一種鋁合金的快速陽極氧化電解液及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金部件的表面處理技術領域，具體涉及一種鋁合金的快速陽極氧化電解液及方法。
【背景技術】
[0002]鋁合金部件以其密度小、加工性能好等優點，廣泛應用于航空、航天、汽車、機械制造以及電子產品等領域。鋁合金部件存在耐磨性差、表面質軟和耐腐蝕性能差等缺陷，通過陽極氧化處理技術能有效地改善這些缺陷。
[0003]傳統的陽極氧化電解工藝氧化速率比較慢，耗時較長，粗糙度較高等特點。專利200610123782.3中提到漕液溫度20±2°(:，在電流密度1?1.54/(11112，直流電壓15?17￥，生成10微米膜層所需陽極氧化通電時間為25分鐘。在專利201310275018.8中陽極氧化溫度為
25 0C，電流密度開始為3A/dm2，終止為lA/dm2，電壓100V，通電時間為30分鐘。201110199821.9中鋁合金硬質陽極氧化需要二次氧化處理，硬質氧化時間為30?300分鐘，二次氧化處理時間為30?120秒。在大電流密度的情況下，能夠在較短的時間獲得的陽極氧化膜，從而縮短鋁合金陽極氧化的時間，提高生產效率。可是，在大的電流密度下，容易發生陽極氧化膜的燒蝕，導致鋁合金陽極氧化的失敗。
【發明內容】
[0004]本專利所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種鋁合金的快速陽極氧化電解液及方法，通過該鋁合金的快速陽極氧化電解液及方法快速生成均勻、致密、硬度高、耐磨并且粗糙度低的陽極氧化膜。
[0005]本發明提供了一種鋁合金的快速陽極氧化電解液，其特征在于:該電解液中包含重量比含量為2?30%的硫酸;3?20%的鉻酸；I?10%的草酸;2?15%的磷酸;5?10%的丙二酸；亞硫酸鹽0.5?2% ;0.1?0.8%的四硼酸胺，其余為水。所述的亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、亞硫酸鈣、硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀中至少一種。
[0006]另外，本發明還提供了一種鋁合金的快速陽極氧化方法，該方法包括以下步驟:(I)脫脂；(2)清洗；(3)陽極氧化；(4)封孔(5)清洗(6)熱風吹干。
[0007](I)脫脂:用堿性清洗液去除油脂，在60?70 °C清洗，時間I分鐘，約每升5-10千瓦超聲功率；
[0008](2)清洗:用純水沖洗，沖洗I?2分鐘；
[0009](3)陽極氧化:漕液溫度26±2°C，在電流密度4??8A/dm2，直流電壓40?150V，處理時間為30?900S;
[0010](4)封孔:熱水封孔，即在85?1000C純水中進行熱封閉，處理時間為0.5?30min，熱水的電導率小于20ys/cm;
[0011](5)清洗:兩道沖洗，第一道室溫純水沖洗時間為50?90s，第二道室溫純水沖洗時間為50?180s，所述室溫純水的電導率小于250ys/cm;
[0012](6)熱風吹干:在吹干機中用熱空氣為活塞除濕，時間為120?180s。
[0013]與現有技術相比，本發明的具有以下優點:
[0014](I)電解液配方合理，用混酸作為電解液，在一個相對比較低的溫度和高電流密度下進行陽極氧化反應，具有很高的增長速率，快速生成具有較厚的氧化膜，有效的解決了陽極氧化過程中大電流下的鋁合金氧化膜燒蝕問題，成本低。
[0015](2)大幅度提高了鋁合金表面的陽極氧化成膜速度，減少氧化時間，提高生產效率。
[0016](3)陽極氧化工藝在常溫下進行，消耗能源少，工序簡單，易于操作。
[0017](4)鋁合金氧化膜的厚度可控，通過工藝參數調整，能夠獲得10?400μπι的氧化膜層。
[0018](5)生成氧化膜均勻、硬度高、致密性好、耐磨并且粗糙度低，可廣泛應用于航空、航天、汽車、精密機械制造、國防軍品以及電子產品等高新技術領域。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于說明本發明，并不限制本發明的保護范圍。
