一种铝合金表面本色转化膜的制备方法技术

本发明专利技术公开一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，属于合金表面处理技术领域。本发明专利技术所述方法，采用在铝合金表面生成转化膜的方法，使以铝合金为结构件的电子产品有效达到电磁屏蔽性能要求，并具有一定的耐蚀性，广泛应用于电子产品、航空航天、航海交通等领域。本发明专利技术所述方法工艺参数及配方稳定，其有毒有害性远远小于传统的制造方法，通过本发明专利技术制造的铝合金表面转化膜，具有较好的导电性能，耐中性盐雾能力较好，膜层色泽均匀；本发明专利技术生产效率高，所得铝合金制品导电氧化一次合格率可达91％，有利于大规模工业化生产。

A preparation method of natural color conversion film on aluminum alloy surface

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金表面本色转化膜的制备方法
本专利技术涉及一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，属于合金表面处理

技术介绍
铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好、色泽美观、易于成型加工以及优异的物理化学性能、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、建筑等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。虽然铝及其合金表面在大气环境介质中很容易生成一层薄而较致密的氧化膜，具有一定的抗腐蚀性能，但其厚度有限，大约只有5-200nm，而且这层膜是非晶的，在加工及运输过程中很容易被破坏，且容易沾染污迹。同时，铝合金材料硬度低，耐磨性差，则导致铝合金常常发生磨损腐蚀破坏，因此铝合金产品必须经过表面处理后，才能成为成品。常见的铝表面处理方法有阳极氧化、化学氧化和微弧氧化等。其中化学氧化法具有对铝工件疲劳性能影响小，设备简单，不用电能，成本低，处理时间短，生产效率高，对基体材料要求低，适用于复杂零件的表面处理等优点，并得到了广泛应用。六价铬钝化膜性能优良，因而一直沿用至今。然而，六价铬是在美国环境保护局(EPA)最危险材料表中排名第17位的剧毒材料，欧盟RoHS指令要求，2006年7月1日以后投放欧盟市场的电气和电子产品不得含有六价铬等有害物质。六价铬化合物对环境的危害已经促进了人们积极开展六价铬钝化有效替代技术的研究。铝合金六价铬钝化的替代研究工作主要采用三价铬钝化和无铬钝化。目前，由于无铬钝化工艺研究时间短，且其钝化机理还不清楚，耐蚀性及外观不及六价铬钝化，满足不了高耐蚀要求，所以在工业上的应用受到了局限。三价铬钝化获得的钝化膜颜色白亮，硬度高且力学性能优良，其分散性能和覆盖能力都远远高于六价铬，更重要的是三价铬的毒性只有六价铬的l％，三价铬转化膜符合RoHS法规，而且废水易于处理，是一种替代六价铬转化膜的最具有前途的转化膜之—。本方法制出膜层致密度高，膜层均匀，耐中性盐雾试验达220h以上，且生产效率较高，生产成本低，有利于大规模工业化加工处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，其铝合金制品不仅外观具有金属质感，达到电磁屏蔽性能要求，而且耐中性盐雾时间达到220小时，远远超出军标的要求，具体包括以下步骤：（1）将表面粗糙度Ra在4级及以上的铝合金进行除油、碱蚀、硝酸出光处理，备用。（2）导电氧化着色：将出光后的铝合金放入配制好的温度为25～35℃的导电氧化液中进行着色处理3～5min，冷水常温清洗3～5s；所述导电氧化液的含量及其配比为：2～3g/L的硫酸铬钾、0.5～1g/L的锆盐、0.3～0.8g/L的钼酸铵、2.5～5g/L的氟化钠、3～20ml/L的质量百分比浓度为30%的硝酸、5～10ml/L的质量百分比浓度为40%的氢氧化钠，该导电氧化液稳定性良好，所形成的氧化膜色泽均匀，膜层致密，耐磨性强，而且耐中性盐雾时间达到220小时，远远超出军标的要求。（3）将着色清洗后的铝合金吹干、老化处理后即得到成品。优选的，本专利技术所述除油的具体过程为：将铝合金放入温度为50～65℃的化学除油剂中浸泡1～3min，冷水常温清洗1～3min，所述除油剂为50～70g/L的化学除油粉（工业级）配制而成；除油旨在彻底去除材料表面油污，清洁表面，具体除油时间可根据表面油污量作调整。优选的，本专利技术所述碱蚀的具体过程为：将除油处理后的铝合金放入温度为40～60℃的质量百分比浓度为60%氢氧化钠溶液中浸泡50～60s，冷水常温清洗3～5min。优选的，本专利技术所述硝酸出光的具体过程为：将碱洗处理后的铝合金放入常温硝酸出光液中处理3～5min，冷水常温清洗1～2min，硝酸的质量百分比浓度为45%～60%，通过硝酸有利于去除碱蚀后表面黑膜，同时使表面具有光泽。