CN111118572A - 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品 - Google Patents

铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品 Download PDF

Info

Publication number
CN111118572A
CN111118572A CN201811285334.2A CN201811285334A CN111118572A CN 111118572 A CN111118572 A CN 111118572A CN 201811285334 A CN201811285334 A CN 201811285334A CN 111118572 A CN111118572 A CN 111118572A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
arc oxidation
aluminum alloy
electrolyte
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811285334.2A
Other languages
English (en)
Inventor
于飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huafu Precision Technology Ma'anshan Co ltd
Original Assignee
Huafu Precision Technology Ma'anshan Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huafu Precision Technology Ma'anshan Co ltd filed Critical Huafu Precision Technology Ma'anshan Co ltd
Priority to CN201811285334.2A priority Critical patent/CN111118572A/zh
Publication of CN111118572A publication Critical patent/CN111118572A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/026—Anodisation with spark discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/14—Producing integrally coloured layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及微弧氧化技术领域，具体是涉及一种用于制备铝合金黑色陶瓷膜的微弧氧化电解液、方法及其产品。本发明的铝合金微弧氧化电解液包括，水溶性磷酸盐5‑30g/L；碱金属氢氧化物1‑10g/L；柠檬酸盐5‑30g/L；着色剂5‑10g/L；溶剂为去离子水。相较于现有技术，本发明的铝合金微弧氧化电解液配方更为简易，通过于水溶性磷酸盐、碱金属氢氧化物、柠檬酸盐的电解液配方中添加着色剂制得铝合金黑色微弧氧化陶瓷膜，且所制得微弧氧化膜的微孔直径仅为0.5‑2μm，有效提高了上述黑色陶瓷膜的耐蚀性。

