CN110552040A - 一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：1)前处理；2)阳极氧化；3)敏化处理；4)交流扩孔；5)电解着色铜盐：采用由3～7％硫酸、3～7％硫酸铜、25～35％硫酸镁、1～2.5％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压5～15V、时间3～10min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；6)半封孔处理；7)电泳处理，得成品。本发明通过调整工艺步骤及参数，采用敏化处理、交流扩孔与交流电解着色铜盐相结合，多方面提高铜盐着色的效果，使经处理后的铝型材表面膜装饰性好、硬度高、结合力强、耐磨性好、耐腐蚀性强，且该工艺适用于各种尺寸、规格、形态的铝型材表面处理。

Description

一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺
技术领域
本发明涉及铝型材表面处理技术领域，特别涉及一种铝型材着色工艺。
背景技术
随着铝合金材料应用的日益广泛，铝合金在大气中能自然形成一层氧化膜，但氧化膜层薄且疏松多孔，不能作为可靠的防护、装饰性膜层。为了增强铝合金氧化膜的防护性及装饰性，常对其表面进行阳极氧化处理并电解着色处理。铝合金经阳极氧化、电解着色后，其抗蚀耐侯性、耐磨性明显改善。目前铝合金材料电解着色工艺已经有很多种，但是铜盐着色技术因其难以解决的边缘效应和尖端放电导致着色后形成明显色差，再加上处理后的产品经过后道工序后膜层耐蚀性差，膜色不均匀，甚至出现明显的色调变化、褪色的问题，是一直没有形成批量生产的原因。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺。
本发明所采取的技术方案是：一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：铝型材依次进行清洗、碱蚀、抛光处理；
2)阳极氧化：使用硫酸和铝离子溶液对铝型材进行阳极氧化处理；
3)敏化处理：将铝型材浸泡于含有还原剂和络合剂的敏化液中进行敏化处理；
4)交流扩孔：使用磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔；
5)电解着色铜盐：采用由3～7％硫酸、3～7％硫酸铜、25～35％硫酸镁、1～2.5％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压5～15V、时间3～10min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；
6)半封孔处理：将半成品进行中温半封孔处理；
7)电泳处理：将半封孔完成后的铝型材置于电泳槽中进行电泳处理，得成品。
本发明采用敏化处理和交流扩孔相结合作为电解铜盐着色的预处理工序，对铝型材表面形成的阳极氧化膜膜层的微孔进行修饰改性，改变膜的微观组成或结构，使得膜层内部含有使Cu2+有还原趋势的物质，从而在后期电解铜盐着色过程中使Cu2+在铝型材的表面和内部都发生反应，有效避免了因膜层表面铜原子脱落而导致膜层褪色的缺陷。同时，本发明采用交流电解着色的方式，使经处理的铝型材硬度较高、耐磨性好，颜色均匀而且稳定性能优良，使用过程中不会褪色。本发明在着色工序后对铝型材进行半封孔处理，既不会阻碍后续电泳漆膜的形成，又加强了对电解着色表面的保护。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)阳极氧化过程中所述硫酸和铝离子溶液的浓度为硫酸80～100g/L、Al3+1～3g/L，阳极氧化电压为15～30V、时间为10～30min、温度为25～30℃。
作为上述方案的进一步改进，步骤3)中所述还原剂为乙醛酸。
作为上述方案的进一步改进，步骤3)中所述络合剂为柠檬酸。
作为上述方案的进一步改进，步骤4)中所述磷酸溶液的浓度为60～80g/L，电压为10～15V、时间为2～5min。
作为上述方案的进一步改进，步骤7)电泳处理过程中工艺参数为：电压100～120V、pH为7.5～8.5、温度为30～35℃、处理时间为30～60s。
本发明的有益效果是：本发明通过调整工艺步骤及参数，采用敏化处理、交流扩孔与交流电解着色铜盐相结合，多方面提高铜盐着色的效果，使经处理后的铝型材表面膜装饰性好、硬度高、结合力强、耐磨性好、耐腐蚀性强，且该工艺适用于各种尺寸、规格、形态的铝型材表面处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：铝型材依次进行清洗、碱蚀、抛光处理；
2)阳极氧化：使用浓度为80g/L的硫酸与铝离子浓度为3g/L的溶液的混合液对铝型材进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为15V、时间为30min、温度为25℃；
3)敏化处理：将铝型材浸泡于含有乙醛酸和柠檬酸的敏化液中进行敏化处理；
4)交流扩孔：使用浓度为80g/L的磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔，控制电压为10V、时间为5min；
5)电解着色铜盐：采用由3％硫酸、7％硫酸铜、25％硫酸镁、2.5％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压15V、时间3min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；
6)半封孔处理：将半成品进行中温半封孔处理；
7)电泳处理：将半封孔完成后的铝型材置于电泳槽中进行电泳处理，控制电压120V、pH为7.5、温度为35℃、处理时间为30s，得实施例1成品。
实施例2
一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：铝型材依次进行清洗、碱蚀、抛光处理；
2)阳极氧化：使用浓度为100g/L的硫酸与铝离子浓度为1g/L的溶液的混合液对铝型材进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为30V、时间为10min、温度为30℃；
3)敏化处理：将铝型材浸泡于含有乙醛酸和柠檬酸的敏化液中进行敏化处理；
4)交流扩孔：使用浓度为60g/L的磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔，控制电压为15V、时间为2min；
5)电解着色铜盐：采用由7％硫酸、3％硫酸铜、35％硫酸镁、1％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压15V、时间3min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；
6)半封孔处理：将半成品进行中温半封孔处理；
7)电泳处理：将半封孔完成后的铝型材置于电泳槽中进行电泳处理，控制电压100V、pH为8.5、温度为30℃、处理时间为60s，得实施例2成品。
实施例3
一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：铝型材依次进行清洗、碱蚀、抛光处理；
2)阳极氧化：使用浓度为90g/L的硫酸与铝离子浓度为2g/L的溶液的混合液对铝型材进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为20V、时间为15min、温度为28℃；
3)敏化处理：将铝型材浸泡于含有乙醛酸和柠檬酸的敏化液中进行敏化处理；
4)交流扩孔：使用浓度为70g/L的磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔，控制电压为12V、时间为4min；
5)电解着色铜盐：采用由5％硫酸、5％硫酸铜、30％硫酸镁、2％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压10V、时间8min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；
6)半封孔处理：将半成品进行中温半封孔处理；
7)电泳处理：将半封孔完成后的铝型材置于电泳槽中进行电泳处理，控制电压120V、pH为8、温度为30℃、处理时间为50s，得实施例3成品。
实施例4
一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其包括如下工艺步骤：
1)前处理：铝型材依次进行清洗、碱蚀、抛光处理；
2)阳极氧化：使用浓度为100g/L的硫酸与铝离子浓度为2g/L的溶液的混合液对铝型材进行阳极氧化处理，阳极氧化电压为25V、时间为15min、温度为25℃；
3)敏化处理：将铝型材浸泡于含有乙醛酸和柠檬酸的敏化液中进行敏化处理；
4)交流扩孔：使用浓度为65g/L的磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔，控制电压为15V、时间为4min；
5)电解着色铜盐：采用由4％硫酸、6％硫酸铜、28％硫酸镁、2％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压12V、时间7min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；
6)半封孔处理：将半成品进行中温半封孔处理；
7)电泳处理：将半封孔完成后的铝型材置于电泳槽中进行电泳处理，控制电压110V、pH为8.5、温度为35℃、处理时间为45s，得实施例4成品。
实施例5：性能检测
将实施例1～4成品分别进行相关性能检测，所得检测结果如下表1所示。
表1性能检测结果
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (6)

