一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法
【專利摘要】本申請涉及鋁合金處理工藝技術領域，具體講，涉及一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法。本申請首先將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件之間導通，將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件與需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過不導電材料隔開，然后進行第一次陽極氧化；除去所述不導電材料，并將需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件導通，然后進行第二次陽極氧化。本申請利用結構件上不同導通的區域，分別進行陽極氧化染色實現雙色氧化的效果，并可在復雜曲面、3D結構的鋁合金表面實現雙色外觀效果的工藝。
【專利說明】
一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法
技術領域
[0001]本申請涉及鋁合金處理工藝技術領域，具體講，涉及一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法。
【背景技術】
[0002]陽極氧化是鋁合金最常用的表面處理工藝，但目前鋁合金陽極氧化染色方法單一，顏色效果單調。雖然目前已有利用一次氧化后再利用數控刀具切削氧化表層后，再對切削后的表層進行二次陽極氧化的雙色陽極氧化工藝。但該工藝得到的效果是高光和噴砂面區分開，表面的粗糙質感程度不一致，若要在同樣的噴砂面上同時做出兩種顏色效果還難以實現，且復雜曲面3D結構也無法實現。雖然也有采用通過治具遮蔽來實現印刷染料的方法，但該方法會在遮蔽邊緣處產生鋸齒狀的毛邊，同時印刷的染料浸入氧化膜層也容易產生不均勻，一致性不好；印刷染料過程很容易產生雜質、塵點，且復雜曲面3D結構也無法實現。
[0003]針對現有技術的缺陷，特提出本申請。
【發明內容】
[0004]本申請的發明目的在于提出一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法。
[0005]為了完成本申請的目的，采用的技術方案為:
[0006]本申請涉及一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法，包括以下步驟:
[0007]1、首先將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件之間導通，將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件與需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過不導電材料隔開，然后進行第一次陽極氧化；
[0008]2、除去所述不導電材料，并將需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件導通，然后進行第二次陽極氧化。
[0009]優選的，在陽極氧化前，在所述第一色陽極氧化的鋁合金結構件與所述第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過加設凹槽用于填充不導電材料。
[0010]優選的，所述不導電材料選自陶瓷、玻璃、橡膠、塑料中的至少一種
[0011]優選的，所述不導電材料的填充方式選自模具內注塑、點膠、粘貼。
[0012]優選的，除去所述不導電材料的方法選自數控刀具切割、激光鐳射切割。
[0013]優選的，所述第一次陽極氧化的電壓為11?13V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為150?200g/L，陽極氧化時間為30?40分鐘;所述第二次陽極氧化的電壓為10?11V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為150?200g/L，陽極氧化時間為15?20分鐘。
[0014]優選的，所述陽極氧化的還包括:對所述鋁合金結構件進行氧化前處理。
[0015]優選的，所述氧化前處理選自酸性脫脂、堿洗、除灰中和、超聲水洗或化學拋光中的至少一種。
[0016]優選的，對所述鋁合金結構件進行氧化前處理之前，先對所述鋁合金結構件進行機械預處理。
[0017]優選的，所述機械預處理選自拋光或噴砂中的至少一種。
[0018]本申請至少能達到以下有益效果:
[0019]1、本申請可利用結構件上不同導通的區域，分別進行陽極氧化染色實現雙色氧化的效果。
[0020]2、本申請可在復雜曲面、3D結構的鋁合金表面實現雙色外觀效果的工藝。
