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一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法.pdf

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一种 硬质 氧化 铝合金 交流 电解 着色 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910099735

申请日:

20190131

公开号:

CN109537019A

公开日:

20190329

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C25D11/08;C25D11/22 主分类号: C25D11/08;C25D11/22
申请人: 华侨大学
发明人: 王森林;张燕秀
地址: 362000 福建省泉州市丰泽区城东城华北路269号
优先权:
专利代理机构: 35204 代理人: 张松亭;陈丹艳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910099735

授权公告号:

法律状态公告日:

20190423

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,将预处理后的铝合金件进行硬质氧化,再经交流电解着色铜盐,着色液组分为H2SO416~18g/L、MgSO4·7H2O18~22g/L、CuSO4·5H2O12~20g/L、有机羟基?#20154;?5~25g/L,最后封闭处理得到着色的硬质氧化铝合金成品。本发明工艺简单、电解液稳定。得到的铝合金装饰性好,而?#20918;?#38754;膜的硬度较高、耐磨性较好、?#36879;?#34432;性能较强,可应用于小型电?#30828;?#21697;壳和框架生产。

权利要求书

1.一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于包括如下步骤: (1)铝合金硬质氧化:将铝合金件作为阳极、石墨作为阴极、H2SO4 120g/L作为电解液,采用恒流进行阳极氧化,电流密度3A/dm2,温度-5~5℃,时间25~35min;氧化完成后,除去表面电解液,得到具有纳米多孔氧化膜的铝合金,其纳米多孔氧化膜的厚度25~35微米,显微硬度280~320Hv; (2)交流电解着色铜盐:以步骤(1)制得的铝合金和石墨组成两电极,进行交流电解着色;着色液组分为H2SO4 16~18g/L、MgSO4·7H2O 18~22g/L、CuSO4·5H2O 12~20g/L、有机羟基?#20154;?5~25g/L;工艺条件为温度室温,时间3~11min,电压9~13V;着色完成后,去除表面的着色液,得到着色铜盐的铝合金件; (3)封闭处理,得到着色的硬质氧化铝合金成品,其硬度值340~360Hv。 2.根据权利要求1所述的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于:着色液组分为H2SO4 17g/L、MgSO4·7H2O 20g/L、CuSO4·5H2O 12~20g/L、有机羟基?#20154;?5~25g/L。 3.根据权利要求1所述的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于:所述有机羟基?#20154;?#20026;柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸中的一种。 4.根据权利要求1所述的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于:所述步骤(1)的铝合金件为6061型铝合金件。 5.根据权利要求1所述的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于:所述步骤(1)的铝合金件经脱脂除油、除氧化膜、除灰、水洗的预处理。 6.根据权利要求1所述的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于:所述步骤(2)、(3)经水洗后在清水中浸泡去除表面的电解液或着色液。 7.根据权利要求1所述的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,其特征在于:所述步骤(3)采用沸水封闭处理。

说明书


一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法
技术领域


本发明属于铝合金表面处理技术领域,具体涉及一种硬质氧化铝合金的交流电解
着色方法。


背景技术


铝合金由于其比强度较高、易成型加工、成本较低等特点而应用于电?#30828;?#21697;壳和
框架。?#22771;?#23567;型电子终端产品如计算机和手机等铝合金壳和框架的通常表面处理方法是,
采用铝合金常规氧化及后续有机染料染色。该方法处理的铝合金壳和框架存在硬度低、耐
磨性差,而且使用过程中容易褪色?#28909;?#28857;。


铝合金硬质氧化是在传统氧化基础上发展起来的一种技术,现有技术中由于操作
温度低及施加电压高,电解液的硫酸浓度低,因此,其膜的硬度和耐磨性显著高于传统铝合
金阳极氧化膜。


