一种钛制品阳极氧化着色的工装制造技术

本发明专利技术公开了一种钛制品阳极氧化着色的工装，包括以下步骤：将依次经过打磨脱脂以及水洗后的钛制品，采用电化学两电极体系，在无机酸电解质中，使用10‑55V直流稳压电源，在pH3‑6条件下，以钛制品为阳极，铝合金或者铂为阴极，以5V为电压间隔，对钛制品进行阳极化着色处理。本发明专利技术通过增加的脱脂工艺，将生产的氧化膜层进行处理，避免了后期斑点以及氧化不均匀等问题。

A kind of tooling for anodizing and coloring titanium products

【技术实现步骤摘要】
一种钛制品阳极氧化着色的工装
本专利技术属于电化学
，具体涉及一种利用电化学进行的一种钛制品阳极氧化着色的工装。
技术介绍
现有技术中，在对钛及其合金进行着色处理前，需要对其预处理，而预处理仅仅是抛光和清洗处理。众所周知，钛在较高的温度下，可与许多元素和化合物发生反应。钛是一种化学元素，化学符号Ti，原子序数22，是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气）。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。钛于1791年由格雷戈尔（WilliamGregor）于英国康沃尔郡发现，并由克拉普罗特（MartinHeinrichKlaproth）用希腊神话的泰坦为其命名。而钛制品，其本身由于氧化等原因，其表面经常会存在一层不规则的氧化膜，如果不去除，则氧化不均匀，容易出现斑点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术中，钛制品着色氧化时，由于预处理方案局限，造成的出现斑点，氧化不均匀问题，而提出的一种钛制品阳极氧化着色的工装。为了实现上述技术效果，本专利技术通过以下技术手段予以实现。一种钛制品阳极氧化着色的工装，包括以下步骤：将依次经过打磨脱脂以及水洗后的钛制品，采用电化学两电极体系，在无机酸电解质中，使用10-55V直流稳压电源，在pH3-6条件下，以钛制品为阳极，铝合金或者铂为阴极，以5V为电压间隔，对钛制品进行阳极化着色处理。本技术方案中，首先，多了脱脂程序，其目的是去除表面的氧化层，以提高着色效率和着色后的外观美观性。具体地，经过打磨后的钛制品，经脱脂酸化后，氧化膜得以去除，避免以及减少了斑点等的产生，提高了氧化着色后的产品质量。本技术的方案中，为了进一步提高产品质量，限定直流稳压的电源为10-55V，且以5V为电压间隔。如果电压小于10V，前期颜色变化慢，颜色成型差，影响成品效率，而如果电压大于55V，一方面，电压过大，存在操作安全隐患，另一方面，电压在上述范围内，颜色基本都可以实现，电压过大，造成资源浪费。而以5V为电压间隔，是因为每5V，颜色就有一个较明显的变化，不容易出现不需要的杂质颜色，影响钛制品的美观。本技术方案中，pH3-8，当pH小于3时，膜溶解加快，膜生长速度相对减小，容易出现条纹；pH大于6时，会出现氢氧化物沉淀，导致产品外表面被破坏。作为本专利技术的进一步改进，所述钛制品的打磨包括依次进行的粗砂纸打磨以及细砂纸打磨。本技术方案中，具体是通过180号粗砂纸以及500号细砂纸实现的打磨，两个砂纸相差较大，能实现快速打磨、多范围打磨的效率，避免逐渐变换砂纸，导致的钛制品表面打磨过多，损耗较多的问题。作为本专利技术的进一步改进，所述钛制品的脱脂具体为：通过硝酸、氢氟酸以及过氧化氢的混合液，室温条件下，清洗10-50s。本技术方案中，这三种酸洗，能够去除存在于表面的不规则的氧化膜，否则，存在着色不均匀，容易出现各种斑点的问题。如果酸洗时间过长，吸附于表面，影响后期电化学体系条件，导致着色问题。本技术方案中，酸洗具体为50ml/L的HNO3、100ml/L的HF以及200ml/L的H2O2。本技术方案中，三种酸的含量依次增加，是因为，过氧化氢氧化性较强，脱脂更快，如果单纯采用一种酸，则脱脂效果局限，后期容易影响着色效果。作为本专利技术的进一步改进，所述钛制品的水洗具体为：将脱脂后的钛制品依次经过粗洗、消毒液洗以及水洗。本技术方案中，所述粗洗具体为洗洁精洗，所述消毒液洗具体为丙酮洗，所述水洗具体为去离子水洗。本技术方案中，多了一层洗洁精清洗，目的是去除表面杂质，同时，能够使得脱脂后的部分杂质，被洗洁精以及丙酮等去除；而水洗，采用去离子水，能够避免带来其他杂质。作为本专利技术的进一步改进，所述无机酸电解质具体为硫酸和盐酸的混合液。与现有技术相比，采用两种酸的目的是，实现两种酸优势的混合，同时，硫酸的质量浓度为盐酸的7-4倍，比如采用400g/L的硫酸，选用60g/L的盐酸；或选用200g/L的硫酸，选用60g/L的盐酸。选用较多的硫酸，由于硫酸在电解质溶液提供时，对着色速度耐磨性等影响较大，故选用较多，以符合要求。作为本专利技术的进一步改进，所述对钛制品进行阳极化着色处理时，处理时间为30s-600s。本技术方案中，由于初期着色时，着色速度以及氧化膜成型慢，而超过20s之后，氧化膜的颜色变化不大，基本成型。而如果超过600s，则膜的生长速度逐渐降低，腐蚀效果增加，效果差。在30-600s之间时，膜电阻升高，导电能力好，着色效果好。作为本专利技术的进一步改进，所述对钛制品进行阳极化着色处理时，温度为25℃-70℃。本技术方案中，温度过低或过高，比如温度超过70℃，电压及电流不稳定，氧化膜层均匀度下降。作为本专利技术的进一步改进，所述直流稳压电源中的电压呈线性增加，所述电压变化速率为2-4V/min。本技术方案中，电压变化太快，则颜色变化快，来不及稳定，容易导致着色效果的降低，而如果电压变化速率太慢，整个过程时间长，消耗多，造成成本浪费。作为本专利技术的进一步改进，所述对钛制品进行阳极化着色处理时，所述钛制品表面以氧化膜的形式呈现不同颜色的着色，且所述氧化膜的颜色与所述氧化膜的厚度呈函数关系。作为本专利技术的进一步改进，对钛制品进行阳极化着色处理后还包括后处理，所述后处理为，常温条件下，用热水封闭处理或封闭后透明漆涂抹处理。本技术方案中，对钛制品进行阳极化着色处理后，为了保证着色后，不被影响，故需要后处理以形成保护膜，保护氧化后的着色氧化膜。具体实施方式下面结合所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于实施例所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛制品阳极氧化着色的工装，其特征在于，包括以下步骤：将依次经过打磨脱脂以及水洗后的钛制品，采用电化学两电极体系，在无机酸电解质中，使用10-55V直流稳压电源，在pH3-6条件下，以钛制品为阳极，铝合金或者铂为阴极，以5V为电压间隔，对钛制品进行阳极化着色处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛制品阳极氧化着色的工装，其特征在于，包括以下步骤：将依次经过打磨脱脂以及水洗后的钛制品，采用电化学两电极体系，在无机酸电解质中，使用10-55V直流稳压电源，在pH3-6条件下，以钛制品为阳极，铝合金或者铂为阴极，以5V为电压间隔，对钛制品进行阳极化着色处理。


2.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的工装，其特征在于，所述钛制品的打磨包括依次进行的粗砂纸打磨以及细砂纸打磨。


3.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的工装，其特征在于，所述钛制品的脱脂具体为：通过硝酸、氢氟酸以及过氧化氢的混合液，室温条件下，清洗10-50s。


4.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的工装，其特征在于，所述钛制品的水洗具体为：将脱脂后的钛制品依次经过粗洗、消毒液洗以及水洗。


5.根据权利要求1所述的一种钛制品阳极氧化着色的工装，其特征在于，所述无机酸电解质具体为硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯军涛，李正佳，郭磊，鲁毅，任怀智，王尧，
申请(专利权)人：西安庄信新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61