[0021]3、本申請可以不拆件，同一殼件上不借助刀具切削表面氧化層，通過設計不導電位在同一鋁合金結構件上實現兩種氧化顏色效果，且該雙色氧化的效果都是同一種表面粗糙程度。
[0022]下面結合具體實施例，進一步闡述本申請。應理解，這些實施例僅用于說明本申請而不用于限制本申請的范圍。
【具體實施方式】
[0023]本申請涉及一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法，利用“陽極氧化需導電才可形成氧化膜，氧化顏色是在氧化膜表面著色”的原理。本申請首先針對需要雙色陽極氧化著色的不同結構件區域進行設計，設計不導通位置通過不導電材料將兩部分隔開，第一次陽極氧化時，僅需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件區域可以導通并進行陽極氧化上色；去除不導電材料后，使需要進行第二次陽極氧化的鋁合金結構件區域形成導通，然后在該區域進行第二次陽極氧化;以此來形成雙色陽極氧化的外觀效果。
[0024]本申請中提到的不導通位置是指在鋁合金表面形成凹槽或間隙，從而將鋁合金表面分隔成不同的區域、并填充上不導電物質，從而在不導通位置構成的區域內電流不能導通，在陽極氧化反應過程中不導通位置構成的區域內的鋁表面不發生氧化反應。本申請可以利用鋁合金結構件本身的的凹槽等構成不導通位置，也可以通過切割等方式外加不導通位置。如果鋁合金結構件上的凹槽過多，也可通過外加導電材料填充部分不導通位置，以減少陽極氧化的次數。
[0025]本申請中提到的將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件與需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過不導電材料隔開。
[0026]本申請所形成的雙色陽極氧化外觀效果不受結構外觀的限制，任意曲面3D效果均可實現雙色陽極氧化顏色的效果，且該雙色效果表面的粗糙程度及質感一致，如果需要不同的表面質感，也可以根據設計要求再進行加工，使表面效果有區別，如“噴砂與拉絲”的組合或“噴砂與高光”、“拉絲與高光”等效果。
[0027]本申請的鋁合金表面雙色陽極氧化方法包括以下步驟:
[0028](I)首先將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件之間導通，將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件與需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過不導電材料隔開，然后進行第一次陽極氧化；
[0029](2)除去所述不導電材料，并將需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件導通，然后進行第二次陽極氧化。
[0030]作為本申請方法的一種改進，不導電材料填充位置的設計思路為:在第一色陽極氧化的鋁合金結構件與第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間設置不導通位置，不導通位置優選為凹槽，凹槽的深度和寬度尺寸滿足大于等于0.8mm的要求即可，用于填充不導電材料。
[0031]作為本申請方法的一種改進，不導電材料選自陶瓷、玻璃、橡膠、塑料中的至少一種。
[0032]本申請中采用的不導電材料可為無機材料，如陶瓷、玻璃等;也可為有機材料，如橡膠、塑料;其中塑料可選自聚乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等熱塑性樹脂，也可選自酚醛樹脂、環氧樹脂等熱固性樹脂。
[0033]不導電材料的填充方式可選自模具內注塑、點膠、粘貼等。
[0034]本申請的鋁合金陽極氧化是對鋁合金結構件采用硫酸直流陽極氧化，以鋁合金為陽極置于硫酸電解液中，利用電解作用，使鋁表面形成多孔型氧化鋁膜層的過程。陽極氧化后在鋁件表面形成的多孔型氧化鋁膜層為后續染色浸染色粉離子提供載體。陽極氧化包括陽極氧化、染色、封孔的步驟。
[0035]第一次陽極氧化的具體條件為:陽極氧化的電壓為11?13V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為150?200g/L，陽極氧化時間為30?40分鐘。
[0036]第一次氧化結束后，除去不導電材料，具體可選用切割等方式，優選采用數控刀具、激光鐳射等方式將不導電材料切割除去。并將需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件導通，然后進行第二次陽極氧化。
[0037]第二次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為11?13V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為150?200g/L，陽極氧化時間為30?40分鐘。
