一种铝合金表面处理方法技术

本发明专利技术提供了一种铝合金表面处理方法，通过适当条件下的阴极电解析氢除油处理和大电流密度下的阳极析氧除油处理，能够有效的减少由于阴极电解除油所引起的氢脆现象，进而在保证除油效率的同时，有效的维持铝合金本身的物理性能，如抗压强度和断裂伸长率。如抗压强度和断裂伸长率。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金表面处理方法


[0001]本专利技术属于铝合金
，尤其涉及一种电化学低氢脆表面除油处理方法。

技术介绍

[0002]铝合金具有密度小、强度高、塑性好、耐腐蚀、易成形及成本低等一系列优点，广泛应用于交通运输、建筑、包装、家用电器及电子行业，同众多金属一样，铝合金的服役环境对其服役性能、寿命有着显著的影响，如载荷、温度、腐蚀介质等多种影响因素，均会造成材料表面和内部的损害，同时降低材料的抗腐蚀、疲劳、蠕变损伤的能力，导致合金服役寿命的降低。在制备和加工过程中会有氢进入材料中，而氢原子一般会扩散进入材料中，从而会使得材料的强度与伸长率下降，这种现象被称为氢脆。在高压氢环境下制备及加工时，对于金属材料，避免不了氢脆的发生，而采用一些传统抑制氢脆某些方法成本相对较高、工艺复杂等等。
[0003]电化学除油是将需除油的工件置于一定工艺配方的溶液之中，通上电源，将工件作为阴极或阳极(通常按先阴极后转阳极)，通过电解处理来除去工件表面油污。采用此工艺除油时，可借助电极上析出氢气泡和氧气泡的作用，促使工件表面油膜的强烈撕裂而变成不连续的小油滴，同时对溶液进行搅拌，加速了油污脱离工件表面的速度，从而又进一步强化除油过程，故电化学除油具有比化学除油更彻底、更快捷的除油效果，电化学除油实践上中通常有阴极除油、阳极除油。
[0004]实际上，单一阴极电化学除油效果优于阳极电化学除油。阴极电化学除油的一特点是不腐蚀基体，能有效地活化工件表面的钝化膜，对净化工表面具有较好的效果。阴极电化学除油的不足之处是工件容易渗，引起氢脆，乃至镀层起泡、掉皮。
[0005]单一阳极电化学除油也有利有弊。阳极电化学除油时能将工件基体表面的有机物氧化分解，除去基体表面的残渣，不会发生氢脆。阳极电化学除油的不足之处是除油效果比阴极电化学除油差，有色金属不适宜采取此工艺方法，否则会产生严重腐蚀。当溶液中碱的浓度过稀或有氯离子存在时对钢铁件也会产生腐蚀。故采取单一的阳极电化学除油也是不适宜的。
[0006]而先阳极后阴极电化学除油，因为阳极电化学除油时引起的弊端在阴极电化学除油时无法被消除，故此工序也是不可取的，因此，现有技术通常为阴极
‑
阳极联合除油，即先在一个槽中进行阴极电化学除油，然后再在另一槽中进行阳极电化学除油。

技术实现思路

[0007]基于上述内容发现，现有的电化学除油处理铝合金表面油脂，虽然除油效果显著，但会在阴极除油过程中引入氢，引发硬脆现象，显著降低金属基材的强度和拉伸率，基于上述问题，本专利技术提供了一种新的铝合金表面除油技术，能够有效的避免因为阴极除油所引起的氢脆现象。
[0008]一种铝合金表面处理方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）对基材进行表面机械处理；（2）阴极
‑
阳极联合除油；（3）水洗；（4）真空烘干；其中所述阴极
‑
阳极联合除油过程：（a）以经过表面机械处理的铝合金为阴极，以惰性金属材料为阳极，电解温度为3
‑
7℃，电流密度2
‑
5A/dm2，电解液由Na2CO
3 10g/L
‑
15g/L、Na3PO
4 20
‑
25g/L、脂肪醇环氧乙烷环氧丙烷共聚醚0.2
‑
0.3g/L和去离子水构成，时间为3
‑
7min；（b）切换电流方向，以经过阴极除油的铝合金为阳极，惰性金属材料为阴极，电解温度为3
‑7o
C；电解液由Na2CO
3 10g/L
‑
15g/L、Na3PO
4 20
‑
25g/L、脂肪醇环氧乙烷环氧丙烷共聚醚0.2
‑
0.3g/L和去离子水构成；电流密度为15
‑
20A/dm2，持续时间为5
‑
10ms；关断时间30
‑
50ms，循环持续
‑
关断过程，总时长不超过2min。
[0009]进一步的，所述机械处理为喷砂，空气压力为0.05
‑
0.1 Mpa，喷砂尺寸为0.5
‑
0.1mm。
[0010]进一步的，步骤（a）
‑
（b）中使用的电解液、电解温度完全一致。
[0011]进一步的，所述铝合金中的氢含量增长率为4
‑
9%。
[0012]进一步的，所述铝合金为五系、六系或七系铝合金。
[0013]进一步的，铝合金经过真空烘干处理后，微弧氧化处理。
[0014]进一步的，所述水洗为去离子水，水洗温度为80
‑
90
o
C，水洗方式为冲洗。
[0015]进一步的，所述铝合金经过真空烘干的温度为200
‑
220
o
C，真空度为0.05
‑
0.07MPa。
[0016]关于本专利技术，首先为喷砂，其主要目的为降低基体表面粗糙度，获得平整、光滑的表面，去除表面毛刺、划伤等缺陷，喷砂是用压缩空气将磨料喷射到工件表面上，利用高速磨料的动能，除去工件表面的氧化皮、腐蚀及其他缺陷的精饰方法，形成均匀的无光表面，这种方法具有速度快、成本低的特点，本专利技术采用干喷，干喷砂用的磨料包括钢砂、氧化铝、石英砂、碳化硅等，本专利技术使用的为石英砂，喷砂的效果与喷吹距离、喷吹角度、压力、喷嘴大小和形状、磨料尺寸等因素有关，磨料粒度细小，可产生柔和无光平滑的表面；本专利技术采用的空气压力为0.05
‑
0.1 Mpa，喷砂尺寸为0.5
‑
0.1mm。
[0017]电化学除油脱脂：适用于有较高要求的工件脱脂，脱脂过程中是将金属浸在特定的电解液中，通上直流电进行电解处理，以达到脱脂的目的，待处理的工件可以是阴极，也可以是阳极，分别对应于阴极电解脱脂和阳极电解脱脂，相比与化学脱脂，电解脱脂效率高很多，并且脱脂彻底。
[0018]阴极除油的特点是在制件上析出氢气，除油时析氢量多，分散性好，气泡尺寸小，乳化作用强烈，除油效果好，速度快，不腐蚀零件，但析出的氢气会渗入金属内部引起氢脆。
[0019]阳极除油的特点是在制件上析出氧气，除油时，一方面氧析出泡少而大，与阴极电化学除油相比，其乳化能力较差，因此其除油效率较低，严重影响后续电镀质量。
[0020]此外，某些书籍认为，铝合金不存在氢脆现象，因此可以随意使用阴极电解脱脂，由于存在阳极氧化或者微弧氧化的问题，因此不适合进行阳极电解脱脂，即对于铝合金而言，适用于阴极电解脱脂，但事实并非如此，铝合金在阴极电解脱脂过程中同样存在明显的氢脆问题，在阴极电解除油过程中同样会发生析氢反应，而H会明显的进入金属，导致金属表层的H明显富集，引发氢脆现象，为了避免H的进入，最好的应当在保证除油效果的提前下，尽量的缩短阴极电解除油的时间。
[0021]为了减少上述H的富集和扩散，及时更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面处理方法，其特征在于包括如下步骤：（1）对基材进行表面机械处理；（2）阴极
‑
阳极联合除油；（3）水洗；（4）真空烘干；其中所述阴极
‑
阳极联合除油过程：（a）以经过表面机械处理的铝合金为阴极，以惰性金属材料为阳极，电解温度为3
‑
7℃，电流密度2
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5A/dm2，电解液由Na2CO
3 10g/L
‑
15g/L、Na3PO
4 20
‑
25g/L、脂肪醇环氧乙烷环氧丙烷共聚醚0.2
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0.3g/L和去离子水构成，时间为3
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7min；（b）切换电流方向，以经过阴极除油的铝合金为阳极，惰性金属材料为阴极，电解温度为3
‑7o
C；电解液由Na2CO
3 10g/L
‑
15g/L、Na3PO
4 20
‑
25g/L、脂肪醇环氧乙烷环氧丙烷共聚醚0.2
‑
0.3g/L和去离子水构成；电流密度为15
‑
20A/dm2，持续时间为5
‑
10ms；关断时...

【专利技术属性】
技术研发人员：白林森，
申请(专利权)人：白林森，
类型：发明
国别省市：