一种铝型材电解着色的方法技术

本发明专利技术涉及一种铝型材电解着色的方法，依次包括以下工序：阳极氧化处理工序，根据具有变化的电流密度值的电流密度由铝型材形成具有预定厚度的阳极氧化膜；电解着色处理工序，铝型材作为阴极浸渍到电解着色液中，施加脉冲电流，根据具有周期性变化的电流密度值的电流密度进行电解着色。密度进行电解着色。密度进行电解着色。

【技术实现步骤摘要】
一种铝型材电解着色的方法


[0001]本专利技术涉及铝型材表面处理领域，尤其涉及一种铝型材电解着色的方法。

技术介绍

[0002]铝的高温加工性能优异(可以比较容易地通过热挤压获得具有各种截面形状的型材)、重量轻、易于加工并且且耐腐蚀性良好，因此铝及其合金可以广泛应用于建材、车辆构件、家具等领域中。
[0003]铝/铝合金的阳极氧化是指铝/铝合金在电解槽液中作为阳极并在外加电压下通过电流以维持电化学氧化反应的过程，在该过程中铝/铝合金的表面转化为一层氧化膜，这层膜具有防护性、装饰性以及一些其他的功能特性。
[0004]出于在铝/铝合金的表面形成外观良好的氧化膜的目的，现有技术方案包括在铝/铝合金上进行阳极氧化处理之后进行电解着色处理。具体为：铝/铝合金进行阳极氧化处理之后生成一层氧化膜，这层氧化膜的表层为多孔结构(也被称为多孔质层)，而氧化膜的底层是致密的氧化膜薄层(也被称为活性层或阻挡层)，氧化膜的底层与基体相连接触；将阳极氧化处理之后的铝/铝合金浸入包含金属盐的电解液中并作为阴极(阳极可以采用石墨、不锈钢板等)，向铝/铝合金提供负的直流或交流来进行电解着色的，作为交流除了商用交流电之外，可以采用正弦波、方形波、三角波、锯形波或与它们类似的波形的交流电，电解着色处理也可以利用恒定电压法进行，但是从减少覆膜厚度偏差的角度讲，优选采用恒定电流法；采用恒定电流进行电解着色的过程中，电解液中的金属离子在铝/铝合金表面附近形成强烈的离子浓度差，金属离子通过多孔质层深入到活化层上并且金属离子在活性层上形成金属微粒或金属氧化物微粒，这些微粒通常呈毛发状、球状或粒状，其直径通常为在光线作用下这些微粒会发生衍射从而赋予氧化膜各种颜色的外观。
[0005]但是，上述现有技术方案存在的技术问题为：电解着色所需时间较长，生产效率较低。因此，现有技术还有待于改进。
[0006]术语说明
[0007]如本文所用，术语阳极氧化是一种用于增大金属部件表面上的天然氧化物层厚度的电解钝化工艺，其中待处理的部件形成电路的阳极，阳极氧化增强了抗腐蚀性和耐磨性，
[0008]如本文所用，术语阳极化膜、阳极化层、阳极氧化膜、阳极氧化膜、氧化物层和氧化物膜可互换使用，并且可指代任何适当的金属氧化膜。阳极化膜在金属基板的金属表面上形成。金属基板可包括多种合适金属中的任一种。
[0009]如本文所用，术语铝型材指纯铝或铝合金构成的铝材，在一些实施例中，合适的铝合金包括1000、2000、5000、6000和7000系列铝合金。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是解决上述问题，并提供一种形成耐候性、耐久性、外观性良好的铝型材着色阳极化膜形成方法。
[0011]本专利技术提供一种铝型材电解着色的方法，其特征在于，依次包括以下工序：
[0012](A)对铝型材进行阳极氧化处理工序，阳极氧化处理工序，根据具有变化的电流密度值的电流密度由所述铝型材形成具有预定厚度的阳极氧化膜；
[0013](B)铝型材作为阴极浸渍到含有水溶性或水分散性的含氧酸盐类的至少一种的水溶液或水分散液(即电解着色液)中，施加脉冲电流，根据具有周期性变化的电流密度值的电流密度进行电解，析出金属或金属氧化物进行着色的电解着色处理工序。
[0014]通常，在本专利技术的方法之前，作为预处理，利用常规方法，对铝型材依顺序进行脱脂、浸蚀和中和的表面处理。
[0015]阳极氧化处理工序中，电解槽液成分包括190
‑
200g/L的硫酸和12
‑
16g/L的Al
3+
，所述Al
3+
来自于含Al的无机盐，优选的，Al
3+
来自于硫酸铝。电解槽液温度为20
‑
25℃。通过控制阳极氧化过程中的电流密度变化来修改阳极氧化膜的微孔结构，在铝型材表面形成的一层阳极氧化膜为多孔结构，该多孔结构具有多个自组织孔，孔为细长纳米级孔隙并且是高度有序的，其各自相对于阳极氧化膜的表面以垂直取向布置，并且相对于彼此等距且平行取向。这些孔包括宽部分和窄部分，并且孔的窄部分靠近阳极氧化膜的表面。