优选的，本专利技术所述老化的条件为55～65℃的烘箱中老化6～10min，老化处理可有效提高铝合金上本色氧化膜的附着力。在没有进行特殊说明的情况下，本专利技术所有百分比均为质量百分比。本专利技术所述钼酸铵优选四水合钼酸铵。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过添加钼酸铵作为该导电氧化液合理的缓蚀剂，使成膜过程中膜生长均匀，在扫描电子显微镜下观察，发现其膜层致密，耐蚀性明显提高，并以硝酸作为成膜促进剂，使膜层生成时间短，生产效率大幅度提高，并通过增设合理老化工序，同时调整各工艺步骤中的重要工艺参数，使膜层有更牢固的附着力，处理后的铝合金制品不仅外观具有金属质感，达到电磁屏蔽性能的要求，且形成的铝合金本色氧化膜性能优异，其耐中性盐雾时间达220h，远超出军标要求；本专利技术生产效率高，所得铝合金表面转化膜颜色为铝合金本色，导电氧化一次合格率可达91％，有利于大规模工业化生产。附图说明图1为对比实施例1制备的铝合金表面本色转化膜的扫描电镜图；图2为实施例3制备得到的铝合金本色转化膜的扫描电镜图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，其包括如下工艺步骤：（1）喷砂：在压力为500KPa的条件下用140目的玻璃珠对铝合金表面进行喷砂处理，使其表面粗糙度Ra控制在4级。（2）除油：喷砂后的铝合金放入温度为50℃的50g/L的除油剂（由工业级化学除油粉配制而成）中浸泡1min，冷水常温清洗3min。（3）碱蚀：将除油处理后的铝合金放入温度为40℃的氢氧化钠溶液中浸泡50s，冷水常温清洗3min。（4）硝酸出光：将碱洗处理后的铝合金放入质量百分比浓度为45%的硝酸出光液中处理3min，冷水常温清洗1min。（5）导电氧化着色：将出光后的铝合金放入温度为25℃的导电氧化液中进行着色处理3min，冷水常温清洗3s；所述导电氧化液中的成分及其含量为：2g/L的硫酸铬钾、0.5g/L的锆盐、0.3g/L的钼酸铵、2.5g/L的氟化钠、3ml/L的30%硝酸、5ml/L的40%氢氧化钠。（6）吹干：将着色清洗后的铝合金用压缩空气枪吹干。（7）老化：将吹干后的铝合金放入温度为55℃的烘箱中老化，老化10min后得成品。实施例2一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，其包括如下工艺步骤：（1）机械加工：将铝块用铣床铣去表面2cm厚度，使其表面粗糙度Ra控制在4级。（2）除油：将铣去表面后的铝合金放入温度为50℃的55g/L的除油剂（由工业级化学除油粉配制而成）中浸泡1.5min，冷水常温清洗1min。（3）碱蚀：将除油处理后的铝合金放入温度为45℃的氢氧化钠溶液中浸泡50s，冷水常温清洗5min。（4）硝酸出光：将碱洗处理后的铝合金放入质量百分比浓度为45%的硝酸出光液中处理5min，冷水常温清洗2min。（5）导电氧化着色：将出光后的铝合金放入温度为30℃的导电氧化液中进行着色处理4min，冷水常温清洗5s；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n（1）将表面粗糙度Ra在4级及以上的铝合金进行除油、碱蚀、硝酸出光处理，备用；/n（2）导电氧化着色：将出光后的铝合金放入配制好的温度为25～35℃的导电氧化液中进行着色处理3～5min，冷水常温清洗3～5s；所述导电氧化液的含量及其配比为：2～3g/L的硫酸铬钾、0.5～1g/L的锆盐、0.3～0.8g/L的钼酸铵、2.5～5g/L的氟化钠、3～20ml/L的质量百分比浓度为30%的硝酸、5～10ml/L的质量百分比浓度为40%的氢氧化钠；/n（3）将着色清洗后的铝合金吹干、老化处理后即得到成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面本色转化膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将表面粗糙度Ra在4级及以上的铝合金进行除油、碱蚀、硝酸出光处理，备用；
（2）导电氧化着色：将出光后的铝合金放入配制好的温度为25～35℃的导电氧化液中进行着色处理3～5min，冷水常温清洗3～5s；所述导电氧化液的含量及其配比为：2～3g/L的硫酸铬钾、0.5～1g/L的锆盐、0.3～0.8g/L的钼酸铵、2.5～5g/L的氟化钠、3～20ml/L的质量百分比浓度为30%的硝酸、5～10ml/L的质量百分比浓度为40%的氢氧化钠；
（3）将着色清洗后的铝合金吹干、老化处理后即得到成品。


2.根据权利要求1所述铝合金表面本色转化膜的制备方法，其特征在于：除油的具体过程为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪喜，吴蒙，郝轩弘，陈林，王悦怡，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53