[发明专利]一种铝合金材料红色阳极氧化的槽液及工艺方法

说明书

本发明属于铝合金阳极氧化技术领域，提供一种铝合金材料红色阳极氧化的槽液及工艺方法。解决利用现有方法得到的红色阳极氧化膜层耐蚀性较差的问题，槽液成分如下：硫酸H₂SO₄：185‑195克/升，0克/升＜铝离子Al³⁺＜15克/升，氯离子Cl^‑：＜0.15克/升，铜离子Cu²⁺：＜0.015克/升，溶剂为去离子水。工艺方法包括零件验收、装挂零件、阳极化前处理、送至阳极氧化线、硫酸阳极化、清洗、着色、封闭及二次封闭等。本发明通过硫酸阳极氧化前处理及着色、封闭等后处理的方法，得到的膜层中性盐雾试验336小时后基体金属表面不出现腐蚀，且膜层均匀、连续、完整，无疏松，颜色均匀一致。

技术领域

本发明属于铝合金阳极氧化技术领域，涉及一种铝合金阳极氧化的工艺方法，具体涉及一种铝合金材料红色阳极氧化的槽液及工艺方法。

背景技术

铝及铝合金在大气中会与氧生成氧化膜，由于这种自然氧化膜极薄，耐蚀能力很低，故远不能满足工业上应用的需要。为了提高铝及铝合金的防护性、装饰性和其他功能性，在稀硫酸电解液中通以直流电或交流电对铝及铝合金进行阳极氧化处理，能够得到多孔的、无色透明的、具有较强吸附力的氧化膜；并采用化学或电化学的着色方法对阳极氧化膜层进行处理，增强其美观装饰性。采用封闭处理方法，可增强阳极氧化膜层的耐蚀性。目前一般采用填充类的化学着色法，通过该方法得到的红色阳极氧化膜层耐蚀性较差，中性盐雾试验336小时后零件表面有腐蚀点。此类红色阳极氧化膜层染料本身呈弱酸性，填充封闭时染料颗粒过大，造成着色不均匀，孔隙封堵不完整，膜层不够致密且颜色不均匀，在进行耐蚀性检查时，往往因为个别孔隙的膜层出现孔隙，形成腐蚀，造成耐蚀性检查-盐雾试验不合格。为了克服上述问题，一般采用蒸汽封闭的方法进行，但蒸汽封闭对设备要求高，温度压强都有严格的规定，能耗高，成本高，可操作性不强。

发明内容

为了解决利用现有方法得到的红色阳极氧化膜层耐蚀性较差的问题，本发明提供一种铝合金材料红色阳极氧化的槽液及工艺方法。通过硫酸阳极氧化前处理及着色、封闭等后处理的方法，得到的膜层中性盐雾试验336小时后基体金属表面不出现腐蚀。且膜层均匀、连续、完整，无疏松，颜色均匀一致。且封闭方法相比于采用蒸汽封闭的方法对设备要求低，能耗低，成本低，可操作性强。

本发明的原理是：

铝及其合金的阳极氧化膜的形成机理：铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流作用，在铝及其合金制品(零件)上形成一层Al₂O₃氧化膜的过程。从原理上讲，都是零件做阳极，在酸性溶液中控制氧化膜的电化学生长与膜的化学溶解这两种不同反应相互作用，并在其过程中设法控制膜的溶解速度和增大膜的生长速度，从而得到厚而致密膜层的过程。

氧化膜的电化学生成和化学溶解是同时发生的，只有当氧化膜的生成速度大于氧化膜的化学溶解速度时，氧化膜才能生长和加厚；多孔层的厚度取决于电解液的种类、浓度及工艺条件，氧化膜的成长同样遵循法拉第定律，在一定的电流密度下，厚度随时间成比例增加，但是，由于氧化生成热和电流通过时产生的焦耳热使电解液温度升高，多孔层的溶解速度加快；当多孔层的形成速度与溶解速度达到平衡时，膜的厚度不再增加，所以欲得到厚膜一定要对电解液进行强制冷却。

金属的着色和染色是指在特定的溶液中，用化学或电化学的方法，使金属表面获得与原来基体表面不同颜色的膜层，并保持金属的光泽的工艺，主要用于金属制品的装饰，以改善外观，提高其抗蚀性能。阳极氧化膜的吸附着色法，又称染色法，是利用了阳极氧化膜多孔性和活性，吸附染料而染色，吸附染料的氧化膜必须是无色透明、均匀的，还应具有高孔隙率和强吸附能力。生产过程中，影响膜层性能质量的因素有很多，主要有以下几个方面：