鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝的製作方法

2023-09-21 22:18:45

專利名稱：鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝。
背景技術：
鋁矽合金具有高強度、高耐磨性、低膨脹係數以及良好的鑄造性能等優點。常用於鍛件與鍛坯作為耐磨材料用於製作活塞及在高溫工作的其他零件，在機械工業、汽車工業、航空與軍事工業中有著廣闊的應用前景。然而，鋁合金中含有較多的矽(超過7%)，高含量矽的存在容易造成矽的晶向偏析，導致成膜困難，膜層均勻性差。因此，採用陽極氧化著色來生產高含矽量的鋁矽合金製品技術難度較大，現有的陽極氧化著色生產工藝難以實現。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，可以抑制矽的晶向偏析，容易成膜，膜層具有良好的均勻性。為了解決上述技術問題，本發明的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，包括以下步驟，a.對鋁矽合金工件進行物理表面處理；b.對鋁矽合金工件進行陽極氧化，陽極氧化槽液成份包括，濃度100_250g/l的硫酸、濃度5-25g/l的磷酸鋁鹽、濃度2-10g/l的納米TiO2粉體，控制溫度0_15攝氏度，陽極氧化時間20-50分鐘，陽極氧化電壓10-13V ;c.將鋁矽合金工件放置在染料中著色，溫度低於50攝氏度，著色時間3-5分鐘；d.對鋁矽合金工件表面封孔，採用濃度5-10g/l的高溫鎳封孔劑，溫度90-100攝氏度，時間20-40分鐘；e.將鋁矽合金工件乾燥。作為上述技術方案的改進，所述步驟a與步驟b之間需要對鋁矽合金工件進行三酸拋光或鹼蝕化學表面處理。作為上述技術方案的改進，所述鋁矽合金工件為衝壓成型。所述物理表面處理為噴沙、打磨、拉絲或者拋丸。所述磷酸鋁鹽為磷酸一氫鋁、磷酸二氫鋁和聚合磷酸鋁中的一種或者多種的組合合磷酸鋁中的一種或者多種的組合。所述步驟e的乾燥溫度低於80攝氏度。所述步驟e後還需要對鋁矽合金工件進行清洗和再次乾燥。
本發明的有益效果是:這種鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝的陽極氧化槽液中的磷酸鋁鹽含有Al3+，它能優先吸附在高電流密度處並放電使電場分布均勻，同時也起到緩衝作用，抑制氧化膜的溶出，使得氧化膜更為平整；由於存在納米TiO2粉體，隨著鋁矽合金中矽含量越高，納米TiO2粉體添加量應越多，它的加入可以有效抑制合金中矽氧化過程的晶向偏析，提高膜的均勻性，同時還能增加陽極氧化膜的硬度，溶液中的納米TiO2粉體還能與磷酸根離子及合金中的矽鋁成分在陽極氧化過程中反應生成陶瓷，也能增加表面的硬度、平整性及抗腐蝕性能，利用納米級粉體表面活性易於生成陶瓷的特點，這是一般微米級粉體所不具備的，微米級粉體通常是通過填充氧化膜表面微孔增加膜的表面硬度。
具體實施例方式本發明的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，包括以下步驟，a.對鋁矽合金工件進行物理表面處理，所述物理表面處理為噴沙、打磨、拉絲或者拋丸，其中所述鋁矽合金工件為衝壓成型；b.對鋁矽合金工件進行三酸拋光或鹼蝕化學表面處理；c.對鋁矽合金工件進行陽極氧化，陽極氧化槽液成份包括，濃度100_250g/l的硫酸、濃度5-25g/l的磷酸鋁鹽、濃度2-10g/l的納米TiO2粉體，控制溫度0_15攝氏度，陽極氧化時間20-50分鐘，陽極氧化電壓10-13V，所述磷酸鋁鹽為磷酸一氫鋁、磷酸二氫鋁和聚合磷酸鋁中的一種或者多種的組合合磷酸鋁中的一種或者多種的組合，其中優選磷酸一氫鋁、磷酸二氫鋁或其兩者任意比組合。磷酸鋁的添加量是隨鋁矽合金中矽的含量而定，矽的含量越高，需要加入的磷酸鋁越多，納米TiO2粉體用的用量也是這樣，粉體的量越多，抑制矽氧化過程的晶向偏析的能力越強，同時納米TiO2粉體具有較大的吸附性能，可以有效的吸附著色染料，在表面處理鋁矽合金氧化層時，減少氧化層厚度的情況下，著色能力依然出色。