一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液及氧化方法技术

一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液及氧化方法，包括（1）电解液的配制：先将硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂与去离子水进行混合，再进行搅拌得到混合均匀的电解液，所述电解液中，硫酸的浓度为50～150g/L，有机酸的浓度为80～140g/L，络合剂的浓度为5～10g/L，表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L；（2）铝合金阳极氧化：将经过预处理的铝合金浸入步骤（1）所述的电解液中进行阳极氧化，所述阳极氧化工序中，阳极电流密度为1A/dm

Aluminum alloy environmental protection type wide temperature anode oxidation electrolyte and its oxidation method

A Aluminum Alloy environmental protection type wide temperature anodization and oxidation method, including (1) electrolyte preparation: first sulfuric acid, organic acid, complexing agent and surfactant and deionized water are mixed, and then stirring to obtain mixed electrolyte, the electrolyte, the concentration of sulfuric acid is 50 ~ 150g/L. The concentration of organic acids was 80 ~ 140g/L, the concentration of complexing agent is 5 ~ 10g/L, the surfactant concentration is 0.1 ~ 0.5g/L; (2) Aluminum Alloy anodic oxidation: after Aluminum Alloy immersion pretreatment steps (1) the electrolyte of anodic oxidation, the anodic oxidation process for 1A/dm, the anodic current density

