专利名称：：一种包括微弧氧化膜的铝合金及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种包括微弧氧化膜的铝合金，还涉及该包括微弧氧化膜的铝合金的制备方法。
背景技术：
：微弧氧化(MAO)是一种对材料表面进行处理的技术，是将浸入微弧氧化电解液中的待处理金属作为一个阳极，另一金属作为阴极，当两极之间的电压超过一定范围，电极表面产生微弧放电，并发生物理化学反应，从而在作为阳极的待处理金属表面原位生成陶瓷膜。所获得的微弧氧化膜具有优异的耐高温、耐磨损和耐腐蚀的性能，并且硬度非常高。因而经过微弧氧化处理的金属产品可广泛应用于航空、航天、汽车、建筑以及电子行业。但是，对金属进行微弧氧化处理后的微弧氧化膜表面会存在很多l-10^im的微孔，这是在微弧氧化过程中放电造成的。由于存在这些微孔使微弧氧化膜的耐脏污性能较差，光泽度较低，因而会影响微弧氧化膜的装饰和美观效果。因此有必要对微弧氧化膜进行封孔处理。在"镁合金微弧氧化膜的Si02溶胶封孔处理研究"(《特种铸造及有色合金》2006年第26巻第10期)中公开了一种用于将镁合金微弧氧化膜封孔的封孔剂及封孔处理方法，该文献中采用将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水按体积比4:3:1.28混合，加入适量的盐酸作为催化剂搅拌混合，从而制成Si02溶胶，将Si02溶胶作为封孔剂对镁合金的微弧氧化膜进行封孔，可使该溶胶浸入微弧氧化膜层的孔洞中并填满孔洞，形成有效的封孔。然而，将该Si02溶胶作为封孔剂应用于封闭铝合金表面的微弧氧化膜的微孔时，封孔效果较差，从而使该产品的耐脏污性能较差。而且，至今还没有对铝合金的微弧氧化膜进行封孔的有效的封孔剂。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术中的Si02溶胶封孔剂使铝合金表面的微弧氧化膜耐脏污性能较差的缺陷，提供一种使铝合金表面的微弧氧化膜的耐脏污性能较好的包括微弧氧化膜的铝合金，并提供该包括微弧氧化膜的铝合金的制备方法。本发明提供了一种包括微弧氧化膜的铝合金，所述铝合金包括铝合金基体和铝合金基体表面的微弧氧化膜，其中，所述铝合金还包括封孔物，所述封孔物位于所述微弧氧化膜上的微孔内和/或位于所述微弧氧化膜的表面。本发明还提供了一种包括微弧氧化膜的铝合金的制备方法，该方法包括在铝合金的表面上形成微弧氧化膜，其特征在于，该方法还包括在所述微弧氧化膜上的微孔中和/或表面上形成封孔物。本发明提供的包括微弧氧化膜的铝合金及其制备方法，可使微弧氧化膜表面的耐脏污性能较好，例如分别使用各种化妆品(例如护手霜、唇膏、防晒液和粉底霜)涂覆到铝合金的微弧氧化膜上后，该微弧氧化膜均没有受到脏污的影响。图1为实施例1中铝合金表面微弧氧化膜封孔前的截面的电镜扫描图；图2为实施例1中铝合金表面微弧氧化膜封孔后的截面的电镜扫描图3为采用现有技术中的Si02溶胶对铝合金表面的微弧氧化膜进行封孔后的截面的电镜扫描图。具体实施方式本发明提供的包括微弧氧化膜的铝合金，所述铝合金包括铝合金基体和铝合金基体表面的微弧氧化膜，其中，所述铝合金还包括封孔物，所述封孔物位于所述微弧氧化膜上的微孔内和/或位于所述微弧氧化膜的表面。根据本发明提供的铝合金，在优选情况下，单位面积所述微弧氧化膜上封孔物的重量为0.001-1克/cm2。根据本发明提供的铝合金，在优选情况下，所述微弧氧化膜上至少90%的微孔数量被封孔物覆盖，更优选至少95%的微孔数量被封孔物覆盖。根据本发明提供的铝合金，在优选情况下，所述封孔物由封孔剂形成，所述封孔剂为格林陶瓷防污剂、丙烯酸树脂和有机硅封孔剂中的一种或几种。所述封孔剂优选为格林陶瓷防污剂，所述格林陶瓷防污剂含有有机硅烷和硅氧垸在石油溶剂中的混合溶液，以格林陶瓷防污剂的总重量为基准，所述有机硅烷和硅氧垸混合物的含量为0.2-10重量％，所述石油溶剂的含量为80-99%重量，其中有机硅烷与硅氧烷的重量比为1:0.01-100，优选为1:0.1-10。所述格林陶瓷防污剂可以选用商购的产品，例如佛山市格林陶瓷技术有限公司的牌号为2332的格林陶瓷防污剂。本文所描述的"石油溶剂"为由石油原油经常压蒸馏所得沸点范围较窄的轻质油馏分经酸碱等精制而得。主要成分为垸烃、环垸烃和少量芳烃，不含任何添加剂。