[0016]由工序(A)获得的铝型材，必须浸渍到含有从水溶性或水分散性的硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、铬酸盐、钼酸盐、钒酸盐、高锰酸盐、钨酸盐和锡酸盐中选出的一种或两种以上的含氧酸盐的水溶液或水分散液中，进行电解着色处理。上述含氧酸盐还包含镍、钴、铜和锡中的至少一种。
[0017]电解着色处理工序中，通过在含有金属盐的电解着色液中向铝型材提供脉冲电流，析出金属或金属氧化物、进行着色。电解着色液的温度范围为10
‑
40℃。所述脉冲电流为方形波，频率为4
‑
8MHz。所述脉冲电流在一个周期T内包括向负载通高电流密度的时间t1和向负载通低电流密度的时间t2，满足：T＝t1+t2，0.7≤t1/T≤0.9。
[0018]有益效果：本专利技术所提供的铝型材电解着色的方法，通过控制铝型材阳极氧化处理时所采用的电流密度，使氧化膜的孔靠近氧化膜的底层的部分孔径较大，再通过控制电解着色处理时的脉冲电流，从而增加在电解着色过程中氧化膜内的金属沉积速度，来缩短铝型材电解着色时间，达到提高铝型材电解着色生产效率的目的。
附图说明
[0019]附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。
[0020]图1为具有使用变化的电流密度形成的阳极化膜的铝型材的横截面图；
[0021]图2为阳极化工艺期间随时间变化的电流密度的曲线图；
[0022]图3为电解着色工艺期间随时间变化的电流密度的曲线图。
具体实施方式
[0023]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]以下描述了根据本申请的方法的代表性应用。提供这些实例的目的仅是为了添加上下文并有助于理解所述实施例。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施例。在其他情况下，为了避免不必要地使所述实施例费解，未详细描述熟知的工序。其他应用也是可能的，使得以下实例不
应视为限制性的。
[0025]本实施例中，铝型材在电解着色前需要在硫酸溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化处理所采用的电解槽液可以为现有的硫酸阳极化工艺中所采用的电解槽液，出于提升阳极氧化处理效率(即在更短的时间内在铝型材表面形成目标厚度的阳极氧化膜)的观点，优选的，电解槽液成分包括190
‑
200g/L的硫酸和12
‑
16g/L的Al
3+
，所述Al
3+
来自于硫酸铝，并且电解槽液成的温度控制在20
‑
25℃。
[0026]图2示出在具有变化的电流密度的阳极化工艺期间，随时间(min)变化的电流密度(A/dm2)的曲线图。在阳极化工艺期间，铝型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝型材电解着色的方法，其特征在于，依次包括以下工序：阳极氧化处理工序，根据具有变化的电流密度值的电流密度由所述铝型材形成具有预定厚度的阳极氧化膜；电解着色处理工序，所述铝型材作为阴极浸渍到电解着色液中，施加脉冲电流，根据具有周期性变化的电流密度值的电流密度进行电解着色。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极氧化处理工序中，电解槽液的成分包括190
‑
200g/L的硫酸和12
‑
16g/L的三价铝离子，所述三价铝离子来自于硫酸铝，所述电解槽液温度为20
‑
25℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳极氧化处理工序中，通过以下步骤形成所述阳极氧化膜：在时间间隔a期间，将电流密度从0斜升到高电流密度B；在时间间隔b将电流密度保持在高电流密度B处；在时间间隔c期间，将电流密度减小到低电流密度A；在时间间隔d将电流密度保持在低电流密度A处。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高电流密度B在介于2.0
‑
4.0A/dm2之间的范围内变化，所述低电流密度A在介于0...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞美兴，曾文涛，
申请(专利权)人：惠州市安泰普表面处理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：