专利名称：一种铝材的表面处理方法
技术领域：
本发明涉及铝材的表面处理方法，属于表面处理领域。
背景技术：
高铁电气化铁路接触网中，需要一种高强度、高韧性、轻密度，低电阻率的结构零件为动车组动态提供电力。高安全系数，恶劣的自然条件变化要求结构零件的组织结构， 机械性能符合产品要求，且不能够存在内部组织损伤，要求加工部位的抗拉强度320Mpa以上，规定非比例延伸强度310Mpa以上，断后伸长率13%以上。相比较与标准Physical Date per National Standard En 755-2 :2008,机械性能大幅度提升,对零件的加工技术,检测方法，提出了更严格的要求，急需一种新的加工工艺，来满足零件的特殊要求。
高铁定位器是高铁电气化铁路接触网中用到的定位装置，其作用是保证接触线与受电弓的相对位置在规定范围内，并将接触线的水平张力传给支柱。中国专利 CN101845656A公开了一种高光泽铝合金拉丝型材表面处理工艺，方法为用85%磷酸与 98%硫酸混合溶液及抛光剂进行化学抛光，用氢氧化钠溶液进行出光，然后进行阳极氧化， 最后用乙酸镍及By-03A混合液及进行封孔，通过此工艺进行表面处理后的铝材手感光滑细腻并具有高光泽金属本色，克服了普通阳极氧化、电泳涂装使铝材无金属光泽的缺陷，但是盐雾试验结果并不理想，不能达到高铁定位器的使用标准。发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明提供一种铝材的表面处理方法，可满足高速电气化铁路运行对材料高力学性能的要求。
本发明的目的通过下述技术方案实现
一种铝材的表面处理方法，包括以下操作步骤
(I)除油将招材浸泡在硫酸溶液中I 2min,反应温度为10 28°C ；
(2)碱蚀将除油后的铝材用强碱性溶液进行浸蚀反应，所述的强碱性溶液由氢氧化钠与硝酸钠溶液组成，每升强碱性溶液中含氢氧化钠15 35g，硝酸钠3 7g，浸蚀反应温度为20 45°C，反应时间为30 60s ；
(3)中和出光使用硫酸法中和出光，将碱蚀后的铝材浸泡在硫酸溶液中I 2min,反应温度为10 28°C，主要控制点在处理的时间，如果太短，会除灰不净，而太长，铝材表面会“发白”发糊和随后阳极氧化膜出现不透明现象，所以用定时器控制好；
(4)氧化采用硫酸阳极氧化工艺，将中和出光后的铝材浸在硫酸溶液中，施加电压，进行阳极氧化；
(5)封孔将氧化后的铝材浸泡在醋酸镍水溶液封孔，反应温度为15 30°C，封孔时间在12 16min ；
(6)将封孔后的铝材水洗，风干。
步骤(I)中所述的硫酸溶液的质量浓度为13 18%。3
步骤(3)中所述的硫酸溶液的质量浓度为13 18%。
步骤(4)中所述的硫酸溶液的质量浓度为16. 5 18.5%，硫酸溶液的温度为 18 22°C，施加电压为15 18V，阳极氧化时间为35 38min。
步骤(5)中所述的醋酸镍水溶液中Ni2+的含量为O. 5 I. 2g/L，pH值在6. O 6. 8之间。
本发明的原理在于除油能消除铝表面的油脂和灰尘等污染物，使后道碱洗比较均匀，以提高阳极氧化膜的质量；碱蚀能进一步去除铝材表面的脏物，彻底去除铝材表面的自然氧化膜，以显露出纯净的金属基体，为随后阳极氧化均匀导电，生成均匀阳极氧化膜打下良好的基础表面；封孔能降低阳极氧化膜的孔隙率和吸附能力，对于铝材阳极氧化后的阳极氧化膜所进行水合处理，提高耐磨性和耐污染性，封孔时间不能过长，否则会引起膜的腐蚀而使得表面呈现彩虹色，影响铝材的表面光泽度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点及有益效果
按照本发明表面处理方法处理铝材，铝材具有良好的耐腐蚀性能，经过盐雾测试 480h内无任何腐蚀点，适宜在高铁定位器中使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例I