[0038]在進行本申請的雙色陽極氧化處理前，還可對鋁合金結構件進行氧化前處理，具體的，氧化前處理可選自酸性脫脂、堿洗、除灰中和、超聲水洗或化學拋光中的至少一種。
[0039]其中:
[0040]酸性脫脂目的是清除鋁合金結構件表面的油脂和灰塵等污染物，使后道堿洗比較均勻，以提高陽極氧化膜的質量。酸性脫脂一般在常溫下，以硫酸、磷酸為基的酸性溶液中進行脫脂。其中，磷酸含量為20?30g/L，硫酸含量為5?7g/L，酸性脫脂時間為3?5分鐘。
[0041]堿洗的目的是進一步去除表面的臟污，徹底去除鋁合金結構件表面的自然氧化膜，以顯露出純凈的金屬基體，為隨后陽極氧化均勻導電、生成均勻陽極氧化膜打下良好的基礎表面。堿洗工藝過程是將鋁合金結構件放入氫氧化鈉為主成分的堿性溶液中進行浸蝕反應。氫氧化鈉含量為40?55g/L，時間為2?5分鐘，溫度為40?50°C。
[0042]除灰中和的目的是要除凈堿洗后表面的那層不溶于堿性溶液的銅、鐵、硅等金屬間化合物及其堿洗產物，以防止其對后道陽極氧化槽液的污染。除灰中和工藝是采用一定濃度的硝酸溶液作為除灰中和槽液，通常采用10 %?25 %的硝酸溶液，在常溫下浸漬I?3分鐘。
[0043]超聲水洗，該工序目的是徹底清除除灰中和后結構件表面殘留的硝酸溶液，一般超聲清洗兩遍，每遍約3分鐘。
[0044]化學拋光采用由磷酸、硫酸、硝酸所組成的三酸化學拋光液。化學拋光能去除鋁合金結構件表面輕微的模具痕、擦劃傷條紋、機械拋光中的摩擦條紋、熱變形層等，使粗糙的表面趨于光滑而獲得近似鏡面光亮的表面。其中三酸化學拋光液中的濃度為磷酸25g/L、硫酸35g/L、硝酸10g/L，溫度為90°C左右，時間為20?25秒。
[0045]在對鋁合金結構件進行氧化前處理之前，先對所述鋁合金結構件進行機械預處理。
[0046]機械預處理主要分為“拋光”和“噴砂”兩個工序。
[0047]拋光是將拋光膏涂抹于軟布輪或氈輪后利用機械轉動使軟布輪或氈輪摩擦鋁合金結構件表面，先粗拋光再精拋光，拋光可根據需要選擇半自動或全自動拋光機。拋光主要作用是去除表面殘留的數控刀具加工刀紋、毛刺、凹凸，使表面光順。
[0048]噴砂是用精華的壓縮空氣將干砂流或其他磨粒噴到鋁制品表面，從而去除表面缺陷，呈現出均勻一致無光砂面的一種操作方法。砂粒一般采用金剛砂、氧化鋁顆粒、氧化鋯顆粒、玻璃珠等。噴砂主要起到去除結構件表面的毛刺及其他缺陷垢污、改善鋁合金機械性能等作用。
[0049]實施例1
[0050]鋁合金結構件本身具有不導電位，將結構件分為兩個部分:
[0051]首先，將兩個部分之間的不導電位通過模具內注塑填充不導電材料聚乙烯樹脂，從而將兩個部分隔開;對需要進行第一次陽極氧化的鋁合金結構件部分進行第一次陽極氧化；
[0052]第一次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為12V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為180g/L，陽極氧化時間為30分鐘；
[0053]然后采用數控刀具除去所述不導電材料，對第二色陽極氧化的鋁合金結構件進行第二次陽極氧化；
[°°54]第二次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為IIV，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為200g/L，陽極氧化時間為40分鐘。
[0055]實施例2
[0056]鋁合金結構件本身不具有不導電位:
[0057]首先，進行設計，在第一色陽極氧化的鋁合金結構件與第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間設置凹槽;在該凹槽內通過點膠填充不導電材料聚酰胺樹脂，從而將兩個部分隔開;針對需要進行第一次陽極氧化的鋁合金結構件部分進行第一次陽極氧化；
[0058]第一次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為13V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為200g/L，陽極氧化時間為35分鐘；
[0059]然后采用激光鐳射切割除去所述不導電材料，對第二色陽極氧化的鋁合金結構件進行第二次陽極氧化；
[0060 ]第二次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為12 V，電流密度為1.0 A/mm2，硫酸溶液質量百分比為190g/L，陽極氧化時間為30分鐘。
[0061 ] 實施例3
[0062]首先，對鋁合金結構件進行拋光和噴砂的機械預處理。
[0063]拋光:將拋光膏涂抹于軟布輪或氈輪后利用機械轉動使軟布輪或氈輪摩擦鋁合金結構件表面，先粗拋光再精拋光，根據需要選擇半自動或全自動拋光機。
[0064]噴砂:用壓縮空氣將干砂流或其他磨粒噴到鋁制品表面，以去除表面缺陷，呈現出均勻一致無光砂面。
[0065]然后，對鋁合金結構件進行酸性脫脂，其中:磷酸含量為25g/L，硫酸含量為5g/L，酸性脫脂時間為3分鐘。