石油溶剂通常按98%馏出温度或干点(100%馏出温度)分为70、90、120、180、190、200等牌号。70号石油溶剂，也称香花溶剂油，沸程60-70。C;90号石油溶剂，也称石油醚，沸程60-9(TC;120号石油溶剂，也称橡胶溶剂油，沸程80-120。C;180号石油溶剂，也称航空洗涤油，沸程40-180°C;190号石油溶剂，也称工业汽油，沸程40-190。C;200号石油溶剂，也称油漆溶剂油。本发明所述石油溶剂可以是上述各种牌号的石油溶剂。根据本发明提供的铝合金，微弧氧化膜的厚度为2-300微米。本发明提供的包括微弧氧化膜的铝合金的制备方法包括在铝合金的表面上形成微弧氧化膜，其中，该方法还包括在所述微弧氧化膜上的微孔中和/或表面上形成封孔物。根据本发明提供的制备方法，在优选情况下，所述封孔物的形成方法包括，在所述微弧氧化膜上涂覆封孔剂，然后干燥，使所述微弧氧化膜上至少90%的微孔数量被封孔物覆盖。根据本发明的制备方法，在所述微弧氧化膜上涂覆封孔剂的方法可以采用各种涂覆方法，例如将包括微弧氧化膜的铝合金放入封孔剂中浸泡0-5分钟，然后取出，在该铝合金干燥前用棉布反复擦拭，直至微弧氧化膜表面均匀为止，或者直接将封孔剂涂抹到该铝合金表面的微弧氧化膜上，然后该铝合金放入烤箱中在40-100'C的温度下烘烤将该铝合金干燥，也可以不经过烘烤自然晾干。根据本发明提供的制备方法，所述在铝合金的表面上形成微弧氧化膜的方法为本领域技术人员公知的方法，例如该方法包括，将铝合金置于盛有电解质溶液的电解槽中，以铝合金为阳极，电解槽作为阴极，微弧氧化的条件使铝合金表面形成厚为2-300微米的微弧氧化膜；所述微弧氧化的条件包括电流密度为0.5-10A/dm2，电压为400-600伏，电解质溶液的温度为15-60°C，微弧氧化的时间为2-60分钟。用于进行微弧氧化的电解液可以采用本领域技术人员公知的各种电解液，例如采用含有六偏磷酸钠、硅酸钠和氢氧化钠的电解液，该电解液的配方及各成分的含量为六偏磷酸钠30-40g/L，硅酸钠2-10g/L，氢氧化钠0.5-5g/L。下面采用实施例的方式对本发明进行进一步详细地描述。实施例1选用型号为6061的铝合金材料制备本发明的包括微弧氧化膜的铝合金金1、铝合金材料的前处理将上述铝合金工件浸入含有氢氧化钠30克/升、磷酸钠40克/升、硅酸钠20克/升的碱性溶液对铝合金基材进行脱脂。脱脂的温度为85。C，脱脂的时间为8分钟。然后水洗5分钟。2、铝合金材料的微弧氧化将上述脱脂后的铝合金工件浸入含有六偏磷酸钠35g/L，硅酸钠6g/L，氢氧化钠1.2g/L的电解液中，以铝合金工件为阳极，以不锈钢板为阴极进行微弧氧化。在电流密度为0.5-10A/dm2，电压为400-600伏，电解质溶液的温度为25。C的条件下进行微弧氧化，微弧氧化的时间为15分钟，在铝合金材料表面形成了厚为8微米的微弧氧化膜。用电子扫描电镜观察微弧氧化膜的表面，所得到的电子扫描电镜图见图1。3、对微弧氧化膜的封孔处理将上述形成了微弧氧化膜的铝合金放入格林陶瓷防污剂(佛山市格林陶瓷技术有限公司牌号为2332)中浸泡2分钟，然后取出，用无尘布擦拭该铝合金表面直至表面均匀，无任何痕迹，然后放入到烤箱中在8(TC的温度下烘烤8小时，形成位于微弧氧化膜微孔内和表面上的封孔物，得到本发明的包括微弧氧化膜的铝合金。测得单位面积微弧氧化膜上封孔物的重量为0.1克/cm2，微弧氧化膜上至少90%的微孔数量被封孔物覆盖。用电子扫描电镜观察微弧氧化膜的表面的封孔物，所得到的电子扫描电镜图见图2。对比例1采用现有技术中的Si02溶胶作为封孔剂对进行微弧氧化后的铝合金进行封孔。分别按照实施例1中描述的前处理以及微弧氧化方法对铝合金进行前处理和微弧氧化。接着，将正硅酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水按体积比为4:3:1.28混合，加入适量的作为催化剂的盐酸，用磁力搅拌机搅拌2小时，最终得到无色透明的Si02溶胶。将上述进行了微弧氧化处理的铝合金浸入所得到的Si02溶胶中20秒，然后以一定速度均匀地提起，让底部溶胶落尽，5-10分钟后，在微弧氧化膜表面形成半凝固的透明凝胶膜，在室温下自然干燥24小时，再放入箱式电阻炉中缓慢加热至30(TC并保温10分钟，制得微弧氧化膜表面的封孔涂层。用电子扫描电镜观察微弧氧化膜的表面的封孔涂层，所得到的电子扫描电镜图见图3。