一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法，旨在提供一种制造出的阳极氧化膜的硬度值和耐磨性均比较高的制备方法。本发明专利技术的工艺采用的是铝或铝合金在电解液中时，在超声震荡搅拌及脉冲电流的共同作用下进行氧化反应，将脉冲和超声波结合使用，产生协同作用，具体来说是当处于脉冲间隙时，此时没有脉冲电流作用，氧化膜停止成长，由于超声波的洗刷作用，将上个脉冲周期形成的氧化膜中柔软的部分洗刷剥离掉，为下个脉冲周期提供坚固的基础，因此，脉冲和超声波的协同作用使得阳极氧化膜异常坚硬，所以本发明专利技术制造出的阳极氧化膜的硬度值和耐磨性均比较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝或铝合金的阳极氧化处理。经过阳极氧化处理，铝表面能生成几个微米到几百个微米的氧化膜。比起铝合金的天然氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。目前，铝或铝合金阳极氧化膜的硬度有限，其耐磨性相应也比较差，针对这一特点，许多公司或者学者都对提高阳极氧化膜的硬度提出了改进方法，使用脉冲电流进行阳极氧化的研究比较多，例如，王顺等(6061铝合金常温脉冲硬质阳极氧化工艺研究，电镀与环保，179 (1),33 36)在硫酸、草酸、丙三醇和硫酸镍的氧化液体系中采用脉冲电流阳极氧化得到了显微硬度接近5000MPa的阳极氧化膜，同时，如专利CN200610109433. 6中也提到使用脉冲电流进行阳极氧化，但是，该专利不是提高阳极氧化膜的硬度而是制备一种表面粗糙的阳极氧化膜，该专利对阳极氧化膜的硬度没有做出有效的提高，又如罗鹏等(超声波对铝阳极氧化工艺及膜层性能的影响，电镀与涂饰，2006，25 (5),42 44)采用直流电在氧化电解液为15%的硫酸，1. 5%的草酸，三价铝离子浓度为0. 1%的体系中，采用超声波震荡，20伏特直流电，电流密度为5 ΙΟΑ/dm2进行阳极氧化，也能得到高致密的显微硬度达到5000MI^左右的阳极氧化膜。随着工业应用要求的不断提高，对膜层的硬度值和耐磨性的要求越来越高，而现有的阳极氧化工艺得到的膜层的硬度值低于6000MPa，满足不了人们日益提高的要求，这就存在着一定的不足之处。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供，该方法制造的阳极氧化膜的硬度值和耐磨性均比较高。本专利技术所采用的技术方案是所述阳极氧化采用的工艺是铝或铝合金在超声震荡搅拌及脉冲电流共同作用下的电解液中进行氧化反应。所述超声震荡的功率为1 100千瓦，频率为200千赫兹，所述脉冲电流的占空比为10 90%，频率为1 200赫兹，电压为8 30伏特，电流密度为3 30安培/平方分米，氧化时间为10 200分钟。所述电解液包括重量比含量为10 30%的硫酸；0. 1 1. 5%的硫酸铝；0，1 3% 的草酸；其余为水，所述电解液的温度控制在0 20度。所述铝或铝合金在阳极氧化前的预处理包括；(1)、除油，将选取的所述铝或铝合金放入到有机溶剂中清洗油脂；(2)、碱性腐蚀，将除油后的所述铝或铝合金放入到碱性脱脂剂中，除去所述基体表面自然形成的氧化膜；(3)、酸性出光，将腐蚀后的所述铝或铝合金放入到出光剂中进行出光处理。所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。所述脱脂剂为浓度为1 10%的稀碱性溶液，10 80°C下处理3 20分钟。所述出光剂为浓度为1 10%的稀酸性溶液，常温下处理0. 1 3分钟。所述铝或铝合金在阳极氧化完成后用纯水清洗后干燥，即得到表面覆盖有阳极氧化膜的试件。本专利技术的有益效果是由于所述阳极氧化采用的工艺是铝或铝合金在电解液中时，在超声震荡搅拌及脉冲电流的共同作用下进行氧化反应，将脉冲和超声波结合使用，产生协同作用，具体说是在脉冲时，氧化膜的生长包括三个方面，氧化膜在脉冲电流作用下成长、形成的氧化膜在电解液中的溶解、超声波对形成的氧化膜的洗刷剥离，在脉冲电流作用时，氧化膜的成长是主要的，溶解和洗刷剥离是次要的，因此，总体上是氧化膜在变厚，当处于脉冲间隙时，此时没有电流作用，氧化膜停止成长，由于超声波的洗刷作用，将上个脉冲周期形成的氧化膜中柔软的部分洗刷剥离掉，为下个脉冲周期提供坚固的基础，因此，脉冲和超声波的协同作用使得阳极氧化膜异常坚硬，产生的氧化膜的硬度值可超过eoooMPii， 所以本专利技术制造的阳极氧化膜的硬度值和耐磨性均比较高。具体实施例方式本专利技术铝或铝合金阳极氧化膜的制备工艺包括除油一碱性腐蚀一酸性出光一阳极氧化一清洗干燥。阳极氧化采用的工艺是铝或铝合金在电解液中时，在超声震荡搅拌及脉冲电流的共同作用下进行氧化反应，所述电解液包括重量比含量为10 30%的硫酸；0. 