[发明专利]钛及钛合金的阳极氧化溶液和表面氧化着色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛及钛合金的阳极氧化溶液和表面氧化着色方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

钛及钛合金的突出特性是质量轻、比强度高。钛合金的比拉伸强度高于高强度钢和高强度铝合金；钛合金的热稳定性和抗腐蚀性远优于铝合金。但是，钛合金的导电、导热性差，弹性模量低，不耐磨，对氢、热盐应力腐蚀比较敏感，与其他金属接触易发生接触腐蚀，因此限制了钛合金的使用。近二十年来，世界上发达国家都加强了对钛合金表面处理技术的研究，钛合金镀覆及阳极氧化技术逐渐成熟，使得钛合金在欧美、俄罗斯等发达国家的航空航天工业中得到了广泛应用。在钛及钛合金的表面处理技术中，以阳极氧化处理工艺简单，氧化膜耐磨性、防接触腐蚀和防氢脆性好，在工业生产中应用较多。

在适当的阳极氧化条件下，钛表面生成的易于形成干涉色的透明氧化膜会产生一种富有艺术价值的呈现丰富的色彩变化，在建筑、医学等领域得到广泛应用。在金属工艺、纺织、照相、雕刻等方面都有着潜在应用价值。

但是，钛及其合金表面处理也存在着不少问题，表面质量差，附着性不好，不致密，表面存在孔隙等缺陷，使其容易附着污物，耐久性不良，易变色，表面层易脱落，耐腐蚀性欠佳。这些都成为制约钛及钛合金表面氧化着色应用的阻碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛及钛合金的阳极氧化溶液。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种钛及钛合金的阳极氧化溶液，其特征在于：它由磷酸、酒石酸和双氧水组成，其含量分别为磷酸：5-30ml/L，双氧水：5-30ml/L，酒石酸：5-200g/L。

本发明的另一目的在于获到一种能得到良好表面质量的钛及钛合金阳极氧化着色工艺，其突出特点在于氧化膜表面无孔，光泽美观，与基体附着紧密，耐污耐蚀性能提高。

本发明的上述目的，通过以下技术方案实现：

一种钛及钛合金的阳极表面氧化着色方法，其特征在于：以钛或钛合金为阳极，不锈钢为阴极，在温度为15-35℃的阳极氧化溶液中进行恒电压阳极氧化着色，得到彩色的表面氧化着色膜；所述的阳极氧化溶液由磷酸、酒石酸和双氧水组成，其含量分别为磷酸：5-30ml/L，双氧水：5-30ml/L，酒石酸：5-200g/L。

一种优选的技术方案，其特征在于：所述的恒电压为10-95V，阳极氧化着色的持续时间为0.5-10分钟。

本发明旨在获得一种质量优良的阳极氧化着色工艺，其生产流程与常规阳极氧化着色工艺基本相同，即：

脱脂和酸洗——水洗——阳极氧化着色——水洗(封孔)——烘干。

本发明的优点在于：

1、本发明优点是产品表面质量优良，采用的化学品成本低，腐蚀性小，环保性好，工艺质量稳定。

2、由本发明获得的钛及钛合金的阳极表面氧化着色膜表面无孔，光泽美观，与基体附着紧密，耐污耐蚀性能提高。

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

具体实施方式

实施例1

1、阳极氧化工艺步骤为：

脱脂和酸洗——水洗——阳极氧化着色——水洗——烘干。

2、阳极氧化：

将脱脂、酸洗后大小为20mm×20mm×3mm的纯钛板作为阳极，不锈钢为阴极，在温度为25℃的阳极氧化溶液中以一定电参数进行恒电压阳极氧化着色，然后水洗烘干，得到彩色的表面氧化着色膜。

所述阳极氧化溶液组成为：磷酸为5ml/L；酒石酸为50g/L；双氧水为5ml/L。

所述电参数为：电压：48V；持续时间：0.5分钟。

3、成膜效果：所制膜为金黄色，色泽均匀，颜色亮丽，表面光泽；采用划痕法测定膜层与基体结合效果，结合良好，硬度及膜厚见表1。

实施例2

1、阳极氧化工艺步骤为：

脱脂和酸洗——水洗——阳极氧化着色——水洗——烘干。

2、阳极氧化：

将脱脂、酸洗后尺寸为φ15mm×30mm的Ti-6Al-4V钛棒作为阳极，不锈钢为阴极，在温度为30℃的阳极氧化溶液中以一定电参数进行恒电压阳极氧化着色，然后水洗烘干，得到彩色的表面氧化着色膜。

所述阳极氧化溶液组成为：磷酸为30ml/L；酒石酸为100g/L；双氧水为30ml/L。

所述电参数为：电压：72V；持续时间：1分钟。

3、成膜效果：所制膜为紫色，颜色饱满光亮，耐蚀性优良，硬度及膜厚见表1。

实施例3

1、阳极氧化工艺步骤为：