
除非另外地说明，在本发明的说明书和权利要求中所有的“溶液”均是水溶液，在溶质之外的组分均为水。
在本发明的一个方面，提供了一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法，所述的方法包括步骤：(1)提供洁净的铝合金表面；(2)预出光步骤：将步骤1得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗1-5分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为380-400g/L的浓硝酸；(3)腐蚀步骤：将步骤2得到的铝合金表面在腐蚀液中淋洗1-5分钟，所述的腐蚀液包含45-50g/L的氢氧化钠和45-50g/L的氟化钠，并且温度为60-70摄氏度，随后进行清洗；(4)出光步骤：将步骤3得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗1-5分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为380-400g/L的浓硝酸，随后进行清洗；以及(5)瓷质氧化步骤：将铝合金表面在瓷质氧化液中电镀45-48分钟，并且向将该铝合金表面为阳极，阳极电流密度是0.5-1.0A/dm2；电压为28-38V，温度为45-50摄氏度，随后进行清洗；所述的瓷质氧化液包括36-38g/L的铬酐和6-11g/L的草酸。
在本发明优选的方面，在步骤1中，所述的洁净的铝合金表面是通过以下的方法来得到的：(1A)使用无氢氧化钠的碱性溶液在25-35摄氏度下淋洗15-20分钟；(1B)热水清洗随后使用冷水清洗。
在本发明优选的方面，在步骤2中，将步骤1得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗4分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为390g/L的浓硝酸。
在本发明优选的方面，在步骤3中，将步骤2得到的铝合金表面在腐蚀液中淋洗4分钟，所述的腐蚀液包含47g/L的氢氧化钠和47g/L的氟化钠，并且温度为65摄氏度，随后进行清洗。
在本发明优选的方面，在步骤3之后采取热水清洗之后再冷水清洗的方法进行清洗；其中热水清洗进行1-5分钟，水温为60-80摄氏度；冷水清洗进行1-5分钟，水温为15-20摄氏度。
在本发明优选的方面，在步骤4中，将步骤3得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗4分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为390g/L的浓硝酸，随后进行清洗。
在本发明优选的方面，在步骤4和5之间，还包括将铝合金表面在高压水枪下进行冲洗的步骤，所述的高压水枪的水压为1200-1400Bar，冲洗时间为30-60秒。
在本发明优选的方面，在步骤5中，将铝合金表面在瓷质氧化液中电镀46分钟，并且向将该铝合金表面为阳极，阳极电流密度是0.72A/dm2；电压为32V，温度为47摄氏度，随后进行清洗和染色。
在本发明优选的方面，在步骤5之后，还包括将步骤5得到的铝合金表面使用染料进行染色的步骤6。
在本发明优选的方面，所述的染色的步骤选自：(6A)使用蓝色染色液在25-35摄氏度下染色6-8分钟，所述的蓝色染色液包含12-48g/L的亚铁***和25-80g/L的氯化钾；(6B)使用黑色染色液在20-25摄氏度下染色6-8分钟，所述的黑色染色液包含55-85g/L的醋酸钴和20-25g/L的高锰酸钾；(6C)使用白色染色液在25-35摄氏度下染色6-8分钟，所述的白色染色液包含10-50g/L的醋酸铅和20-40g/L的硫酸钠。
在本发明优选的方面，在所述的染色步骤之后，还包括漂洗和70-80摄氏度下烘干的步骤。
本发明的方法优点如下：(1)耐腐性好，具有良好弹性和绝缘性。(2)膜层与塑料相似，具有瓷釉般光泽，美观大方。(3)具有良好的吸附能力，能染上不同的颜色，具有良好的装饰效果等优点。
具体实施方式
实施例1
1.试验器材
耐热、酸、碱塑料槽：30L；整流器(氧化电源)：200A/100V
极板：铅及铅锑合金板；极棒和导线：铜排，铜导线
材料：铝合金轮毂
2.配液
1.铬酸硼酸法(配30L溶液)
称取工业级铬酸酐1120g(40g/L)和工业级硼酸84g(3g/L)分别用蒸馏水溶解后加入30L槽液中，加蒸馏水至规定体积，然后待用。在该方法中，电镀过程中电流密度0.5-1.0A/dm2。
2.阳极化方式和阳极化后处理
采用加热器升温、压缩空气搅拌和双边挂阳极板进行氧化，采用稳压方式生产，阳极化后采用温度为90℃左右的蒸馏水填充30～60min即可。
3.工艺试验和结果
所述的方法包括步骤：(1)提供洁净的铝合金表面，所述的洁净的铝合金表面是通过以下的方法来得到的：(1A)使用无氢氧化钠的碱性溶液在30摄氏度下淋洗18分钟；(1B)热水清洗随后使用冷水清洗；(2)预出光步骤：将步骤1得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗4分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为390g/L的浓硝酸；(3)将步骤2得到的铝合金表面在腐蚀液中淋洗4分钟，所述的腐蚀液包含47g/L的氢氧化钠和47g/L的氟化钠，并且温度为65摄氏度，随后进行清洗；(4)出光步骤：将步骤3得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗4分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为390g/L的浓硝酸，随后进行清洗；以及(5)瓷质氧化步骤：将步骤4得到的铝合金表面在瓷质氧化液中电镀46分钟，并且向将该铝合金表面为阳极，阳极电流密度是0.72A/dm2；电压为32V，温度为47摄氏度，随后进行清洗和染色；所述的瓷质氧化液包括37g/L的铬酐和8g/L的草酸。
在本实施例中，采取了以下的三种染色条件：
A：使用蓝色染色液在28摄氏度下染色7分钟，所述的蓝色染色液包含30g/L的亚铁***和40g/L的氯化钾。