(I)除油将方管铝材(佛山市鸿金源铝业制品有限公司，方管铝材尺寸如下 长41mm，宽21mm，壁厚3mm;铝材中含有按以下按重量百分比计的组分A1 97. 12%, Si O. 892%, Fe 0. 15%, Cu 0. 0602%, Mn 0. 55%, Mg 0. 837%, Cr 0. 22%, Ni 0. 0058%, Zn 0. 0291%, Be 0. 0003%, Ca 0. 0014%, V 0. 0101%, Zr 0. 0247%, Cd 0. 0002%, Ti < 0. 0050、Pb < 0. 030、Sn < 0. 050和Sr < 0. 0005)浸泡在质量浓度为13%的硫酸溶液中除油，温度为10°C,时间为Imin ；
(2)碱蚀将除油后的方管铝材用强碱性溶液进行浸蚀反应，所述的强碱性溶液由氢氧化钠与硝酸钠溶液组成，每升强碱性溶液中含氢氧化钠15g，硝酸钠3g，浸蚀反应温度在20°C，反应时间为30s ；
(3)中和出光使用硫酸法中和出光，将碱蚀后的方管铝材浸泡在硫酸溶液中，硫酸的质量浓度为13%,操作温度为常温10°C,时间为Imin ；
(4)氧化采用硫酸阳极氧化工艺，将中和出光后的方管铝材浸在硫酸溶液中，硫酸质量浓度为16. 5%，温度控制在18°C，电压为15V，氧化时间为35min ；
(5)封孔将氧化后的方管铝材浸泡在醋酸镍水溶液封孔，Ni2+的含量为O. 5g/L， pH值控制在6. 0，温度为15°C，封孔时间为12min ；
(6)将封孔后的方管铝材水洗，风干。
将风干后的方管铝材进行盐雾实验，实验条件见表1，实验结果发现，经过480h中性盐雾实验后未出现腐蚀，产品光泽性良好，色泽一致。
表I盐雾实验条件
权利要求
1.一种铝材的表面处理方法，其特征在于包括以下操作步骤(1)除油将铝材浸泡在硫酸溶液中I 2min，反应温度为10 28°C；(2)碱蚀将除油后的铝材用强碱性溶液进行浸蚀反应，所述的强碱性溶液由氢氧化钠与硝酸钠溶液组成，每升强碱性溶液中含氢氧化钠15 35g，硝酸钠3 7g，浸蚀反应温度为20 45°C，反应时间为30 60s ；(3)中和出光将碱蚀后的铝材浸泡在硫酸溶液中I 2min，反应温度为10 28°C；(4)氧化将中和出光后的铝材浸在硫酸溶液中，施加电压，进行阳极氧化；(5)封孔将氧化后的铝材浸泡在醋酸镍水溶液封孔，反应温度为15 30°C，封孔时间在 12 16min ；(6)将封孔后的铝材水洗，风干。
2.根据权利要求I所述的一种铝材的表面处理方法，其特征在于步骤(I)中所述的硫酸溶液的质量浓度为13 18%。
3.根据权利要求I所述的一种铝材的表面处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的硫酸溶液的质量浓度为13 18%。
4.根据权利要求I所述的一种铝材的表面处理方法，其特征在于步骤(4)中所述的硫酸溶液的质量浓度为16. 5 18. 5%，硫酸溶液的温度为18 22°C，施加电压为15 18V,阳极氧化时间为35 38min。
5.根据权利要求I所述的一种铝材的表面处理方法，其特征在于步骤(5)中所述的醋酸镍水溶液中Ni2+的含量为O. 5 I. 2g/L，pH值在6. O 6. 8之间。
全文摘要
本发明公开了一种铝材的表面处理方法，该方法是将铝材浸泡在硫酸溶液中1～2min，再用由氢氧化钠与硝酸钠溶液组成的强碱性溶液进行浸蚀反应，每升强碱性溶液中含氢氧化钠15～35g，硝酸钠3～7g，浸蚀反应温度为20～45℃，时间为30～60s，然后浸泡在硫酸溶液中1～2min，再浸在硫酸溶液中，施加电压，进行阳极氧化，浸泡在醋酸镍水溶液封孔，温度为15～30℃，封孔时间在12～16min，最后水洗、风干。按照此表面处理方法处理铝材，铝材具有良好的耐腐蚀性能，经过盐雾测试480h内无任何腐蚀点，适宜在高铁定位器上使用。
文档编号C25D11/18GK102925946SQ20111022732
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者李庆锋, 高坤标, 谭柳玉, 谭法明, 王顺利 申请人:佛山市鸿金源铝业制品有限公司