一种铝合金硬质阳极氧化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铝合金表面处理领域，具体涉及一种铝合金硬质阳极氧化工艺。
【背景技术】
[0002]铝合金材料被广泛用于电力，建筑等行业，但由于铝合金的特性导致其如果直接与大气、酸性液体或碱性液体接触会在短时间内发生氧化或其他化学反应，直接影响到铝合金的使用寿命，因此为了防止铝合金铸件表面被氧化腐蚀，国内大多数企业采取对铝合金铸件表面进行有机高聚物喷漆、普通阳极着色氧化、电镀以及化学转化膜等工艺，使得铝合金工件延长使用期限。但喷漆过厚容易导致起皮脱落，过薄又达不到防腐防氧化的效果且表层的硬度比较差，而现有技术中常用到的普通着色氧化的氧化膜一般都在lOMffl以下，化学着色氧化的氧化膜一般都在3Pm~5Pm之间，电镀得到的氧化膜一般都在之间，这几种方法得到的氧化膜厚度均比较薄，同时表面的布氏硬度一般都在120以下也比较差，通过上述工艺只能是短时间内对铝合金工件表面防腐防氧化，并不能长时间延长铝合金产品的使用寿命。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供一种铝合金硬质阳极氧化工艺。
[0004]本发明采用的技术方案为:
一种铝合金硬质阳极氧化工艺，包括以下步骤:
(1)除油脱脂:将铝合金放入温度为30_50°C的除油槽的槽液I中浸泡，当铝合金表面的油污与除油槽的槽液I发生反应即槽液I沸腾时取出铝合金，并用纱布擦拭其表面，当铝合金表面的油污清除干净后将其放入流动的清水中清洗，确定铝合金表面清洗干净后将其进入光化池进行光化处理；
(2)光化处理:将除油后的铝合金放入光化池的槽液II中3-5秒，然后取出放入流动的清水中清洗产品表面的槽液II，清洗结束后将铝合金浸入活化槽中；
(3)活化处理:将光化处理后的铝合金放入活化槽的槽液III中3-5秒，然后放入流动的清水中清洗，清洗完成后用专用挂具将铝合金浸入氧化槽；
(4)硬质阳极氧化:将活化处理后的铝合金放入硬质阳极氧化槽的槽液IV中，槽液IV温度为0-5°C，阳极电流密度为2-5A/dm2，观察电流与电压的变化，若出现电流降低电压升高的情况则停止氧化将铝合金取出放入封闭槽进行封闭处理；若出现电流升高电压降低的情况则停止氧化，取出铝合金进行检查；
(5)封闭处理:经过硬质阳极氧化处理的铝合金放入温度为85-95°C的槽液V中20-30分钟，然后用压缩空气吹干铝合金表面的水渍。
[0005]所述步骤(1)中除油槽中槽液I的配方为纯碱40-50克/升，磷酸钠40-50克/升，水玻璃40-50克/升，氢氧化钠5-10克/升，每升槽液I最多处理5000kg铝合金或者根据铝合金表面除油情况确定是否对槽液I进行更换。
[0006]所述步骤(2)中光化池中槽液II的配方是比重为1.4的硝酸30-50克/升，定期用过滤纸过滤出槽液II中的杂质或通过观察光化处理后铝合金表面情况对槽液II进行更换。
[0007]所述步骤(3)中活化槽中的槽液III的配方是氢氟酸5-10克/升，每次使用前进行配置，每周用弱碱中和后排放。
[0008]所述步骤(4)中硬质阳极氧化槽的槽液IV的配方是比重为1.84的硫酸250-280克/升，比重为1.11-1.13的草酸50-80克，定期用过滤纸对槽液IV进行清理，或氧化后铝合金表面出现异常时直接更换槽液IV。
[0009]所述步骤(4)中阳极电流密度在10分钟内升至2-5A/dm2。
[0010]所述步骤(5)中槽液V为蒸馏水或低氯离子的纯净水，每周更换一次槽液V或每处理5000kg产品更换一次。
[0011]本发明的有益效果是:本发明所使用的铝合金硬质阳极氧化工艺能使铝合金表面氧化膜的厚度达到35μπι以上，布氏硬度可以达到180以上，可以大大延长铝合金的使用寿命ο
【具体实施方式】
[0012]一种铝合金硬质阳极氧化工艺，包括以下步骤:
(1)除油脱脂:为了清除铝合金在加工过程中残留在铝合金表面的油污，将铝合金放入温度为30-50°C的除油槽的槽液I中浸泡，用温度控制器控制槽液I的温度，当铝合金表面的油污与除油槽的槽液I发生反应即槽液I沸腾时取出铝合金，并用纱布擦拭其表面，当铝合金表面的油污清除干净后将其放入流动的清水中清洗，防止残留的除油剂腐蚀铝合金的加工面，确定铝合金表面清洗干净后将其进入光化池进行光化处理；
(2)光化处理:为了中和铝合金表面在除油过程中残留在其表面的除油剂或由于铝合金在喷砂处理后长时间放置而产生的氧化层，将除油后的铝合金放入光化池的槽液II中3-5秒，时间过长容易腐蚀铝合金本体，时间过短不能完全中和残留在铝合金表面的除油剂，取出铝合金放入流动的清水中清洗产品表面酸液，清洗结束后将其浸入活化槽中；
(3)活化处理:为了使铝合金表面的氧化膜与铝合金基体结合的更加致密，将光化处理后的铝合金放入活化槽的槽液III中3-5秒，然后放入流动的清水中清洗，清洗完成后用专用挂具将铝合金产品浸入氧化槽；
(4)硬质阳极氧化:为了在铝合金表面形成一定厚度、高致密度和高强度的氧化层，将活化处理后的铝合金放入硬质阳极氧化槽的槽液IV中，槽液IV温度为0-5°C，阳极电流密度为2-5A/dm2，观察电流与电压的变化，若出现电流降低电压升高的情况，说明氧化膜的生长速度与溶解速度已处于平衡状态，则停止氧化将铝合金取出放入封闭槽进行封闭处理；若出现电流升高电压降低的情况，说明氧化膜已经击穿，则停止氧化，取出工件进行检查；
