一種SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法
2023-10-20 02:25:47 1
專利名稱：一種SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法
技術領域：
本發明涉及一種SiC/AI複合材料表面的發黑處理方法，屬於金屬表面處理技術領域。
背景技術：
SiC/AI複合材料，除具有普通鋁合金的優良性能之外，還具有超強的硬度和熱尺寸穩定性，是航空航天儀器儀表等行業產品較為理想的材料，如儀器的底座平臺等。在很多應用場合(用於衛星照相機系統的結構件等)需要對該材料表面進行發黑處理，控制其對光的反射程度。一般要求發黑處理後表面黒度不低於90%。鋁合金表面發黑可採用常規的在金屬表面鍍黑鎳、黑鉻等方法。直接在SiC/AI表面進行發黑等表面處理時，一方面由於鋁表面易形成天然氧化膜，其電位很負，在鍍液中常受浸蝕而置換出被鍍金屬，影響了鍍層的結合力等性能，需採用特殊處理方法提高被鍍金屬與基體結合力等性能；另一方面由於SiC/AI鋁表面存在不導電的SiC，這部分鍍不上發黑金屬，從而影響了整體表面黑度的進一步提高。
發明內容
本發明的目的在於獲到一種能在SiC/AI表面得到良好質量的發黑處理方法。具體方法是先將複合材料進行常規的前處理，接著在其表面進行陽極氧化，在表面的鋁基體部分形成具有一定厚度的氧化物層，氧化物層與原表面的SIC部分一起構成一個不導電錶面，然後通過常規的金屬化在整個表面形成導電層，再進行各種發黑處理。為了實現上述目的，採取以下技術方案一種SiC/AI複合材料表面的發黑處理方法，採用以下的生產流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。一種優選的技術方案，其特徵在於所述的前處理為採用除油、鹼蝕、出光方法或其它方法，獲得乾淨的SiC/AI複合材料表面。一種優選的技術方案，其特徵在於所述的陽極氧化為將前處理後的SiC/AI複合材料為陽極，鉛板或鋁板為陰極，在陽極氧化溶液中進行陽極氧化，得到SiC/AI複合材料表面氧化膜。一種優選的技術方案，其特徵在於所述的陽極氧化溶液中含有150 220g/L的硫酸，0 8g/L的草酸和0 6g/L的甘油或其它添加劑。一種優選的技術方案，其特徵在於所述的陽極氧化的工藝條件為電壓12 28V,電流密度0. 2 3. OA/dm2，溫度0 30°C。持續時間視膜厚而定。一種優選的技術方案，其特徵在於所述的表面金屬化為採用敏化、活化、還原或化學鍍等方法得到表面的導電層，發黑處理為採用鍍黑鎳、黑鉻等電鍍方法。本發明的優點是(1)由於表面SIC部分也鍍上發黑金屬，整個表面黑度可提高，同時由於發黑鍍層主要通過氧化物層與基體聯接，得到鍍層與複合材料基體的結合力大大提高，持久性能好。 經過本發明方法處理的SiC/Al複合材料表面具有良好的表面質量，同時表面膜層黑度高， 與基體附著緊密。(2)本發明發黑質量優良，採用的化學品成本低，環保性好，工藝質量穩定。
具體實施例方式實施例11、工藝流程含碳化矽15%的SiC/Al複合材料，採用下面的發黑處理工藝流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。2、具體工藝上述工藝流程中的前處理採用常規的除油、鹼蝕、出光方法獲得乾淨的表面；工藝流程中陽極氧化處理如下將前處理後大小為20mmX20mmX3mm的SiC/Al複合材料為陽極，鉛板為陰極，在陽極氧化溶液中以一定工藝參數進行陽極氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。陽極氧化溶液組成為硫酸150g/L，草酸8g/L，甘油6g/L。陽極氧化工藝參數為電壓12V，電流密度 0. 2A/dm2，溫度 30°C，時間:30min。表面金屬化採用常規的敏化、活化、還原、化學鍍得到表面的導電層，發黑處理採用常規的鍍黑鎳電鍍方法。3、成膜效果通過上述工藝流程所制表面膜為黑色，色澤均勻，表面光澤；採用劃痕法測定膜層與基體結合效果，結合良好，採用光譜儀測試表面吸光率(黑度)。測試結果見表1。實施例21、工藝流程含碳化矽15%的SiC/Al複合材料，採用下面的發黑處理工藝流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。2、具體工藝上述工藝流程中的前處理採用常規的除油、鹼蝕、出光方法獲得乾淨的表面；工藝流程中陽極氧化處理如下將前處理後大小為20mmX20mmX3mm的SiC/Al為陽極，鉛板為陰極，在陽極氧化溶液中以一定工藝參數進行陽極氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。陽極氧化溶液組成為硫酸220g/L，甘油3g/L。陽極氧化工藝參數為電壓^V，電流密度3. OA/dm2，溫度0°C，時間 30mino表面金屬化採用常規的敏化、活化、還原、化學鍍得到表面的導電層，發黑處理採用常規的鍍黑鎳電鍍方法。3、成膜效果通過上述工藝流程所制表面膜為黑色，色澤均勻，表面光澤；採用劃痕法測定膜層與基體結合效果，結合良好，採用光譜儀測試表面吸光率(黑度)。測試結果見表1。實施例3