[0066]最后按照實施例1中的方法進行雙色陽極染色。
[0067]實施例4
[0068]鋁合金結構件本身具有多個不導電位，將結構件分為多個部分:
[0069]首先，將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過填充導電材料導通，本實施例中選用金屬錫；
[0070]其次，將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件與需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過不導電材料聚氯乙烯隔開，然后進行第一次陽極氧化；
[0071 ]第一次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為IIV，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為200g/L，陽極氧化時間為40分鐘；
[0072]然后，采用激光鐳射切割除去所述不導電材料，并將需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過填充導電材料導通，對第二色陽極氧化的鋁合金結構件進行第二次陽極氧化；
[0073]第二次陽極氧化的條件為:陽極氧化的電壓為12V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為190g/L，陽極氧化時間為30分鐘。
[0074]最后，采用激光鐳射切割除去所有的導電材料。
[0075]本申請雖然以較佳實施例公開如上，但并不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本申請構思的前提下，都可以做出若干可能的變動和修改，因此本申請的保護范圍應當以本申請權利要求所界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種鋁合金表面雙色陽極氧化方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)首先將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件之間導通，將需要進行第一色陽極氧化的鋁合金結構件與需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過不導電材料隔開，然后進行第一次陽極氧化； (2)除去所述不導電材料，并將需要進行第二色陽極氧化的鋁合金結構件導通，然后進行第二次陽極氧化。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在陽極氧化前，在所述第一色陽極氧化的鋁合金結構件與所述第二色陽極氧化的鋁合金結構件之間通過加設凹槽用于填充不導電材料。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述不導電材料選自陶瓷、玻璃、橡膠、塑料中的至少一種。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述不導電材料的填充方式選自模具內注塑、點膠、粘貼。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，除去所述不導電材料的方法選自數控刀具切割、激光鐳射切割。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次陽極氧化的電壓為11?13V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為150?200g/L，陽極氧化時間為30?40分鐘；所述第二次陽極氧化的電壓為10?11V，電流密度為1.0A/mm2，硫酸溶液質量百分比為150?200g/L，陽極氧化時間為15?20分鐘。7.根據權利要求1?6任一所述的方法，其特征在于，所述陽極氧化的還包括:對所述鋁合金結構件進行氧化前處理。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述氧化前處理選自酸性脫脂、堿洗、除灰中和、超聲水洗或化學拋光中的至少一種。9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，對所述鋁合金結構件進行氧化前處理之前，先對所述鋁合金結構件進行機械預處理。10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述機械預處理選自拋光或噴砂中的至少一種。
【文檔編號】C25D11/14GK105887155SQ201610370536
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】陳穎, 林圣 , 董小林
【申請人】深圳天瓏無線科技有限公司