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液及氧化方法
本专利技术涉及金属表面加工
，尤其是一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液及氧化方法。
技术介绍
铝合金是工业中应用较为广泛的一种有色金属结构材料，铝的阳极氧化膜具有致密、耐腐蚀、耐磨等特点，因而铝及其合金的硬质阳极氧化及封闭处理是增强其耐腐蚀性能的主要措施。传统铝合金硫酸阳极氧化工艺的正常工作范围是18～22℃，而阳极氧化是一种放热反应，反应过程中会产生大量的热量，使得电解液温度升高，特别是在夏季的高温环境下，需要使用冷却设备来对电解液进行降温，使其维持在正常氧化温度范围内，这样就使得氧化生产成本大大增加；若温度超过25℃，阳极氧化膜的质量则会下降，膜层疏松粉化，严重情况下会产生“烧焦”现象，所以传统硫酸阳极氧化对温度需要进行严格控制，高于温度范围后，氧化膜质量下降，导致产品合格率降低。近年来人们已经开始使用宽温阳极氧化来解决温度过高对铝合金氧化膜的不利影响，但是目前使用的铝合金宽温阳极氧化工艺普遍含有草酸，如公开号为CN103695982A的中国专利申请公开了一种铝或铝合金宽温阳极氧化的电解液及氧化方法，该方法提供的宽温阳极氧化工序中采用的电解液组成为：98%硫酸、草酸、酒石酸、丙三醇及水。若草酸被人体摄入，会使体内酸碱失衡，影响人体代谢平衡，摄入过量甚至会导致死亡。因此，该专利申请公开的方法虽然不再需要制冷剂设施对溶液进行强制冷却，就能保证氧化膜的质量，使生产成本大幅度降低，但是该方法必须采用草酸，对人身安全存在健康隐患。公开号为CN101994142A的中国专利申请公开了一种铝材表面制备二氧化钛/铜纳米复合抗菌涂层的方法，该方法首先在硫酸或草酸溶液中制备铝阳极氧化膜，然后将其浸于磷酸溶液中进行扩孔并出去阻挡层，最后再所述膜孔中电沉积纳米二氧化钛颗粒和铜金属。该方法的阳极氧化也采用了对人体危害较大的草酸。因此，亟需开发一种新的铝或铝合金阳极氧化电解液及方法，既能避免使用冷却设备，降低成本，又能避免使用对人体有害的草酸。
技术实现思路
为了解决温度较高时阳极氧化膜起粉问题，同时又能在较为宽泛的温度范围内进行阳极氧化获得致密光滑、结合力好的氧化膜层，另外还能避免目前铝合金宽温氧化工艺中普遍使用的草酸对人体和环境的不利影响，本专利技术第一方面提供了一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，所述的电解液包括硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂。其中，所述的铝合金为Al-Mg-Si系铝合金。其中，所述硫酸的浓度为50～150g/L，所述有机酸的浓度为80～140g/L，所述络合剂的浓度为5～10g/L，所述表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L。其中，所述的有机酸为酒石酸、柠檬酸或富马酸中的一种或是几种的组合。其中，所述的络合剂为酒石酸纳，柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二纳中的一种或是几种的组合。其中，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或是两种的组合。本专利技术第二方面提供了一种铝合金环保型宽温阳极氧化方法，包括以下步骤：（1）电解液的配制：先将硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂与去离子水进行混合，再进行搅拌得到混合均匀的电解液，所述电解液中，硫酸的浓度为50～150g/L，有机酸的浓度为80～140g/L，络合剂的浓度为5～10g/L，表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L；（2）铝合金阳极氧化：将经过预处理的铝合金浸入步骤（1）所述的电解液中进行阳极氧化。其中，所述的铝合金为Al-Mg-Si系铝合金。其中，所述铝合金预处理的方法包括以下步骤：（1）先将铝合金用含碳酸钠、碳酸氢钠及焦磷酸钠的除油液进行除油，用去离子水进行清洗；（2）再将经过步骤（1）处理过的铝合金采用50-60g/L氢氧化钠溶液进行腐蚀，用去离子水进行清洗；（3）用硫酸溶液对经过步骤（2）处理过的铝合金进行中和处理，用去离子水进行清洗。其中，所述阳极氧化工序中，阳极电流密度为1A/dm2~2.5A/dm2，电压为15~22V，温度为18~42℃，阳极氧化处理时间为25~35min。本专利技术的有益效果：现有技术实现Al-Mg-Si系铝合金宽温氧化是通过在硫酸电解质中加入草酸等含羧酸的有机酸，在阳极氧化时草酸吸附在铝合金表面，减缓了槽液对氧化膜的溶解，降低了阳极氧化反应速度，此外少量的草酸氧化成CO2和H2O从而起到冷却和稀释的作用，但是草酸的对人体及环境的危害较大。本专利技术提供的铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，由于所含的络合剂可以络合电解出的Al3+,移走氧化物表面H+，产生去阳极极化作用，加快氧化成膜速度；而所含的表面活性剂也可以吸附在铝合金表面，实现去阳极极化，促进成膜。因此，本专利技术提供的电解液在没有草酸的情况下也可以在18~42℃较宽的温度范围内获得合格的阳极氧化膜层。具体实施方式以下是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本专利技术第一方面提供了一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，包括硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂。在本专利技术实施方式中，铝合金为Al-Mg-Si系铝合金。在本专利技术实施方式中，硫酸的浓度为50～150g/L，有机酸的浓度为80～140g/L，络合剂的浓度为5～10g/L，表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L。优选地，硫酸的浓度为70～130g/L，有机酸的浓度为90～120g/L，络合剂的浓度为5～10g/L，表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L。进一步优选地，硫酸的浓度为80g/L，90g/L，100g/L，110g/L，120g/L；有机酸的浓度为95g/L，100g/L，105g/L，110g/L，115g/L；络合剂的浓度为6g/L，7g/L，8g/L，9g/L；表面活性剂的浓度为0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L。在本专利技术实施方式中，有机酸为酒石酸、柠檬酸或富马酸中的一种或是几种的组合。在本专利技术实施方式中，络合剂为酒石酸纳，柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二纳中的一种或是几种的组合。在本专利技术实施方式中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或是两种的组合。本专利技术第二方面提供了一种铝合金环保型宽温阳极氧化方法，包括以下步骤：（1）电解液的配制：先将硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂与去离子水进行混合，再进行搅拌得到混合均匀的电解液，所述电解液中，硫酸的浓度为50～150g/L，有机酸的浓度为80～140g/L，络合剂的浓度为5～10g/L，表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L；（2）铝合金阳极氧化：将经过预处理的铝合金浸入步骤（1）所述的电解液中进行阳极氧化。优选地，步骤（1）中，硫酸的浓度为70～130g/L，有机酸的浓度为90～120g/L，络合剂的浓度为5～10g/L，表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L。进一步优选地，步骤（1）中，硫酸的浓度为80g/L，90g/L，100g/L，110g/L，120g/L；有机酸的浓度为95g/L，100g/L，105g/L，110g/L，115g/L；络合剂的浓度为6g/L，7g/L，8g/L，9g/L；表面活性剂的浓度为0.2g/L，0.3g/L，0.4g/L。在本专利技术实施方式中，铝合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述的电解液包括硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述的电解液包括硫酸、有机酸、络合剂和表面活性剂。2.根据权利要求1所述的铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述的铝合金为Al-Mg-Si系铝合金。3.根据权利要求1所述的铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述硫酸的浓度为50～150g/L，所述有机酸的浓度为80～140g/L，所述络合剂的浓度为5～10g/L，所述表面活性剂的浓度为0.1～0.5g/L。4.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述的铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述的有机酸为酒石酸、柠檬酸或富马酸中的一种或是几种的组合。5.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述的铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述的络合剂为酒石酸纳，柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二纳中的一种或是几种的组合。6.根据权利要求1～3中任意一项权利要求所述的铝合金环保型宽温阳极氧化电解液，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或是两种的组合。7.一种铝合金环保型宽温阳极氧化方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）电解液的配制：先将硫酸、有机酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梅丰，刘桂宏，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36