Description

铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品
【技术领域】
本发明涉及微弧氧化技术领域，具体是涉及一种用于制备铝合金黑色陶瓷膜的微弧氧化电解液、方法及其产品。
【背景技术】
微弧氧化技术，是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法。通过使用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
现有技术中多为铝合金白色或灰色微弧氧化陶瓷膜的制备。虽然少数存在制备铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜的方法，但其存在生产铝合金黑色陶瓷膜的微孔孔径过大的问题。如果微孔孔径过大，就会使该膜层的耐蚀性变差，使用一段时间后易褪色，影响铝合金外观品质。
有鉴于此，实有必要开发一种铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品，以解决上述问题。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种用于制备铝合金黑色陶瓷膜的微弧氧化电解液、方法及其产品。
为了达到上述目的，本发明的铝合金微弧氧化电解液配方包括：
水溶性磷酸盐 5-30g/L；
碱金属氢氧化物 1-10g/L；
柠檬酸盐 5-30g/L；
着色剂 5-10g/L；
溶剂为去离子水。
较佳的，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。
较佳的，所述水溶性磷酸盐包括六偏磷酸钠。
较佳的，所述着色剂为偏钒酸铵和钨酸钠按3:1比例配制而成的混合溶液。
本发明还包括一种使用上述微弧氧化电解液的铝合金微弧氧化方法，其包括：
(1)配制微弧氧化电解液；
(2)设置微弧氧化电源电参数；
(3)对铝合金试制片进行微弧氧化；
(4)清洗所述铝合金试制片并烘干。
较佳地，所述微弧氧化电源电参数包括电压设置为400-500V，脉冲频率设置为500-1000Hz，占空比为10-20％，电流密度为10-20A/dm2。
较佳地，所述步骤(3)所进行的微弧氧化时间为10-50min。
较佳地，所述铝合金微弧氧化方法还包括步骤(5)，即所述压铸铝合金试制片通过扫描电子显微镜进行微孔直径测量，所述微孔直径为0.5-2μm。
较佳地，所述微弧氧化电源为300A750V单向脉冲电源。
本发明还包括一种用上述微弧氧化电解液得到的铝合金产品。
相较于现有技术，本发明的铝合金微弧氧化电解液配方更为简易，通过于水溶性磷酸盐、碱金属氢氧化物、柠檬酸盐的电解液配方中添加着色剂制得铝合金黑色微弧氧化陶瓷膜，且所制得微弧氧化膜的微孔直径仅为0.5-2μm，有效提高了上述黑色陶瓷膜的耐蚀性。
【具体实施方式】
以下就本发明铝合金微弧氧化给出一较佳实施例。
选用铝合金6063为材料制成的铝合金试制片，铝合金试制片尺寸为110*70*1.5mm。然后对该试制片进行充分脱脂除油处理，通常是将试制片放入以丙酮及无水乙醇为组分的清洗剂中，在超声波清洗剂中清洗5-10分钟。然后放入烤箱中，在120℃温度下，将试制片烘干备用。
配制微弧氧化溶液，本实施例选用20g/L的磷酸钠、5g/L的氢氧化钠、15g/L的柠檬酸钠、偏钒酸铵6g/L、钨酸钠2g/L，按以上成分浓度混合搅拌均匀得到微弧氧化电解液。
本实施设置微弧氧化电源为300A750V单向脉冲电源，将铝合金试制片作为阳极，不锈钢板或石墨棒作为阴极，接通电源进行微弧氧化作业。本实施例的电流密度设置为15A/dm2，电压设置为480V，脉冲频率为1000Hz，占空比为10％，微弧氧化时间为25min。
微弧氧化完成后，用纯水清洗试样表面残留的微弧氧化电解液，然后将铝合金试制片在150℃下烘干60分钟。
将微弧氧化完成后的铝合金试制片通过扫描电子显微镜(SEM)对微弧氧化膜放大2000倍以测试微弧氧化膜的微孔直径，得到微孔直径仅为0.5-2μm，可见采用本发明的微弧氧化电解液配方对铝合金进行微弧氧化处理，所得到的黑色微弧氧化陶瓷膜微孔直径更小、致密性高，从而提高了微弧氧化膜的耐腐蚀性。
其中，本发明采用的柠檬酸钠参与了微弧氧化膜的生成，提高微弧氧化膜的致密性，有利于减小氧化膜的微孔孔径,提高膜层表面的光滑度。
本发明的微弧氧化电解液配方于相应浓度范围内均能够形成微弧氧化膜，本实施例仅选取其中一组浓度数据加以说明。
以上微弧氧化电学参数还可以设置为电压设置为400-500V，脉冲频率设置为500-1000Hz，占空比为10-20％，电流密度为10-20A/dm2，微弧氧化时间为10-50min。电学参数及氧化时间不同，对成膜厚度具有影响。本实施例仅选取了效果较佳的一组电学参数。
其中，6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，多用于建筑铝门窗、幕墙的框架。本发明的电解液配方适用于处理除压铸铝合金以外的普通铝合金，一般上述铝合金所产生的微弧氧化膜微孔直径较之压铸铝合金较小，但若采用以往的微弧氧化电解液配方仍会造成微孔直径过大的情况出现。
其中，一般情况下制成的铝合金微弧氧化陶瓷膜多为白色或灰色，本发明在添加了着色剂之后能够得到黑色铝合金微弧氧化陶瓷膜，从而可以满足不同铝合金微弧氧化膜外观品质的需要。
相较于现有技术，本发明的铝合金微弧氧化电解液配方更为简易，通过于水溶性磷酸盐、碱金属氢氧化物、柠檬酸盐的电解液配方中添加着色剂制得铝合金黑色微弧氧化陶瓷膜，且所制得微弧氧化膜的微孔直径仅为0.5-2μm，有效提高了上述黑色陶瓷膜的耐蚀性。
需要指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于制备铝合金黑色陶瓷膜的铝合金微弧氧化电解液，其特征在于，以浓度计，包括：
Figure FDA0001848906520000011
溶剂为去离子水。
2.根据权利要求1所述的铝合金微弧氧化电解液，其特征在于，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。
3.根据权利要求1所述的铝合金微弧氧化电解液，其特征在于，所述水溶性磷酸盐包括六偏磷酸钠。
4.根据权利要求1所述的铝合金微弧氧化电解液，其特征在于，所述着色剂为偏钒酸铵和钨酸钠按3:1比例配制而成的混合溶液。
5.一种使用如权利要求1至4中任意一项所述铝合金微弧氧化电解液的铝合金微弧氧化微弧氧化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配制微弧氧化电解液；
(2)设置微弧氧化电源电参数；
(3)对铝合金试制片进行微弧氧化；
(4)清洗所述铝合金试制片并烘干。
6.根据权利要求5所述的铝合金微弧氧化方法，其特征在于，所述微弧氧化电源电参数包括电压设置为400-500V，脉冲频率设置为500-1000Hz，占空比为10-20％，电流密度为10-20A/dm2。
7.根据权利要求5所述的铝合金微弧氧化方法，其特征在于，所述步骤(3)所进行的微弧氧化时间为10-50min。
8.根据权利要求5所述的铝合金微弧氧化方法，其特征在于，所述铝合金微弧氧化方法还包括步骤(5)，即所述压铸铝合金试制片通过扫描电子显微镜进行微孔直径测量，所述微孔直径为0.5-2μm。
9.根据权利要求5所述的铝合金微弧氧化方法，其特征在于，所述微弧氧化电源为300A750V单向脉冲电源。
10.一种铝合金产品，其特征在于，所述铝合金产品为使用如权利要求1至4中任意一项所述铝合金微弧氧化电解液处理得到的铝合金产品。