這些物質中含有 Al3+，它能優先吸附在高電流密度處並放電使電場分布均勻，同時也起到緩衝作用，抑制氧化膜的溶出，使得氧化膜更為平整；鋁矽合金中矽含量越高，納米TiO2粉體添加量應越多，它的加入可以有效抑制合金中矽氧化過程的晶向偏析，提高膜的均勻性，同時還能增加陽極氧化膜的硬度，溶液中的納米TiO2粉體還能與磷酸根離子及合金中的矽鋁成分在陽極氧化過程中反應生成陶瓷，也能增加表面的硬度、平整性及抗腐蝕性能，利用納米級粉體表面活性易於生成陶瓷的特點，這是一般微米級粉體所不具備的，微米級粉體通常是通過填充氧化膜表面微孔增加膜的表面硬度；d.將鋁矽合金工件放置在染料中著色，溫度低於50攝氏度，著色時間3-5分鐘；e.對鋁矽合金工件表面封孔，採用濃度5-10g/l的高溫鎳封孔劑，溫度90-100攝氏度，如果溫度太低了會導致封孔效果差，時間20-40分鐘；f.將鋁矽合金工件乾燥，所述步驟e的乾燥溫度低於80攝氏度，以免溫度過高導致膜出現裂紋；g.對鋁矽合金工件進行清洗和再次乾燥。以上所述僅為本發明的優先實施方式，只要以基本相同手段實現本發明目的的技術方案都屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:包括以下步驟， a.對鋁矽合金工件進行物理表面處理； b.對鋁矽合金工件進行陽極氧化，陽極氧化槽液成份包括，濃度100-250g/l的硫酸、濃度5-25g/l的磷酸鋁鹽、濃度2-10g/l的納米TiO2粉體，控制溫度0_15攝氏度，陽極氧化時間20-50分鐘，陽極氧化電壓10-13V ; c.將鋁矽合金工件放置在染料中著色，溫度低於50攝氏度，著色時間3-5分鐘； d.對鋁矽合金工件表面封孔，採用濃度5-10g/l的高溫鎳封孔劑，溫度90-100攝氏度，時間20-40分鐘； e.將招娃合金工件乾燥。
2.根據權利要求1所述的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:所述步驟a與步驟b之間需要對鋁矽合金工件進行三酸拋光或鹼蝕化學表面處理。
3.根據權利要求1或2所述的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:所述鋁娃合金工件為衝壓成型。
4.根據權利要求1所述的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:所述物理表面處理為噴沙、打磨、拉絲或者拋丸。
5.根據權利要求1所述的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:所述步驟e的乾燥溫度低於80攝氏度。
6.根據權利要求1所述的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:所述磷酸鋁鹽為磷酸一氫鋁、磷酸二氫鋁和聚合磷酸鋁中的一種或者多種的組合合磷酸鋁中的一種或者多種的組合。
7.根據權利要求1所述的鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，其特徵在於:所述步驟e後還需要對鋁矽合金工件進行清洗和再次乾燥。
全文摘要
本發明公開了一種鋁矽合金陽極氧化著色生產工藝，先對鋁矽合金工件進行物理表面處理，再對其進行陽極氧化，陽極氧化槽液成份含有濃度5-25g/l的磷酸鋁鹽和濃度2-10g/l的納米TiO2粉體，然後將鋁矽合金工件放置在染料中著色，再對其表面封孔，最後將鋁矽合金工件乾燥，由於陽極氧化槽液中的磷酸鋁鹽含有Al3+，它能優先吸附在高電流密度處並放電使電場分布均勻，同時也起到緩衝作用，抑制氧化膜的溶出，使得氧化膜更為平整；納米TiO2粉體可以有效抑制合金中矽氧化過程的晶向偏析，提高膜的均勻性，同時還能增加陽極氧化膜的硬度，還能與磷酸根離子及合金中的矽鋁成分反應生成陶瓷，也能增加表面的硬度、平整性及抗腐蝕性能。
文檔編號C25D11/08GK103215629SQ20131014664
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月24日 優先權日2013年4月24日
發明者範海陸, 吳焯佳, 吳焯光, 吳沛強, 王長江 申請人:東莞旭光五金氧化製品有限公司