B：使用黑色染色液在28摄氏度下染色7分钟，所述的黑色染色液包含75g/L的醋酸钴和22g/L的高锰酸钾。
C：用白色染色液在28摄氏度下染色7分钟，所述的白色染色液包含30g/L的醋酸铅和30g/L的硫酸钠。
4.工艺试验结论
试验后铝合金瓷质阳极氧化膜呈现出如下特点，铝合金瓷质阳极氧化膜颜色因材料状态不同而呈现颜色。它们具有不透明，外观和搪瓷釉层差不多。膜层致密，有较高的硬度、耐磨性、良好的绝热性和电绝缘性。从工艺操作上看，铬酸硼酸法稳定，操作简单，容易掌握。
实施例2
本实施例的方法和实施例1的区别在于，在步骤4和5之间，还包括将铝合金表面在高压水枪下进行冲洗的步骤，所述的高压水枪的水压为1360Bar，冲洗时间为45秒。
在本实施例中，采取了以下的三种染色条件：
A：使用蓝色染色液在28摄氏度下染色7分钟，所述的蓝色染色液包含30g/L的亚铁***和40g/L的氯化钾。
B：使用黑色染色液在28摄氏度下染色7分钟，所述的黑色染色液包含75g/L的醋酸钴和22g/L的高锰酸钾。
C：用白色染色液在28摄氏度下染色7分钟，所述的白色染色液包含30g/L的醋酸铅和30g/L的硫酸钠。
实施例3
在本实施例中，对实施例1和2所得到的六种表面分别进行了铜加速醋酸盐雾试验测试。该测试按照GMW14458:2011和GMW14729：2012所描述的方法来进行。在250、500、1000、1250和1500小时的暴露时间之后分别对样品进行结果评定，结果显示在表1中。该实验在(SF2000SF2000SF2000)7#盐雾试验箱盐中进行，并且由中信戴卡股份有限公司试验中心完成试验。
表1：实施例1-2的各组产品表面在CASS试验下的试验结果。
从表1中可以看到的是，实施例2在引入了高压冲洗步骤之后，在1250小时的CASS试验中全部通过，具有更好的表面防护能力。

Claims (10)

1.一种用于铝合金表面瓷质化处理的方法，所述的方法包括步骤：(1)提供洁净的铝合金表面；(2)预出光步骤：将步骤1得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗1-5分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为380-400g/L的浓硝酸；(3)腐蚀步骤：将步骤2得到的铝合金表面在腐蚀液中淋洗1-5分钟，所述的腐蚀液包含45-50g/L的氢氧化钠和45-50g/L的氟化钠，并且温度为60-70摄氏度，随后进行清洗；(4)出光步骤：将步骤3得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗1-5分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为380-400g/L的浓硝酸，随后进行清洗；以及(5)瓷质氧化步骤：将铝合金表面在瓷质氧化液中电镀45-48分钟，并且向将该铝合金表面为阳极，阳极电流密度是0.5-1.0A/dm2；电压为28-38V，温度为45-50摄氏度，随后进行清洗；所述的瓷质氧化液包括36-38g/L的铬酐和6-11g/L的草酸。
2.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤1中，所述的洁净的铝合金表面是通过以下的方法来得到的：(1A)使用无氢氧化钠的碱性溶液在25-35摄氏度下淋洗15-20分钟；(1B)热水清洗随后使用冷水清洗。
3.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤2中，将步骤1得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗4分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为390g/L的浓硝酸。
4.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤3中，将步骤2得到的铝合金表面在腐蚀液中淋洗4分钟，所述的腐蚀液包含47g/L的氢氧化钠和47g/L的氟化钠，并且温度为65摄氏度，随后进行清洗。
5.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤3之后采取热水清洗之后再冷水清洗的方法进行清洗；其中热水清洗进行1-5分钟，水温为60-80摄氏度；冷水清洗进行1-5分钟，水温为15-20摄氏度。
6.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤4中，将步骤3得到的铝合金表面在浓硝酸中淋洗4分钟，并且随后洗涤，所述的浓硝酸为390g/L的浓硝酸，随后进行清洗。
7.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤4和5之间，还包括将铝合金表面在高压水枪下进行冲洗的步骤，所述的高压水枪的水压为1200-1400Bar，冲洗时间为30-60秒。
8.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤5中，将铝合金表面在瓷质氧化液中电镀46分钟，并且向将该铝合金表面为阳极，阳极电流密度是0.72A/dm2；电压为32V，温度为47摄氏度，随后进行清洗和染色。
9.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，在步骤5之后，还包括将步骤5得到的铝合金表面使用染料进行染色的步骤6。
10.根据权利要求1所述的用于铝合金表面瓷质化处理的方法，其特征在于，所述的染色的步骤选自：(6A)使用蓝色染色液在25-35摄氏度下染色6-8分钟，所述的蓝色染色液包含12-48g/L的亚铁***和25-80g/L的氯化钾；(6B)使用黑色染色液在20-25摄氏度下染色6-8分钟，所述的黑色染色液包含55-85g/L的醋酸钴和20-25g/L的高锰酸钾；(6C)使用白色染色液在25-35摄氏度下染色6-8分钟，所述的白色染色液包含10-50g/L的醋酸铅和20-40g/L的硫酸钠。
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