鋁或鋁合金的著色工藝的製作方法

2023-05-01 23:13:11 1

專利名稱:鋁或鋁合金的著色工藝的製作方法
本發明是關於鋁或鋁合金著色工藝的改進。
電解著色法是將經過常規硫酸法陽極氧化的鋁材，在含有金屬鹽的水溶液中進行電解處理，在電場作用下，使金屬陽離子滲入到氧化膜針孔中，在針孔底部還原沉積，達到使氧化膜著色的一種方法。這種著色方法能得到良好耐候性和耐磨性的著色膜，可廣泛應用於建築用的鋁窗框等各種鋁材的著色。
一般的電解著色工藝流程主要包括前處理、陽極氧化、電解著色。前處理通常由除油脫脂、鹼蝕、中和等工序組成。
目前，鋁材的紫紅色系列的著色工藝按電解著色溶液分類有錫鹽電解著色和鎳鹽電解著色。
昭59-140397文獻中提出一種紫色色調的著色工藝。鋁材的陽極氧化是在含有硫酸、氨基磺酸、草酸等電解液中以任意時間比率交替反覆進行幾十次不同電壓的交直流重疊的電解處理。然後在含有錫鹽的電解液中加直流或交流電壓進行電解著色處理。由於陽極氧化膜的形成要採用交直流重疊，因此氧化槽必須備有直流電源系統和交流電源系統，操作中要不斷倒閘。而且錫鹽溶液中，Sn++易氧化成無著色能力的Sn4+，著色液不穩定、易渾濁、沉澱、老化而報廢。且錫鹽的成本較高。
昭59-140396中提出一種鎳鹽的電解著色工藝。其中鋁材的陽極氧化也採用交直流重疊電解處理，得到一定厚度的氧化膜後，再在含有鎳鹽的電解液中加直流或交流電壓電解著色得紫色著色膜。該工藝克服了錫鹽著色所固有的缺點，但由於陽極氧化仍需採用交直流重疊電解，因此氧化槽所需的電源仍較複雜。
本發明的目的是要提出一條鋁或鋁合金用紫紅色系列著色膜的電解著色工藝。
本發明的另一目的是提出一條簡單的紫紅色系列著色膜的電解著色工藝，陽極氧化時只需採用單種電源。
本發明的又一目的是要提出一種電解著色溶液，該著色液化學性穩定、不易渾濁和沉澱、對溫差適應性強、原料成本低。
本發明提出的適合鋁或鋁合金用紫紅色系列著色膜的電解著色工藝包括前處理、陽極氧化、在含有金屬鹽的水溶液中電解著色等主要工序。採用直流氧化、交流著色。
鋁材的前處理可以採用一般的方法，也可採用本發明中提到的方法。經處理的鋁材直流陽極氧化後在含有鎳鹽和銅鹽的水溶液中採用交流電解著色處理不同時間，即可得到由淺到深的紫紅色系列的著色膜。
電解著色液組成是硫酸鎳25～50克/升，硫酸銅8～15克/升，硼酸20～40克/升，氨基磺酸1～15克/升，著色效果較好。
為了加快上色速度，提高槽液的穩定性，降低成本，電解著色液的組成是硫酸鎳35～40克/升，硫酸銅9～11克/升，硼酸25～35克/升，氨基磺酸3～9克/升。
為了縮短和簡化前處理工序，減少廢液的環境汙染，經脫脂後的鋁材用體積比為磷酸∶硫酸∶硝酸＝5.2～4.8∶2.2～1.8∶3.2～2.8混合酸浸漬可得到同樣的效果。
鋁或鋁合金的前處理在脫脂、水洗後，可在混合酸中浸漬，也可在鹼溶液中浸蝕後再在酸槽中和。然後以鋁或鋁合金為陽極，鋁或鉛為陰極，在150～160克/升的硫酸溶液中直流陽極氧化，直流電壓10～14伏，電流密度為1.2～1.5安/分米2，經30～40分鐘氧化膜厚度可達10微米以上。經陽極氧化的鋁材在含有鎳鹽和銅鹽的水溶液中交流電解著色，電解液溫度為15～48℃，槽液PH值為1.7～2.5，用石墨、不鏽鋼、鎳板中的一種作對極，交流電壓10～17伏，電流密度為0.25～0.65安/分米2，經1-8分鐘，就可得到紫紅色系列的著色膜，延長時間得紫黑色膜，膜厚不小於13微米。
當其它工藝條件相同時，電壓越高著色越深，電壓太高表面會出現粉霜，太低著色時間長、耗能多;著色時間延長，顏色變深;電解液的溫度太低，上色速度太慢，太高則消耗熱能;槽液的PH值太高顏色不正。
本發明提出的電解著色工藝簡單，鋁材經前處理後進行直流陽極氧化，交流電解著色即可得到復蓋性好而均勻的紫紅色系列著色膜。
使用鎳鹽加銅鹽水溶液作為電解著色液，槽液不易發生渾濁和沉澱，化學性穩定，試驗後放置2-3個月仍可照常上色。電解著色液對溫差適應性強。在15-48℃之間溶液不會變質，因此該工藝適合在我國南北方各地使用。