(5)封闭处理:刚从氧化槽中取出的铝合金表面的氧化膜是柔软的，为了进一步提高氧化膜的抗腐蚀性和外观色泽的牢固度及耐晒度，氧化后必须对其进行封闭处理才能保证产品的外观经久不变，将经过硬质阳极氧化处理的铝合金放入温度为85-95°C的槽液V中20-30分钟，然后速度用压缩空气吹干铝合金表面的水渍，以防在铝合金表面留下水痕。
[0013]所述步骤(2)中光化池中槽液II的配方是比重为1.4的硝酸30-50克/升，定期用过滤纸过滤出槽液II中的杂质或通过观察光化处理后铝合金表面情况对槽液II进行更换。
[0014]所述步骤(3)中活化槽中的槽液III的配方是氢氟酸5-10克/升，每次使用前进行配置，每周用弱碱中和后排放。
[0015]步骤(4)中所述硬质阳极氧化槽的槽液IV的配方是比重为1.84的硫酸250-280克/升，比重为1.11-1.13的草酸50-80克，定期用过滤纸对槽液IV进行清理，或氧化后铝合金表面出现异常时直接更换槽液IV。
[0016]步骤(4)中所述阳极电流密度在10分钟内升至2-5A/dm2。
[0017]步骤(5)中所述槽液V为蒸馏水或低氯离子的纯净水，每周更换一次槽液V或每处理5000kg产品更换一次。
[0018]本发明处理后的铝合金表面形成的氧化层厚度为20Mm~45Mm之间，致密度高，布氏硬度达到180以上，大大延长了铝合金产品的使用寿命。
【主权项】
1.一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)除油脱脂:将铝合金放入温度为30-50°C的除油槽的槽液I中浸泡，当铝合金表面的油污与除油槽的槽液I发生反应即槽液I沸腾时取出铝合金，并用纱布擦拭其表面，当铝合金表面的油污清除干净后将其放入流动的清水中清洗，确定铝合金表面清洗干净后将其进入光化池进行光化处理； (2)光化处理:将除油后的铝合金放入光化池的槽液II中3-5秒，然后取出放入流动的清水中清洗产品表面的槽液II，清洗结束后将铝合金浸入活化槽中； (3)活化处理:将光化处理后的铝合金放入活化槽的槽液III中3-5秒，然后放入流动的清水中清洗，清洗完成后用专用挂具将铝合金浸入氧化槽； (4)硬质阳极氧化:将活化处理后的铝合金放入硬质阳极氧化槽的槽液IV中，槽液IV温度为0-5°C，阳极电流密度为2-5A/dm2，观察电流与电压的变化，若出现电流降低电压升高的情况则停止氧化将铝合金取出放入封闭槽进行封闭处理；若出现电流升高电压降低的情况则停止氧化，取出铝合金进行检查； (5)封闭处理:经过硬质阳极氧化处理的铝合金放入温度为85-95°C的槽液V中20-30分钟，然后用压缩空气吹干铝合金表面的水渍。2.根据权利要求1所述的一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:所述步骤(1)中除油槽中槽液I的配方为纯碱40-50克/升，磷酸钠40-50克/升，水玻璃40-50克/升，氢氧化钠5-10克/升，每升槽液I最多处理5000kg铝合金或者根据铝合金表面除油情况确定是否对槽液I进行更换。3.根据权利要求1所述的一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:所述步骤(2)中光化池中槽液II的配方是比重为1.4的硝酸30-50克/升，定期用过滤纸过滤出槽液II中的杂质或通过观察光化处理后铝合金表面情况对槽液II进行更换。4.根据权利要求1所述的一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:所述步骤(3)中活化槽中的槽液III的配方是氢氟酸5-10克/升，每次使用前进行配置，每周用弱碱中和后排放。5.根据权利要求1所述的一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:所述步骤(4)中硬质阳极氧化槽的槽液IV的配方是比重为1.84的硫酸250-280克/升，比重为1.11-1.13的草酸50-80克，定期用过滤纸对槽液IV进行清理，或氧化后铝合金表面出现异常时直接更换槽液IV。6.根据权利要求1所述的一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:所述步骤(4)中阳极电流密度在10分钟内升至2-5A/dm2。7.根据权利要求1所述的一种铝合金硬质阳极氧化工艺，其特征在于:所述步骤(5)中槽液V为蒸馏水或低氯离子的纯净水，每周更换一次槽液V或每处理5000kg铝合金产品更换一次。
【专利摘要】一种铝合金硬质阳极氧化工艺，包括以下步骤：（1）除油脱脂；（2）光化处理；（3）活化处理；（4）硬质阳极氧化；（5）封闭处理。本发明所使用的铝合金硬质阳极氧化工艺能使铝合金表面氧化膜的厚度达到35μm以上，布氏硬度可以达到180以上，可以大大延长铝合金的使用寿命。
【IPC分类】C25D11/16, C25D11/08, C23G1/22
【公开号】CN105297104
【申请号】CN201510674841
【发明人】连运涛, 李宏领
【申请人】禹州市神运机械有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月19日