[发明专利]用于高硅铝合金硬质阳极氧化的添加剂、溶液和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质阳极氧化添加剂，尤其涉及一种用于高硅铝合金硬质阳极氧化的添加剂，以及应用该添加剂的高硅铝合金硬质阳极氧化溶液和高硅铝合金硬质阳极氧化工艺。

背景技术

高硅铝合金以其具有易于压铸成型性、良好的流动性、优良的机械加工性能及综合机械性能等特点，一直受到广泛的关注。目前，铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用最广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49％。随着压铸铝合金应用范围的逐步扩展，表面处理已成为铝压铸制品生产应用的关键环节之一。我国铸铝合金先进表面处理技术已明显无法满足有关产品对外观、硬度、耐磨性和耐蚀性的要求，从而制约了压铸铝应用范围的进一步扩展。

硬质阳极氧化是目前最常用的铝合金表面处理方法，可在常见变形铝合金表面获得硬度、耐磨性和耐蚀性具佳的膜层。但高硅铸铝合金因加入多种合金元素，尤其是硅、铜、锰、铁和锌等，造成硬质阳极氧化难于成膜，或膜层薄而多孔，或膜层不均匀，或膜层疏松，或零件易烧蚀等缺陷，致使产品硬度低、耐磨性差，耐蚀能力也低。

近二十年来，在改进铝合金阳极氧化处理液配方及工艺技术等方面，人们进行了一系列研究工作，得到一些成果。这些研究成果已使大部分常用变形铝合金获得较好的硬质阳极氧化膜层，其中较典型的是GlennL.Martin公司的MHC工艺(BP 701390)和Sanford Process Co.Inc.公司的Sanford工艺(USP274322)。但二者对高硅压铸铝合金的硬质阳极氧化处理还是存在诸多问题，主要是烧损倾向比较常见，且要求在-10-0℃的低温下处理加工，能耗较高。因此，针对应用范围愈来愈广的铝硅合金压铸产品的高质量硬质阳极氧化处理工艺是急待解决的技术难题，开发出相应实用技术已日益重要。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于高硅铝合金硬质阳极氧化的添加剂，能使高硅铝合金表面形成一层缓蚀层，有助于合金表面形成均匀完整的。

本发明的另一个目的在于提供一种用于高硅铝合金硬质阳极氧化的溶液，在硫酸溶液中加入一定量的添加剂，能有效避免烧蚀现象的发生，并克服了在现有工艺需要在-10-0℃的低温下处理加工的问题。

本发明的又一个目的在于提供一种高硅铝合金硬质阳极氧化加工工艺，通过选择相适应的加工工艺对高硅铝合金进行硬质阳极氧化。

一种用于高硅铝合金硬质阳极氧化的添加剂，每升水溶液中含有10g-55g的有机酸和0-200g的醇。

高硅铝合金是指Si含量＞6％的铝合金。

有机酸(Organic acids)是由碳、氢、氧、氮、磷和硫等元素构成的具有酸性的有机化合物。其分子结构中一般具有羧基(-COOH)或磺酸基(-SO₃H)或隐含有羧基(如：米氏酸，Meldrum′s acid)。根据其结构组成还可分为脂肪族的有机酸如：乙酸和芳香族有机酸如：苯甲酸。其它有机酸如：叶酸、尿酸、巴比妥酸、异羟肟酸、米氏酸(2，2-二甲基-1，3-二氧六环-4，6-二酮)、羟肟酸和酮酸(α-酮酸和β-酮酸)等。

一元有机酸，即分子中具有一个酸性基团(如：-COOH)。具有两个以上酸性基团(如：-COOH)的分子称为多元有机酸，如：乙二酸、丙二酸、苹果酸、延胡索酸、柠檬酸和抗坏血酸(即维生素C)等。

醇(alcohol)，其通式为R-OH，是脂肪烃、脂肪环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。通常所述的醇，其羟基与一个饱和的，sp3杂化的碳原子相连。一元醇，即分子中具有一个羟基，如：乙醇、丙醇和丁醇等。具有两个以上羟基的分子称为多元醇，如：乙二醇、丙三醇和1，3-丁二醇等。当羟基与苯环相连时，又称为酚，如：苯酚。当羟基与sp2杂化的烯类碳相连时，又称为烯醇。

所述的醇还包括由醇单体聚合而成的聚合物一元醇，如：聚乙二醇单甲醚或多元醇，如：聚乙二醇。聚合物多元醇一般为聚醚多元醇或聚酯多元醇。由醇单体聚合而成的醇聚合物，其分子量可以通过调节聚合反应的条件，如：反应时间、反应温度和含水量等或加入反应终止剂等方式调节。

另一种用于高硅铝合金硬质阳极氧化的添加剂，每升水溶液中含有10g-55g的多元有机酸和0-200g的多元醇。

多元有机酸为C2-C30的具有二个以上羧基的化合物，通常选择C2-C25的具有二个以上羧基的化合物。其中，“C2-C30”和“C2-C25”为所含碳原子数，可以为饱和烃或不饱和烃。