一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法技术

本发明专利技术公开了一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法，首先将待处理的铝合金工件表面在砂纸上磨拋，并用去离子水和乙醇进行清洗并烘干；再将前处理后的铝合金工件置于电解液中，并在电解液中加入着色剂进行微弧氧化处理，在所述铝合金工件表面获得一层均匀黑色微弧氧化陶瓷层。上述方法能在膜层孔隙中直接生成黑色化合物，使膜层具有需要的色泽，并使该着色陶瓷层具有很好的与基体的结合力。

A Method of Preparing Black Ceramic Layer on Aluminum Alloy Surface

【技术实现步骤摘要】
一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法
本专利技术涉及金属染色
，尤其涉及一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法。
技术介绍
目前，铝及铝合金制品的表面处理技术中，黑色镀层因其独特的光学功能和装饰性能，在航空航天、光学仪器与电子器件等领域具有广泛的应用前景。现有技术中的铝合金着色技术主要是阳极氧化，但是阳极氧化在低电压工作环境中形成的氧化膜层疏松，着色效果并不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法，该方法能在膜层孔隙中直接生成黑色化合物，使膜层具有需要的色泽。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法，所述方法包括：步骤1、将待处理的铝合金工件表面在砂纸上磨拋，并用去离子水和乙醇进行清洗并烘干；步骤2、将前处理后的铝合金工件置于电解液中，并在电解液中加入着色剂进行微弧氧化处理，在所述铝合金工件表面获得一层均匀黑色微弧氧化陶瓷层。在步骤2中，所述的电解液具体包括：2～5g/L的KOH、2～5g/LNaF、5～10g/L的Na2SiO3、1～5g/L的Na2WO4和1～5g/L柠檬酸钠。在步骤2中，所加入的着色剂为15～20mL/L的碳素黑水溶液。在步骤2中，进行微弧氧化处理的过程中，采用的参数为：恒压模式下电压450V～500V、频率500Hz～1000Hz、占空比20～50％和时间20～40min。所述待处理的铝合金工件为LY-12铝合金。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述方法能在膜层孔隙中直接生成黑色化合物，使膜层具有需要的色泽，并使该着色陶瓷层具有很好的与基体的结合力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法流程示意图；图2为本专利技术所举实例中在铝合金上制备黑色膜层的工件EDS图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例提供的在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法流程示意图，所述方法包括：步骤1、将待处理的铝合金工件表面在砂纸上磨拋，并用去离子水和乙醇进行清洗并烘干；该步骤中，所述待处理的铝合金工件为LY-12铝合金。且该铝合金工件的尺寸长×宽×厚可以为20mm×20mm×3mm。步骤2、将前处理后的铝合金工件置于电解液中，并在电解液中加入着色剂进行微弧氧化处理，在所述铝合金工件表面获得一层均匀黑色微弧氧化陶瓷层。在该步骤中，所述的电解液具体包括：2～5g/L的KOH、2～5g/LNaF、5～10g/L的Na2SiO3、1～5g/L的Na2WO4和1～5g/L柠檬酸钠。所加入的着色剂为15～20mL/L的碳素黑水溶液。另外，在步骤2进行微弧氧化处理的过程中，所采用的参数可以为：恒压模式下电压450V～500V、频率500Hz～1000Hz、占空比20～50％和时间20～40min。下面以具体的实例对上述工艺方法进行详细说明：首先将待微弧氧化处理的铝合金工件表面依次在400#、600#、800#和1200#的砂纸上打磨，并用抛光布抛光，再用去离子水和乙醇进行清洗并烘干；然后将前处理后的工件置于由2g/L的KOH、2g/LNaF、6g/L的Na2SiO3、2g/LNa2WO4、0.5g/L柠檬酸钠、20mL/L的碳素黑水溶液的电解液中，进行微弧氧化处理，从而在铝合金工件表面获得一层均匀黑色微弧氧化陶瓷层，电源参数为恒压模式下电压500V、频率600Hz和占空比20％，处理时间为30min。如图2所示为本专利技术所举实例中在铝合金上制备黑色膜层的工件EDS图，由图2可知：C元素少量来源于气氛中，大部分是来源于碳素黑的水溶液，F元素来源于NaF稳定剂，W元素来源于WO42-离子，C元素和W元素是生成黑色陶瓷层的主要元素。值得注意的是，本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。综上所述，本专利技术实施例所述方法采用特定的微弧氧化工艺参数，使铝合金本体在微弧氧化生成陶瓷膜的同时，溶液中的碳素黑在铝合金材料表面与溶液的界面间，通过胶粒的形式，以电泳方式到达陶瓷膜孔隙内部，在膜层孔隙中直接生成黑色的化合物，使膜层具有需要的色泽，由于微弧氧化生成黑色陶瓷层是在铝合金基体上原位生成，决定了该着色陶瓷层具有很好的与基体的结合力。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、将待处理的铝合金工件表面在砂纸上磨拋，并用去离子水和乙醇进行清洗并烘干；步骤2、将前处理后的铝合金工件置于电解液中，并在电解液中加入着色剂进行微弧氧化处理，在所述铝合金工件表面获得一层均匀黑色微弧氧化陶瓷层。

【技术特征摘要】
1.一种在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、将待处理的铝合金工件表面在砂纸上磨拋，并用去离子水和乙醇进行清洗并烘干；步骤2、将前处理后的铝合金工件置于电解液中，并在电解液中加入着色剂进行微弧氧化处理，在所述铝合金工件表面获得一层均匀黑色微弧氧化陶瓷层。2.根据权利要求1所述在铝合金表面制备黑色陶瓷层的方法，其特征在于，在步骤2中，所述的电解液具体包括：2～5g/L的KOH、2～5g/LNaF、5～10g/L的Na2SiO3、1～5g/L的Na2WO4和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，李天璐，左佑，李明泽，赵子聪，陈肖祎，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11