[发明专利]一种用于铝及铝合金的钴盐黑色化学氧化液及其应用

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面处理技术领域，涉及一种用于铝及铝合金的钴盐黑色化学氧化液及其在铝及铝合金件黑色化学氧化处理中的应用。

背景技术

随者铝合金应用范围的日益广泛，人们对于铝合金材料的使用要求日益提高。铝合金表面着黑是一种采用化学或电化学方法在铝合金表面生成带黑色膜层的技术，用于铝合金件的防腐、消光以及装饰。经过着黑处理，既提高了铝合金的防腐蚀性能，又改善了其装饰性，同时还具有较好的太阳光吸收和红外辐射能力，可广泛应用于航空航天、建筑、照相机、光学仪器等工业领域。因此，研究铝及其合金的黑色化学氧化工艺具有一定的实际意义。

铝合金的传统黑色化学氧化工艺大致如下：首先对铝合金进行化学处理，在铝合金表面形成一层致密的化学膜，然后再用黑色化学氧化液对铝合金表面进行着黑处理。然而，由于传统黑色化学氧化工艺的稳定性差，并且所得氧化膜的膜层较薄，因此出现了许多与黑色化学氧化方法相结合的方法，用于提高氧化膜的厚度以及工艺的稳定性。

中国发明专利申请CN103668165A中公开了一种不锈钢黑化剂及其制备与应用方法。其中，该不锈钢黑化剂以重量组分计包括：重铬酸钠100～120份，硫酸铁100～110份，藻朊酸钠2～8份，十二烷基硫酸钠0.5～1份，烷基芳基磺酸纳0.5～0.8份，氧化铝0.5～2份，水220～250份。但是，该不锈钢黑化剂需要在70～80℃下制备，并且使用时需加热至450～480℃，操作温度相对过高，能耗大；另外，组分中还含有六价铬，对环境及人体危害严重。中国发明专利申请CN102031510A中公开了一种金属镀锌层发黑剂，其由20～25份钼酸铵、0.5～0.7份硫酸铜、2～3份硫酸镍、1～3份亚硫酸钠、2.5～3.5份硫代硫酸钠、3.5～4.5份氯化铝、3～4份氯化锌、7～8份氯化钾、0.3～0.5份络合剂、适量pH值调节剂、水40～60份组成，配方复杂，成本高(CN103849868A也存在类似问题)。中国发明专利申请CN101892478A中公开了一种在铝合金表面生成黑色膜层的方法及化学发黑溶液。该方法首先对铝合金进行氧化处理，然后用化学发黑溶液进行化学发黑处理，操作繁琐。另外，现有的黑化液大多存在使用寿命短的问题，需要时常更换，相应增加了生产成本。

发明内容

针对现有铝及铝合金表面黑化处理工艺存在的方法稳定性差、膜层薄、黑化液使用寿命短、生产成本高、操作复杂繁琐等问题，本发明旨在提供一种用于铝及铝合金的钴盐黑色化学氧化液及其在铝及铝合金件黑色化学氧化处理中的应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于铝及铝合金的钴盐黑色化学氧化液，其包含钴盐、硫酸镍(NiSO₄)、溴酸钠(NaBrO₃)、分散剂、添加剂和水。

优选的，每1L钴盐黑色化学氧化液中含有10～40g钴盐、1～10g硫酸镍、10～30g溴酸钠、1～10g分散剂和1～20g添加剂，余量为水。

更优选的，每1L钴盐黑色化学氧化液中含有30g钴盐、2g硫酸镍、25g溴酸钠、5g分散剂和10g添加剂，余量为水。

在上述钴盐黑色化学氧化液中，所述钴盐为四水合醋酸钴(Co(Ac)₂·4H₂O)和/或六水合硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)，优选二者的等重量混合物。

在上述钴盐黑色化学氧化液中，所述分散剂选自焦磷酸钠(Na₄P₂O₇)、磷酸钠(Na₃PO₄)、六偏磷酸钠(Na₆(PO₃)₆)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)中的任意一种，优选十二烷基苯磺酸钠。

在上述钴盐黑色化学氧化液中，所述添加剂选自四水合钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)、醋酸铵(NH₄Ac)、醋酸钠(NaAc)、高锰酸钾(KMnO₄)中的任意一种，优选高锰酸钾。

本发明还提供了上述用于铝及铝合金的钴盐黑色化学氧化液在钢铁铝及铝合金件黑色化学氧化处理中的应用。