CN201811285334.2A 2018-10-31 2018-10-31 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品 Pending CN111118572A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811285334.2A CN111118572A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811285334.2A CN111118572A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111118572A true CN111118572A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70485425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811285334.2A Pending CN111118572A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111118572A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101311326A (zh) * 2007-05-25 2008-11-26 比亚迪股份有限公司 一种用于轻金属微弧氧化的电解液及微弧氧化方法
TW201000643A (en) * 2008-06-20 2010-01-01 Fih Hong Kong Ltd Aluminum alloy with micro-arc oxidation film on it's surface and method for making the same
CN102230205A (zh) * 2011-06-20 2011-11-02 华南理工大学 铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜及其制备方法
CN102560591A (zh) * 2011-12-01 2012-07-11 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种微弧氧化电解液及微弧氧化方法
CN106637341A (zh) * 2016-12-18 2017-05-10 中国工程物理研究院材料研究所 一种纯铝及铝合金表面黑色微弧氧化膜层制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101311326A (zh) * 2007-05-25 2008-11-26 比亚迪股份有限公司 一种用于轻金属微弧氧化的电解液及微弧氧化方法
TW201000643A (en) * 2008-06-20 2010-01-01 Fih Hong Kong Ltd Aluminum alloy with micro-arc oxidation film on it's surface and method for making the same
CN102230205A (zh) * 2011-06-20 2011-11-02 华南理工大学 铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜及其制备方法
CN102560591A (zh) * 2011-12-01 2012-07-11 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种微弧氧化电解液及微弧氧化方法
CN106637341A (zh) * 2016-12-18 2017-05-10 中国工程物理研究院材料研究所 一种纯铝及铝合金表面黑色微弧氧化膜层制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dehnavi et al. Corrosion properties of plasma electrolytic oxidation coatings on an aluminium alloy–The effect of the PEO process stage
Cheng et al. Key factors determining the development of two morphologies of plasma electrolytic coatings on an Al–Cu–Li alloy in aluminate electrolytes
CN111058077A (zh) 一种用于微弧氧化黑色陶瓷膜的电解液及其制备方法和微弧氧化方法
CN110685002B (zh) 一种铝合金表面处理方法
Peng et al. Preparation of anodic films on 2024 aluminum alloy in boric acid-containing mixed electrolyte
CN108950651A (zh) 一种镁合金表面微弧电泳含ha生物复合膜层的制备方法
CN103397365B (zh) 一种适用于铝及铝合金微弧氧化制备陶瓷膜的电解液
CN111118572A (zh) 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品
CN103046102B (zh) 二步法制备具有宏观多孔微弧氧化涂层的方法
CN111118571A (zh) 铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品
CN111118570A (zh) 压铸铝合金微弧氧化电解液、方法及其产品
CN102409380A (zh) 一种提高铝合金微弧氧化膜层耐蚀性的方法
KR100777176B1 (ko) 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법
CN113046811B (zh) 一种微弧氧化电解液及其应用方法、工件
KR101765005B1 (ko) 알루미늄 합금 이중-산화물 코팅층 제조방법
CN101580954B (zh) 一种用于镀铼的组合物及其使用方法
CN102851720A (zh) 一种铝酸盐电解液及其在制备镁合金微弧氧化膜中的应用
CN110257878B (zh) 一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法
CN112239880A (zh) 一种镁合金表面制备高耐蚀、耐磨涂层的微弧氧化电解液及其制备方法与用途
RU2471020C1 (ru) Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов
JP2010126739A (ja) 真空機器用表面処理アルミニウム材
JP2953474B2 (ja) アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理方法
JPH11229186A (ja) 抗菌・耐蝕性軽合金およびその製造方法
JP5086688B2 (ja) 表面処理アルミニウムの製造方法
Ozcan et al. RESEARCH PAPER THE EFFECT OF DIFFERENT PRE-SURFACE FINISHING METHOD ON THE ALUMINIUM ANODIZATION OF THE 6XXX SERIES ALLOY

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200508

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication