一种镀膜彩色铝合金的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镀膜彩色铝合金的制备方法，将铝合金先进行阳极氧化处理，得到表面具有阳极氧化膜层的铝合金；再阳极氧化层的表面通过离子溅射的方法附着用于呈色的金属膜层，通过控制阳极氧化处理的电压或电流、时间以及镀层金属的种类，制备得到呈现颜色可控的镀膜彩色铝合金；其中，所述阳极氧化处理的电压为3～120V或电流密度为50～800mA/dm

【技术实现步骤摘要】
一种镀膜彩色铝合金的制备方法
本专利技术属于金属加工
，具体涉及一种镀膜彩色铝合金的制备方法。
技术介绍
铝合金具有比强度高、导电性和导热性良好、装饰性好、耐蚀性好等优点，是一种综合性能优良的有色金属材料。铝合金以其优异的综合性能，在航空航天、交通运输、建筑桥梁、机电仪表、能源动力、冶金化工、机械制造、电器设备等各个领域获得到了广泛的应用。铝合金自然形成的氧化膜很薄，且疏松多孔，耐腐蚀能力较弱，因此这层氧化膜不能作为良好的防护装饰膜层。表面处理可以提高铝合金的耐蚀性、耐磨损性及装饰性等，铝合金表面处理一般包括化学转化、金属镀层、有机涂层及阳极氧化等，其中阳极氧化处理技术是提高铝合金防护、装饰及耐蚀的重要方法。铝虽然有诸多优点，但也存在其表面难以着色，使其制品外观单一，色调呆板的问题。现在对铝合金着色的技术是采用硫酸作为电解液氧化，再采用无机颜料或有机颜料作为着色液，进行浸涂着色或者电解着色。现有技术制备的铝合金阳极氧化膜经染色和封孔处理，存在染色不均匀、操作复杂、生产效率低、染色剂废液过度排放等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种镀膜彩色铝合金的制备方法，解决了上述
技术介绍
中的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种镀膜彩色铝合金的制备方法，将铝合金先进行阳极氧化处理，得到表面具有阳极氧化膜层的铝合金；再阳极氧化层的表面通过离子溅射的方法附着用于呈色的金属膜层，通过控制阳极氧化处理的电压或电流、时间以及镀层金属的种类，制备得到呈现颜色可控的镀膜彩色铝合金；其中，所述阳极氧化处理的电压为3～120V或电流密度为50～800mA/dm2，氧化时间为5～60min；镀层金属包括粒径为1～100nm的金、铂、铬；呈现的颜色为除铝和镀层金属本身颜色外的可见光波长范围内的颜色。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：本专利技术通过阳极氧化结合离子溅射技术替代传统染色和封孔处理工艺，使铝合金表面呈现肉眼可见的不同颜色，且通过控制阳极氧化处理的电压或电流、时间以及镀层金属的种类，控制镀膜彩色铝合金呈现出红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰等不同颜色，操作简单、生产效率高、颜色鲜亮美观。附图说明图1为彩色铝合金的层结构图；图2为阳极氧化装置的示意图；图3为本方法不同参数下制备的铝合金实物照片。其中，1-铝合金层，2-阳极氧化层、3-镀金属膜层、4-电流表、5-阳极氧化电源、6-电压表、7-石墨板、8-阳极氧化槽、9-阳极氧化电解液。具体实施方式在本专利技术一较佳实施例中，所述阳极氧化膜层的厚度为10～2000nm，阳极氧化膜层上均匀分布有孔径为30～140nm的孔洞。在本专利技术一较佳实施例中，所述阳极氧化处理的电解液槽温度为20～30℃，电解液浓度为0.1～0.5mol/L。电解液可以采用0.1～0.5mol/L磷酸、硫酸、草酸的至少一种；或，电解液可以采用磷酸、硫酸、草酸的至少一种，以及该酸酸根对应的酸式盐或氟化物中的至少一种的混合溶液。在本专利技术一较佳实施例中，所述镀金属膜层的厚度为1～100nm。在本专利技术一较佳实施例中，所述阳极氧化处理的电压采用恒电压，或电流采用恒流电流。在本专利技术一较佳实施例中，所述彩色包括单色光颜色所述单色光颜色包括紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。在本专利技术一较佳实施例中，所述彩色还包括复色光颜色，所述复色光颜色为灰色。在本专利技术一较佳实施例中，所述铝合金经过碱洗除油、水洗、酸洗中和、水洗的预处理工序后进行阳极氧化处理。下述实施例中采用的阳极氧化处理装置包括阳极氧化槽8，阳极氧化槽8内设置有石墨板电极7和带铝合金层1的电极，石墨板电极7和带铝合金层1的电极浸入或部分浸入电解液9中，二者的一端连通电源5且设置有电压表6和/或电流表4。实施例1本实施例一种镀膜紫色铝合金的制备方法，镀层金属可采用金或铂。①当镀层金属为金时，包括如下步骤：将厚度为40μm的铝合金1，经过40g/L氢氧化钠溶液碱洗30s，水洗。然后用10％质量分数的硝酸溶液中和30s，水洗，得到干净的铝合金。接下来，对铝合金1进行阳极氧化处理，得到阳极氧化层2，阳极氧化的电解液配方为0.1mol/L磷酸，采用恒电压5V，阳极氧化时间10min，温度为25℃，阳极氧化后的铝合金此时显示的是铝合金原有的颜色。接下来用离子溅射仪在阳极氧化层2喷镀金(元素符号Au)，喷金时间为30s，得到镀金膜层3(厚度20nm)，此时镀层金属显示的颜色不是金本体的颜色，而是显示出紫色，得到紫色的镀膜铝合金。②当镀层金属为铂时，包括如下步骤：将厚度为40μm的铝合金1，经过40g/L氢氧化钠溶液碱洗30s，水洗。然后用10％质量分数的硝酸溶液中和30s，水洗，得到干净的铝合金。接下来，对铝合金1进行阳极氧化处理，得到阳极氧化层2，阳极氧化的电解液配方为0.1mol/L磷酸，采用恒电流75mA/dm2，阳极氧化时间40min，温度为25℃，阳极氧化后的铝合金此时显示的是铝合金原有的颜色。接下来用离子溅射仪在阳极氧化层2喷镀铂(元素符号Pt)，喷铂时间为30s，得到镀金膜层3(厚度20nm)，此时镀层金属显示的颜色不是铂本体的颜色，而是显示出紫色，得到紫色的镀膜铝合金。实施例2本实施例一种镀膜黄色铝合金的制备方法，可以通过控制恒电压或恒电流实现。①控制恒电压，包括如下步骤：将厚度为40μm的铝合金1，经过40g/L氢氧化钠溶液碱洗30s，水洗。然后用10％质量分数的硝酸溶液中和30s，水洗，得到干净的铝合金。接下来，对铝合金1进行阳极氧化处理，得到阳极氧化层2，阳极氧化的电解液配方为0.1mol/L磷酸，采用恒电压5V，阳极氧化时间50min，温度为25℃，阳极氧化后的铝合金此时显示的是铝合金原有的颜色。接下来用离子溅射仪在阳极氧化层2喷镀金(元素符号Au)，喷金时间为30s，得到镀金膜层3(厚度20nm)，此时镀层金属显示的颜色不是金本体的颜色，而是显示出黄色，得到黄色的镀膜铝合金。②控制恒电流，包括如下步骤：作为阳极氧化过程，阳极氧化的电解液配方为0.1mol/L磷酸，采用恒电流250mA/dm2，阳极氧化时间20min。除此之外，与实施例1中①相同，得到黄色的镀膜铝合金。实施例3本实施例一种镀膜蓝色铝合金的制备方法，可以通过控制恒电压或恒电流实现。①控制恒电压，包括如下步骤：将厚度为40μm的铝合金1，经过40g/L氢氧化钠溶液碱洗30s，水洗。然后用10％质量分数的硝酸溶液中和30s，水洗，得到干净的铝合金。接下来，对铝合金1进行阳极氧化处理，得到阳极氧化层2，阳极氧化的电解液配方为0.1mol/L磷酸，采用恒电压20V，阳极氧化时间10min，温度为25℃，阳极氧化后的铝合金此时显示的是铝合金原有的颜色。...

【技术保护点】
1.一种镀膜彩色铝合金的制备方法，其特征在于：将铝合金先进行阳极氧化处理，得到表面具有阳极氧化膜层的铝合金；再阳极氧化层的表面通过离子溅射的方法附着用于呈色的金属膜层，通过控制阳极氧化处理的电压或电流、时间以及镀层金属的种类，制备得到呈现颜色可控的镀膜彩色铝合金；其中，所述阳极氧化处理的电压为3～120V或电流密度为50～800mA/dm

【技术特征摘要】
1.一种镀膜彩色铝合金的制备方法，其特征在于：将铝合金先进行阳极氧化处理，得到表面具有阳极氧化膜层的铝合金；再阳极氧化层的表面通过离子溅射的方法附着用于呈色的金属膜层，通过控制阳极氧化处理的电压或电流、时间以及镀层金属的种类，制备得到呈现颜色可控的镀膜彩色铝合金；其中，所述阳极氧化处理的电压为3～120V或电流密度为50～800mA/dm2，氧化时间为5～60min；镀层金属包括粒径为1～100nm的金、铂、铬；呈现的颜色为除铝和镀层金属本身颜色外的可见光波长范围内的颜色。


2.根据权利要求1所述的一种镀膜彩色铝合金的制备方法，其特征在于：所述阳极氧化膜层的厚度为10～2000nm，阳极氧化膜层上均匀分布有孔径为30～140nm的孔洞。


3.根据权利要求1所述的一种镀膜彩色铝合金的制备方法，其特征在于：所述阳极氧化处理的电解液槽温度为20～30℃，电解液浓度为0.1～0.5mol/L，电解液包括磷酸、硫酸、草酸中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的一种镀膜彩色铝合金的制备方法，其特征在于：所述电解液还包括磷酸、硫酸、草酸酸根对应的酸式盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金保，代威明，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35