铝合金电解着色,特别是交流电解着色的原理是,将经过氧化已形成了纳米多孔
膜的铝合金置于含有金属盐的电解液中,当?#27833;?#30005;流时,交流电解会在铝合金上随着频率
的变化交替形成阴极和阳极,这样就在铝合金多孔氧化膜的孔道内沉积纳米金属及其氧化
物微粒混合物。由于纳米金属及其氧化物微粒对光的散射,从而使铝合金氧化膜呈色,使铝
合金具有优良的装饰性。相比于有机染料吸附染色,该方法呈色稳定性优良、而且膜层的耐
腐蚀性能优良,因此,近年来受到越来越多的关注。然而铝合金硬质氧化后再交流电解着色
较少实现,现有研究均是将铝合金一般阳极氧化后再直流电解铜盐进行着色。由于铜的还
原为?#21512;?#20256;质速率控制步骤,因此,直流电解铜存在析氢?#29616;兀?#36825;样会造成多孔膜与铝合金
之间的结合力下?#26723;?#19981;利现象。


发明内容


本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供了一种硬质氧化铝合金的交流
电解着色方法,应用于小型电?#30828;?#21697;壳和框架,解决?#26494;?#36848;背景技术中的问题。


本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供了一种硬质氧化铝合金的交流
电解着色方法,包括如下步骤:


(1)铝合金硬质氧化:将铝合金件作为阳极、石墨作为阴极、H
2SO
4 120g/L作为电解
液,采用恒流进行阳极氧化,电流密度3A/dm
2,温度-5~5℃,时间25~35min;氧化完成后,
除去表面电解液,得到具有纳米多孔氧化膜的铝合金,其纳米多孔氧化膜的厚度25~35微
米,显微硬度280~320Hv;


(2)交流电解着色铜盐:以步骤(1)制得的铝合金和石墨组成两电极,进行交流电
解着色;着色液组分为H
2SO
4 16~18g/L、MgSO
4·7H
2O 18~22g/L、CuSO
4·5H
2O 12~20g/L、
有机羟基?#20154;?5~25g/L;工艺条件为温度室温,时间3~11min,电压9~13V;着色完成后,
去除表面的着色液,得到着色铜盐的铝合金件;着色过程沉积的是铜单质或它的氧化物微
粒混合物;


(3)封闭处理,得到着色的硬质氧化铝合金成品,其硬度值340~360Hv。


在本发明一较佳实施例中,着色液组分为H
2SO
4 17g/L、MgSO
4·7H
2O 20g/L、
CuSO
4·5H
2O12~20g/L、有机羟基?#20154;?5~25g/L。


在本发明一较佳实施例中,所述有机羟基?#20154;?#20026;柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖
酸中的一种。


在本发明一较佳实施例中,所述步骤(1)的铝合金件为6061型铝合金件。


在本发明一较佳实施例中,所述步骤(1)的铝合金件经脱脂除油、除氧化膜、除灰、
水洗的预处理。


在本发明一较佳实施例中,所述步骤(2)、(3)经水洗后在清水中浸泡去除表面的
电解液或着色液。


在本发明一较佳实施例中,所述步骤(3)采用沸水封闭处理。


本技术方案与背景技术相比,它具有如下优点:


1.本发明对铝合金采用硬质氧化,然后采用交流电解着色制备小型电子终端产
品,这种经过硬质氧化和电解着色的铝合金硬度较高、耐磨性好,颜色均匀而且稳定性能优
良,使用过程中不会褪色,克服了传统铝合金经过一般氧化和吸附染色等表面处理所形成
的不足。


2.本发明采用交流电解沉积铜技术,由于交流电解时铝合金随着频?#26102;?#21270;交替形
成阴极与阳极,在阴极进行还原铜反应时出现的铜离子浓差极化,被后续的阳极过程发生
铜单质氧化时溶液中铜离子浓差极化得?#20132;?#35299;,因此,避免或?#26723;?#26512;氢副反应发生,极大地
?#32435;?#20102;铝合金与氧化膜之间的结合力。


