[发明专利]一种铝合金表面彩虹色转化膜的制备方法

说明书

本发明公开一种铝合金表面彩虹色转化膜的制备方法，属于合金表面处理领域。本发明所述方法为在铝合金表面生成转化膜，使以铝合金为结构件的电子产品有效达到电磁屏蔽性能要求，并具有一定的耐蚀性与美观性，广泛应用于电子产品、航空航天、航海交通等领域；与现有技术相比，该方法工艺参数及配方稳定，通过本发明制造的铝合金表面转化膜，具有较好的导电性能，耐中性盐雾能力较好，膜层色泽均匀；本发明所述方法生产效率高，所得铝合金制品导电氧化一次合格率可达87％，有利于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种铝合金表面彩虹色转化膜的制备方法，属于合金表面处理领域。

背景技术

铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好、色泽美观、易于成型加工以及优异的物理化学性能、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、建筑等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。虽然铝及其合金表面在大气环境介质中很容易生成一层薄而较致密的氧化膜，具有一定的抗腐蚀性能，但其厚度有限，大约只有5-200nm，而且这层膜是非晶的，在加工及运输过程中很容易被破坏，且容易沾染污迹。同时，铝合金材料硬度低，耐磨性差，则导致铝合金常常发生磨损腐蚀破坏，因此铝合金产品必须经过表面处理后，才能成为成品。

常见的铝表面处理方法有阳极氧化、化学氧化和微弧氧化等。其中化学氧化法具有对铝工件疲劳性能影响小，设备简单，不用电能，成本低，处理时间短，生产效率高，对基体材料要求低，适用于复杂零件的表面处理等优点，并得到了广泛应用。Conde A, ArenasM A, de Frutos A曾在实验中利用KMnO₄作为氧化剂，同时将pH值控制在强碱性环境下，得到的膜层疏松多孔，宏观表现为“掉粉”，考虑可能与氧化性太强或者膜层在强碱性环境下疏松有关，但尚未给出完整的解释和配方。Pathak S S, Khanna A S在实验过程中，尝试通过酸性条件制取铝合金六价铬转化膜，但通过在扫描电子显微镜下的观察，发现膜层有小蚀坑，耐蚀性能也差强人意，初步判定与过腐蚀有关，但并未找到合适的缓蚀剂。Feng Z,Liu Y,Thompson G E在实验中用铬盐制出黄色膜层，并通过能谱仪测定膜层含有F元素，初步判定氟离子有成膜作用，并反复试验，得到不同颜色的膜层，膜层质量并不稳定，更可靠的配方有待进一步考证。Mhaede M通过实验，初步确定了配方并且对关于转化膜去除方法进行探究，提供了部分关乎膜层去除的机理与方法，但配方并不稳定，并且还有待进一步优化；由于现有的铝合金彩色导电氧化工艺所得制品存在彩色导电氧化膜层色泽稳定性及金属质感的不足，尤其是膜层致密度差，直接导致耐蚀性差，本方法制出膜层致密度高，膜层均匀，耐中性盐雾试验达200h以上，且生产效率较高，生产成本低，有利于大规模工业化加工处理。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝合金表面彩虹色转化膜的制备方法，其铝合金制品不仅外观具有金属质感，达到电磁屏蔽性能要求，而且耐中性盐雾时间达到200小时，远远超出军标的要求，具体包括以下步骤：

（1）将表面粗糙度Ra在4级及以上的铝合金进行除油、碱蚀、硝酸出光处理，备用。

（2）导电氧化着色：将出光后的铝合金放入配制好的温度为15～25℃的导电氧化液中进行着色处理1～3min，冷水常温清洗3～5s；所述导电氧化液的组成及配比为：4～7g/L的铬酐、1～3ml/L 的质量百分比浓度为15%的磷酸、30～45g/L的重铬酸钾、0.3～0.8g/L的钼酸铵、2.5～5g/L的氟化钠、2.5～5g/L的铁氰化钾；该导电氧化液稳定性良好，所形成的氧化膜色泽均匀，膜层致密，耐磨性强，而且耐中性盐雾时间达到200小时，远远超出军标的要求。

（3）将着色清洗后的铝合金吹干（压缩空气枪）、老化处理后即得到成品。

优选的，本发明所述除油的具体过程为：将铝合金放入温度为50～65℃的化学除油剂中浸泡1～3min，冷水常温清洗1～3min。