1、工藝流程含碳化矽15%的SiC/Al複合材料，採用下面的發黑處理工藝流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。2、具體工藝上述工藝流程中的前處理採用常規的除油、鹼蝕、出光方法或其它方法獲得乾淨的表面；工藝流程中陽極氧化處理如下將前處理後大小為20mmX20mmX3mm的SiC/Al為陽極，鉛板為陰極，在陽極氧化溶液中以一定工藝參數進行陽極氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。陽極氧化溶液組成為硫酸180g/L，草酸4g/L。陽極氧化工藝參數為電壓20V，電流密度2. OA/dm2，溫度20°C，時間30min。表面金屬化採用常規的敏化、活化、還原、化學鍍得到表面的導電層，發黑處理採用常規的鍍黑鎳電鍍方法。3、成膜效果通過上述工藝流程所制表面膜為黑色，色澤均勻，表面光澤；採用劃痕法測定膜層與基體結合效果，結合良好，採用光譜儀測試表面吸光率(黑度)。測試結果見表1。實施例41、工藝流程含碳化矽15%的SiC/Al複合材料，採用下面的發黑處理工藝流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。2、具體工藝上述工藝流程中的前處理採用常規的除油、鹼蝕、出光方法獲得乾淨的表面；工藝流程中陽極氧化處理如下將前處理後大小為20mmX20mmX3mm的SiC/Al為陽極，鋁板為陰極，在陽極氧化溶液中以一定工藝參數進行陽極氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。陽極氧化溶液組成為硫酸200g/L，草酸2g/L，甘油lg/L。陽極氧化工藝參數為電壓16V，電流密度lA/dm2，溫度 10°C，時間:30min。表面金屬化採用常規的敏化、活化、還原、化學鍍得到表面的導電層，發黑處理採用常規的鍍黑鎳電鍍方法。3、成膜效果通過上述工藝流程所制表面膜為黑色，色澤均勻，表面光澤；採用劃痕法測定膜層與基體結合效果，結合良好，採用光譜儀測試表面吸光率(黑度)。測試結果見表1。表1、實施例1-4經過發黑處理的SiC/Al複合材料表面的測試結果
權利要求
1.一種SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，採用以下的生產流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。
2.根據權利要求1所述的SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，其特徵在於所述的前處理為採用除油、鹼蝕、出光方法，獲得乾淨的SiC/Al複合材料表面。
3.根據權利要求1所述的SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，其特徵在於所述的陽極氧化為將前處理後的SiC/Al複合材料為陽極，鉛板或鋁板為陰極，在陽極氧化溶液中進行陽極氧化，得到SiC/Al複合材料表面氧化膜。
4.根據權利要求3所述的SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，其特徵在於所述的陽極氧化溶液中含有150 220g/L的硫酸，0 8g/L的草酸和0 6g/L的甘油。
5.根據權利要求3所述的SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，其特徵在於所述的陽極氧化的工藝條件為電壓12 28V，電流密度0. 2 3. OA/dm2，溫度0 30°C。
6.根據權利要求1所述的SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，其特徵在於所述的表面金屬化為採用敏化、活化、還原或化學鍍方法得到表面的導電層，發黑處理為採用鍍黑鎳或黑鉻電鍍方法。
全文摘要
本發明涉及一種SiC/Al複合材料表面的發黑處理方法，採用以下的生產流程前處理——陽極氧化——表面金屬化——發黑處理——成品。採用預除油、鹼蝕、出光等方法獲得乾淨的表面；以SiC/Al為陽極，鉛板或鋁板為陰極，在150～220g/L的硫酸溶液中，溶液中還加入0～8g/L的草酸及0～6g/L的甘油或其它添加劑，以電壓12～28V，電流密度0.2～3.0A/dm2，溫度0～30℃進行陽極氧化，獲得表面氧化物層。再採用常規的方法得到表面的導電層，發黑處理可採用常規的鍍黑鎳，黑鉻等電鍍方法。本發明優點是發黑質量優良，表面膜層黑度高，與基體附著緊密，採用的化學品成本低，環保性好，工藝質量穩定。
文檔編號C25D11/06GK102534627SQ20101060212
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者溫軍國, 趙月紅, 鄭棄非 申請人:北京有色金屬研究總院