3.本发明的工艺简单、电解液稳定,得到的铝合金装饰性好,而?#20918;?#38754;膜的硬度较
高、耐磨性较好、?#36879;?#34432;性能较强,可应用于小型电?#30828;?#21697;壳和框架。


具体实施方式


实施例1


本实施例的一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法,包括如下步骤:


(1)铝合金硬质氧化:将经碱性化学除油、一定浓度氢氧化钠溶液除氧化膜、稀硝
酸除灰、水洗等预处理过的6061型铝合金片作为阳极、石墨作为阴极,采用硬质氧化电解液
配方和工艺条件制备具有纳米多孔氧化膜的铝合金。


其中,硬质氧化电解?#21495;?#26041;为:H
2SO
4 120g/L;


工艺条件为:采用恒流进行阳极氧化,电流密度3A/dm
2,温度-5~5℃,时间30min。
氧化完成后,取出铝合金件,经水洗后在清水中浸泡去除表面的电解液,得到具有厚度30微
米的硬质纳米多孔氧化膜的铝合金片;


(2)铝合金交流电解着色铜盐:以步骤(1)铝合金片和石墨组成两电极,进行交流
电解着色。


其中,着色液组分为:H
2SO
4 17g/L、MgSO
4·7H
2O 20g/L、CuSO
4·5H
2O 12g/L、柠檬
酸15g/L;


交流电解着色工艺条件如下:温度室温,时间5~10min,电压10~12V;着色完成
后,取出铝合金件,经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液;


(3)将步骤(2)所得的铝合金件进行沸水封闭处理。下表给出了当CuSO
4·5H
2O
12g/L时不同时间和交流电压下交流电解铝合金呈现的颜色。


表1CuSO
4·5H
2O 12g/L时交流电解电压和时间对铝合金着色的影响






实施例2


实施例2与实施例1的区别在于:步骤(2)中着色液组分为:H
2SO
4 17g/L、MgSO

7H
2O20g/L、CuSO
4·5H
2O 15g/L、柠檬酸20g/L;在工艺条件室温,时间3~11min,电压10~
13V下对硬质氧化后的铝合金片进行交流电解着色,然后水洗、浸泡去除表面着色液后,最
后?#20154;?#23553;闭处理,其结果见表2。


表2CuSO
4·5H
2O 15g/L时交流电解电压和时间对铝合金着色的影响






实施例3


实施例3与实施例1的区别在于:步骤(2)中着色液组分为:H
2SO
4 17g/L、MgSO

7H
2O20g/L、CuSO
4·5H
2O 20g/L、柠檬酸25g/L;工艺条件室温,时间3~10min,电压9~11V下
对硬质氧化后的铝合金片进行交流电解着色,然后水洗、浸泡去除表面着色液后,最后?#20154;?br>封闭处理,其结果见表3。


表3CuSO4·5H2O 20g/L时交流电解电压和时间对铝合金着色的影响






经过测试,本方法制备的硬质氧化铝合金膜厚度为30微米,显微硬度300Hv,进一
步经过交流电解铜处理,着色过程沉积的是铜单质或它的氧化物微粒混合物,得到的着色
铝合金硬度为340~360Hv。并且交流电解着色液长期使用没有不溶性沉淀析出,非常稳定,
因此只要定期投放消耗的物质即可,既节省资金和资源,?#21482;?#20445;。


本领域技术人员可知,?#21271;?#21457;明的技术?#38382;?#22312;如?#36335;?#22260;内变化时,可以预期得到
与上述实施例相同或相近的技术效果:所述有机羟基?#20154;?#20316;为络合?#31890;?#36215;络合铜离子的作
用,在电解过程中起稳定电解液作用。有机羟基?#20154;?#30340;羟基在?#21058;?#30340;α或β位置,包括柠檬
酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸中的一种。


以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能?#26469;?#38480;定本发明实施的范围,即依
本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。


关于本文
本文标题:一种硬质氧化铝合金的交流电解着色方法.pdf
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