[0020]實施例1
[0021 ] 一種鋁合金的快速陽極氧化電解液，該電解液中包含重量比含量為1 %的硫酸；20 %的鉻酸;5 %的草酸;2 %的磷酸;8 %的丙二酸;亞硫酸鹽0.5 % ; 0.1 %的四硼酸胺，其余為純水。
[0022]—種鋁合金的快速陽極氧化方法，包括如下步驟:
[0023](I)脫脂:用堿性清洗液去除油脂，在60°C清洗，時間I分鐘，約每升5千瓦超聲功率；
[0024](2)、清洗:用純水沖洗，沖洗2分鐘；
[0025](3)、陽極氧化:漕液溫度24°C，在電流密度4A/dm2，直流電壓50V，處理時間為30S;
[0026](4)、封孔:熱水封孔，即在90 0C純水中進行熱封閉，處理時間為20min，熱水的電導率小于20ys/cm；
[0027](5)、清洗:兩道沖洗，第一道室溫純水沖洗時間為50s，第二道室溫純水沖洗時間為50s，所述室溫純水的電導率小于250ys/cm ；
[0028](6)、熱風吹干:在吹干機中用熱空氣為活塞除濕，時間為120s。
[0029]采用以上工藝對鋁合金進行陽極氧化處理可得到均勻致密的鼠灰色氧化膜層，厚度為10微米，維氏硬度為300HV0.01，粗糙度為0.5μπι。
[0030]實施例2
[0031 ] —種鋁合金的快速陽極氧化電解液，該電解液中包含重量比含量為12 %的硫酸；25 %的鉻酸;8%的草酸;3 %的磷酸;7%的丙二酸;亞硫酸鹽2% ; 0.2 %的四硼酸胺，其余為純水。
[0032]—種鋁合金的快速陽極氧化方法，包括如下步驟:
[0033](I)脫脂:用堿性清洗液去除油脂，在60°C清洗，時間I分鐘，約每升5千瓦超聲功率；
[0034](2)、清洗:用純水沖洗，沖洗2分鐘；
[0035](3)、陽極氧化:漕液溫度26°C，在電流密度5A/dm2，直流電壓100V，處理時間為50S；
[0036](4)、封孔:熱水封孔，即在90 0C純水中進行熱封閉，處理時間為30min，熱水的電導率小于20ys/m;
[0037](5)、清洗:兩道沖洗，第一道室溫純水沖洗時間為50s，第二道室溫純水沖洗時間為50s，所述室溫純水的電導率小于250ys/cm ；
[0038](6)、熱風吹干:在吹干機中用熱空氣為活塞除濕，時間為120s。
[0039]采用以上工藝對鋁合金進行陽極氧化處理可得到均勻致密的鼠灰色氧化膜層，厚度為22微米，維氏硬度為400HV0.01，粗糙度為0.6μπι。
[0040]實施例3
[0041 ] 一種鋁合金的快速陽極氧化電解液，該電解液中包含重量比含量為20 %的硫酸；8 %的鉻酸;2 %的草酸;4%的磷酸;5 %的丙二酸;亞硫酸鹽I % ; 0.3 %的四硼酸胺，其余為純水。
[0042]—種鋁合金的快速陽極氧化方法，包括如下步驟:
[0043](I)脫脂:用堿性清洗液去除油脂，在60°C清洗，時間I分鐘，約每升10千瓦超聲功率；
[0044](2)、清洗:用純水沖洗，沖洗2分鐘；
[0045](3)、陽極氧化:漕液溫度26 °C，在電流密度6A/dm2，直流電壓120V，處理時間為300S；
[0046](4)、封孔:熱水封孔，即在90 0C純水中進行熱封閉，處理時間為30min，熱水的電導率小于20ys/cm；
[0047](5)、清洗:兩道沖洗，第一道室溫純水沖洗時間為90s，第二道室溫純水沖洗時間為90s，所述室溫純水的電導率小于250ys/cm ；
[0048](6)、熱風吹干:在吹干機中用熱空氣為活塞除濕，時間為180s。
[0049]采用以上工藝對鋁合金進行陽極氧化處理可得到均勻致密的鼠灰色氧化膜層，厚度為160微米，維氏硬度為400HV0.01，粗糙度為0.8μπι。
[0050]實施例4
[0051 ] 一種鋁合金的快速陽極氧化電解液，該電解液中包含重量比含量為15 %的硫酸；25 %的鉻酸;2%的草酸;8%的磷酸;5%的丙二酸;亞硫酸鹽2% ; 0.3 %的四硼酸胺，其余為純水。