1 1. 5%的硫酸铝；0. 1 3%的草酸；其余为水，所述电解液的温度控制在0 20度，所述超声震荡的功率为1 100千瓦，频率为200千赫兹，所述脉冲电流的占空比为10 90%，频率为1 200赫兹，电压为8 30伏特，电流密度为3 30安培/平方分米，氧化时间为10 200 分钟。所述除油的作用将选取的所述铝或铝合金放入到有机溶剂中清洗油脂，所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。所述碱性腐蚀的作用是将除油后的所述铝或铝合金放入到碱性脱脂剂中，除去所述基体表面自然形成的氧化膜，所述碱性脱脂剂为浓度为1 10%的稀碱性溶液，10 80°C下处理3 20分钟，本专利技术所采用的是深圳立伟达化工有限公司制造的型号为LD-103 的碱性溶液。所述酸性出光的作用是将腐蚀后的所述铝或铝合金放入到出光剂中进行出光处理。所述出光剂(铝表调剂)为浓度为1 10%的稀酸性溶液，常温下处理0. 1 3分钟， 本专利技术中所采用的是深圳立伟达化工有限公司制造的型号为LD-412的酸性溶液。另外，所述铝或铝合金在阳极氧化完成后用纯水清洗后干燥，即得到表面覆盖有阳极氧化膜的试件。下面结合具体实施例和对比例来说明本专利技术。实施例一选取厚度为20微米的铝箔，经过丙酮清洗去脂；再经过浓度1%的脱脂剂进行处理，处理时间为3分钟，处理温度为10°C，除去铝材表面自然形成的氧化膜；再经过稀酸出光，出4光使用浓度1%的出光剂，常温处理0. 1分钟；经过表调的试件浸入10%的硫酸、0. 1%的硫酸铝、0. 1%的草酸溶液中，温度控制为0°C，超声震荡搅拌，功率1KW，频率为200KHZ，在脉冲电流作用下进行氧化，脉冲电流占空比为10%，频率为1赫兹，电压为8伏特，电流密度为3A/ dm2。氧化时间为10分钟，氧化完成后用纯水清洗后干燥，即得表面覆盖有高硬度阳极氧化膜的铝箔。测得表面阳极氧化膜的显微硬度为7200MPa。实施例二选取厚度为1000微米的铝卷，经过有丁酮去脂。再经过浓度10%的脱脂剂处理，处理时间为20分钟，处理温度为80°C，除去铝材表面自然形成的氧化膜；再经过稀酸出光，出光使用浓度10%的出光剂(铝表调剂)，常温处理3分钟；经过表调的试件浸入30%的硫酸、1.5% 的硫酸铝、3%的草酸溶液中，温度控制为20°C，超声震荡搅拌，功率100KW，频率为200KHz。 在脉冲电流作用下进行氧化，脉冲电流占空比为90%，频率为200赫兹，电压为30伏特，电流密度为30A/dm2。氧化时间为200分钟。氧化完成后用纯水清洗后干燥，即得表面覆盖有高硬度阳极氧化膜的产品。测得阳极氧化膜的表面显微硬度为7500MPa。实施例三选取厚度为100微米的铝或铝合金材料，经过乙酸乙酯清洗去脂；再经过浓度5%的脱脂剂处理，处理时间为5分钟，处理温度为60°C，除去铝材表面自然形成的氧化膜；再经过稀酸出光，出光使用浓度6%的出光剂(铝表调剂)，常温处理1分钟；经过表调的试件浸入20%的硫酸、0. 6%的硫酸铝、0. 8%的草酸溶液中，温度控制为10°C，超声震荡搅拌，功率 50本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法，其特征在于：所述阳极氧化采用的工艺是铝或铝合金在超声震荡搅拌及脉冲电流共同作用下的电解液中进行氧化反应。

【技术特征摘要】
1.一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法，其特征在于所述阳极氧化采用的工艺是铝或铝合金在超声震荡搅拌及脉冲电流共同作用下的电解液中进行氧化反应。2.根据权利要求1所述的一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法，其特征在于所述超声震荡的功率为1 100千瓦，频率为200千赫兹，所述脉冲电流的占空比为10 90%， 频率为1 200赫兹，电压为8 30伏特，电流密度为3 30安培/平方分米，氧化时间为10 200分钟。3.根据权利要求1所述的一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法，其特征在于所述电解液包括重量比含量为10 30%的硫酸；0. 1 1. 5%的硫酸铝；0. 1 3%的草酸；其余为水，所述电解液的温度控制在0 20度。4.根据权利要求1 3任一项所述的一种铝或铝合金阳极氧化膜的制备方法，其特征在于所述铝或铝合金在阳极氧化前的预处理包括；(1)、除油，将选取的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓兵，吕方龙，杨彦平，
申请(专利权)人：珠海市赛日包装材料有限公司，
类型：发明
国别省市：44