1.一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：
1)前处理：铝型材依次进行清洗、碱蚀、抛光处理；
2)阳极氧化：使用硫酸和铝离子溶液对铝型材进行阳极氧化处理；
3)敏化处理：将铝型材浸泡于含有还原剂和络合剂的敏化液中进行敏化处理；
4)交流扩孔：使用磷酸溶液对铝合金进行交流扩孔；
5)电解着色铜盐：采用由3～7％硫酸、3～7％硫酸铜、25～35％硫酸镁、1～2.5％分散剂和余量水组成的着色液，于交流电压5～15V、时间3～10min、温度室温工艺条件下进行交流电解着色铜盐，得半成品；
6)半封孔处理：将半成品进行中温半封孔处理；
7)电泳处理：将半封孔完成后的铝型材置于电泳槽中进行电泳处理，得成品。
2.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其特征在于：步骤2)阳极氧化过程中所述硫酸和铝离子溶液的浓度为硫酸80～100g/L、Al3+1～3g/L，阳极氧化电压为15～30V、时间为10～30min、温度为25～30℃。
3.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其特征在于：步骤3)中所述还原剂为乙醛酸。
4.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其特征在于：步骤3)中所述络合剂为柠檬酸。
5.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其特征在于：步骤4)中所述磷酸溶液的浓度为60～80g/L，电压为10～15V、时间为2～5min。
6.根据权利要求1所述的一种铝型材阳极氧化铜盐电解着色工艺，其特征在于：步骤7)电泳处理过程中工艺参数为：电压100～120V、pH为7.5～8.5、温度为30～35℃、处理时间为30～60s。
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