性能测试1、用电子扫描电镜观察从图1、2、3的电子扫描电镜可以看出封孔前的样品存在很多直径为1-10微米的孔隙，用格林陶瓷防污剂封孔后样品表面孔隙基本被填平，而图3中采用溶胶-凝胶法封孔后样品表面还残留较多的孔隙。2、耐脏污性能测试取适量护手霜、唇膏、防晒液和粉底霜分别涂覆到实施例1中封孔前的铝合金的微弧氧化膜表面和封孔后的铝合金微弧氧化膜的封孔涂层上以及对比例1中封孔后的铝合金微弧氧化膜的封孔涂层上，在空气中放置24小时，然后用清水洗去，放置2小时后观察样品表面有无变化。观察到测试后样品表面无改变为合格，观察到样品表面留有痕迹为不合格。表l为上述测试所得到的结果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表1的测试结果可以看出，铝合金表面的微弧氧化膜在封孔前的耐脏污性能较差，而封孔后的耐脏污性能很好，而对比例1中对铝合金表面的微弧氧化膜进行封孔后的耐脏污性能虽然比未封孔时好些，但比本发明的实施例1中所获得的包括微弧氧化膜的铝合金的耐脏污性能差。权利要求1、一种包括微弧氧化膜的铝合金，所述铝合金包括铝合金基体和铝合金基体表面的微弧氧化膜，其特征在于，所述铝合金还包括封孔物，所述封孔物位于所述微弧氧化膜上的微孔内和/或位于所述微弧氧化膜的表面。2、根据权利要求1所述的铝合金，其中，单位面积所述微弧氧化膜上封孔物的重量为0.001-1克/cm2。3、根据权利要求1所述的铝合金，其中，所述微弧氧化膜上至少90%的微孔数量被封孔物覆盖。4、根据权利要求1-3中任意一项所述的铝合金，其中，所述封孔物由封孔剂形成，所述封孔剂为格林陶瓷防污剂、丙烯酸树脂和有机硅封孔剂中的一种或几种。5、根据权利要求4所述的铝合金，其中，所述封孔剂为格林陶瓷防污剂，所述格林陶瓷防污剂含有有机硅烷和硅氧烷在石油溶剂中的混合溶液，以格林陶瓷防污剂的总重量为基准，所述有机硅垸和硅氧烷的总含量为0.2-10重量％，所述石油溶剂的含量为80-99重量％，其中有机硅烷与硅氧烷的重量比为1:0.01-100。6、根据权利要求5所述的铝合金，其中，在所述格林陶瓷防污剂中，有机硅垸与硅氧垸的重量比为1:0.1-10。7、根据权利要求1所述的铝合金，其中，微弧氧化膜的厚度为2-300微米。8、一种权利要求1所述的包括微弧氧化膜的铝合金的制备方法，该方法包括在铝合金的表面上形成微弧氧化膜，其特征在于，该方法还包括在所述微弧氧化膜上的微孔中和/或表面上形成封孔物。9、根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述封孔物的形成方法包括，在所述微弧氧化膜上涂覆封孔剂，然后干燥，使所述微弧氧化膜上至少90%的微孔数量被封孔物覆盖。10、根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述封孔剂为格林陶瓷防污剂、丙烯酸树脂和有机硅封孔剂中的一种或几种。11、根据权利要求IO所述的制备方法，其中，所述封孔剂为格林陶瓷防污剂，所述格林陶瓷防污剂含有有机硅烷和硅氧烷在石油溶剂中的混合溶液，以格林陶瓷防污剂的总重量为基准，所述有机硅烷和硅氧烷混的总含量为0.2-10重量％，所述石油溶剂的含量为80-99重量％，其中有机硅烷与硅氧烷的重量比为1:0.01-100。12、根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述在铝合金的表面上附着微弧氧化膜的方法包括，将铝合金置于盛有电解质溶液的电解槽中，以铝合金为阳极，电解槽作为阴极，微弧氧化的条件使铝合金表面形成厚为2-300微米的微弧氧化膜；所述微弧氧化的条件包括电流密度为0.5-10A/dm2，电压为400-600伏，电解质溶液的温度为15-60°C，微弧氧化的时间为2-60分钟。全文摘要本发明提供了一种包括微弧氧化膜的铝合金，所述铝合金包括铝合金基体和铝合金基体表面的微弧氧化膜，其中，所述铝合金还包括封孔涂层，所述封孔涂层覆盖在所述微弧氧化膜上。本发明提供的铝合金耐脏污性能非常好。文档编号C25D11/04GK101413139SQ20071016369公开日2009年4月22日申请日期2007年10月18日优先权日2007年10月18日发明者清宫,军林,林宏业,鑫王申请人:比亚迪股份有限公司