[0052]一種鋁合金的快速陽極氧化方法，包括如下步驟:
[0053](I)脫脂:用堿性清洗液去除油脂，在60°C清洗，時間I分鐘，約每升10千瓦超聲功率；
[0054](2)、清洗:用純水沖洗，沖洗2分鐘；
[0055](3)、陽極氧化:漕液溫度26 °C，在電流密度6A/dm2，直流電壓100V，處理時間為600S；
[0056](4)、封孔:熱水封孔，即在90 0C純水中進行熱封閉，處理時間為30min，熱水的電導率小于20ys/cm；
[0057](5)、清洗:兩道沖洗，第一道室溫純水沖洗時間為90s，第二道室溫純水沖洗時間為180s，所述室溫純水的電導率小于250ys/cm ；
[0058](6)、熱風吹干:在吹干機中用熱空氣為活塞除濕，時間為180s。
[0059]采用以上工藝對鋁合金進行陽極氧化處理可得到均勻致密的鼠灰色氧化膜層，厚度為340微米，維氏硬度為400HV0.01，粗糙度為0.9μπι。
[0060]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管已經用一般性說明及具體實施方案對本發明進行了詳細說明，但對于本領域的技術人員來說，在本發明基礎上，在不脫離本發明精神的前提下，還可以做出若干修改、改進或等同替換。所做的所有修改、改進、等同替換等，均應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種鋁合金的快速陽極氧化電解液，其特征在于，該電解液中包含重量比含量為2?30 %的硫酸;3?20 %的鉻酸；I?10%的草酸;2?15 %的磷酸;5?10 %的丙二酸;亞硫酸鹽0.5?2%;0.1?0.8%的四硼酸胺，其余為純水。2.根據權利要求1所述的亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、亞硫酸鈣、硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀中至少一種。3.根據權利要求1所述的純水的電導率小于20ys/cm。4.一種鋁合金的快速陽極氧化方法，其特征在于包括如下步驟: (1)脫脂:用堿性清洗液去除油脂，在60?70°C清洗，時間I分鐘，約每升5-10千瓦超聲功率； (2)清洗:用純水沖洗，沖洗I?2分鐘； (3)陽極氧化:漕液溫度26土 2 °C，在電流密度4?8A/dm2，直流電壓40?150V，處理時間為30?900S; (4)封孔:熱水封孔，即在85?1000C純水中進行熱封閉，處理時間為0.5?30min，熱水的電導率小于20ys/cm ； (5)清洗:兩道沖洗，第一道室溫純水沖洗時間為50?90s，第二道室溫純水沖洗時間為50?180s，所述室溫純水的電導率小于250ys/cm ； (6)熱風吹干:在吹干機中用熱空氣為活塞除濕，時間為120?180s。5.根據權利要求4所述的鋁合金的快速陽極氧化方法，其特征在于，陽極氧化后得到的氧化膜的厚度為10?400μηι。
【專利摘要】本發明公開了一種鋁合金的快速陽極氧化電解液及方法，該方法包括以下步驟：(1)脫脂；(2)清洗；(3)陽極氧化；(4)封孔(5)清洗(6)熱風吹干。該電解液中包含重量比含量為2～30％的硫酸；3～20％的鉻酸；1～10％的草酸；2～15％的磷酸；5～10％的丙二酸；亞硫酸鹽0.5～2％；0.1～0.8％的四硼酸胺，其余為純水。本發明具有氧化成膜過程迅速，效率高，成本低，生成氧化膜均勻、硬度高、致密性好、耐磨并且粗糙度低等一系列優點。
【IPC分類】C25D11/18, C25D11/10, C25D11/08, C25D11/16
【公開號】CN105603491
【申請號】CN201610176213
【發明人】裴雯婕, 陳蔚紅
【申請人】上海臣光工業介質有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月25日