與錫鹽相比，本發明提出的電解著色液成本降低50%以上。
用混合酸浸漬代替一般前處理中的鹼蝕和中和兩道工序，不僅可簡化工序，而且可減少廢液汙染。
用下列實施例進一步說明本發明的工藝。
一.將純鋁或鋁合金(6063)板浸在3-5%LCX-52常溫除油水基清洗劑中脫脂並洗淨後，浸在混合酸(磷酸∶硫酸∶硝酸＝5∶2∶3)中10分鐘，衝洗乾淨。然後在硫酸溶液中陽極氧化，將鋁材作為陽極，鋁板為陰極，在150克/升硫酸的20～25℃溶液中以直流電壓13伏，1.5安/分米2的電流密度氧化40分鐘，得到厚度為10微米以上的陽極氧化膜。再經流動水和一次去離子水清洗後進行電解著色處理。電解著色液的組成是硫酸鎳45.2克/升，硫酸銅10克/升，硼酸40克/升，氨基磺酸10.5克/升。槽液溫度為25℃，用50赫芝交流電，電壓15伏，電流密度0.5安/分米2，電解著色1～8分鐘，即得到由淺入深的紫紅色系列的著色膜。膜的厚度約15微米。肉眼及5倍放大鏡觀察表面色調均勻，著色膜附著力好，樣品彎曲90°氧化膜不破裂，不脫落。經過5%NaCl溶液的噴霧試驗60小時後著色膜未發現腐蝕。
二.將純鋁或鋁合金(6063)板按例一的方法脫脂後，採用如下前處理工序，在100克/升苛性鈉溶液中腐蝕1～2分鐘，衝洗後，在150克/升硫酸槽中和。衝洗乾淨後按例一方法進行陽極氧化和電解著色處理，可得到同樣的效果。
三.用例一的鋁材和電解著色工藝，採用的電解著色液為硫酸鎳45.2克/升，硫酸銅8克/升，硼酸40克/升，氨基磺酸10克/升的水溶液，可得到由淺到深的紫紅色系列的著色膜。
四.用例一的鋁材和電解著色工藝，採用的電解著色液為硫酸鎳35克/升，硫酸銅10克/升，硼酸40克/升，氨基磺酸5克/升的水溶液。所得紫紅色系列著色膜的性能與例一的相似。
五.電解著色液為硫酸鎳25克/升，硫酸銅10克/升，硼酸35克/升，氨基磺酸10克/升的水溶液，採用例一相似的工藝，其效果基本與例一相似。
六.電解著色液為硫酸鎳40克/升，硫酸銅10克/升，硼酸25克/升，氨基磺酸10克/升的水溶液，採用例一的工藝，可得到滿意的紫紅色系列的著色膜。
權利要求
1.一種鋁或鋁合金的著色工藝，主要包括前處理，陽極氧化，在含有金屬鹽的水溶液中電解著色，其特徵是所說的金屬鹽是鎳鹽和銅鹽，所說的陽極氧化採用直流，所說的電解著色採用交流。
2.按權利要求
1所說的著色工藝，其特徵是所說的金屬鹽水溶液的組成為硫酸鎳25～50克/升，硫酸銅8～15克/升，硼酸20～40克/升，氨基磺酸1～15克/升。交流電解著色的電流密度為0.25～0.65安/分米2，交流電壓10～17伏。
3.按權利要求
2所說的鋁或鋁合金的著色工藝，其特徵是所說的金屬鹽水溶液的組成是硫酸鎳35～40克/升，硫酸銅9～11克/升，硼酸25～35克/升，氨基磺酸3～9克/升。
4.按權利要求
1、2、3所說的鋁或鋁合金的著色工藝，其特徵是所說的前處理包括脫脂、水洗、混合酸浸、水洗等工序，所說的混合酸的組成的體積比為磷酸∶硫酸∶硝酸＝5.2～4.8∶2.2～1.8∶3.2～2.8。
專利摘要
本發明是關於鋁或鋁合金著色工藝的改進。提出了一條鋁或鋁合金用紫紅色系列著色膜的電解著色工藝。採用直流陽極氧化，交流電解著色。電解著色液的組成為硫酸鎳25～50克/升，硫酸銅8～15克/升，硼酸20～40克/升，氨基磺酸1～15克/升。本發明提出的工藝簡單，著色液化學性能穩定，不易渾濁和沉澱，對溫差適應性強，原料成本低。採用新的前處理方式可縮短工序，減少環境汙染。
文檔編號C25D11/04GK86101215SQ86101215
公開日1986年7月16日 申請日期1986年2月28日
發明者甘株, 李玉蘭 申請人:北京有色金屬研究總院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan