一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，包括对镜面铝进行抛光预处理和抛光预处理后的阳极氧化处理，所述抛光预处理为化学抛光或电化学抛光；抛光预处理后的镜面铝表面结构的算术平均差值不高于80 nm，最大谷深不高于700 nm，最大高度不高于1000nm，60

【技术实现步骤摘要】
一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法


[0001]本专利技术属于铝合金材料表面处理领域，具体涉及一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法。

技术介绍

[0002]镜面铝合金产品的表面亮度接近或达到镜子的亮度，表面光泽度高，纹路细腻，目前已在汽车装饰领域取得广泛应用，主要包括车窗装饰条（窗框上饰条、三角窗亮条、前后门挡水亮条）以及车内装饰件（把手饰条、仪器盘饰条、操控台饰条）等。其中，车窗装饰条用材料主要采用5xxx系铝合金，车内装饰件主要采用8xxx系铝合金。但目前国内生产的5xxx系镜面铝在阳极氧化后仍存在光泽度不足的问题，限制了其推广使用。
[0003]国家标准GB T 5698
‑
2001《颜色术语》中规定了光泽度的定义，光泽度即用数据表述物体表面的光泽程度。而光泽定义为物体表面定向选择反射的性质，光泽是由反射光的空间分布而产生的物体表面视知觉特性，它与表面定向反射成分的大小和反射光配光曲线的尖锐程度有关。按照此定义，表面定向反射成分的比例越大、反射光配光曲线越尖锐，则物体表面光泽度越大。国家标准GB T 20503
‑
2006《铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜镜面反射率和镜面光泽度的测定20
°
、45
°
、60
°
、85
°
方向》明确规定了经过阳极氧化处理后铝合金表面镜面光泽度的为在规定光源和接收器张角条件下，样品在镜面反射方向的反射光通量与玻璃标样在该镜面反射方向的反射光光通量之比，规定使用折射率为1.567的玻璃标样。按照使用经验，60
°
光泽度作为评价方法使用最为广泛。
[0004]5xxx系镜面铝装饰件的主要生产工艺流程包括熔铸
→
均匀化处理
→
热轧
→
冷轧
→
中间退火
→
冷轧
→
镜面轧制
→
冲压成形
→
预处理
→
阳极氧化，这其中影响材料表面光泽度的因素主要包括镜面轧制、冲压成形、预处理以及阳极氧化工艺。在材料成分与制备工艺确定后，预处理以及阳极氧化工艺将是影响装饰件表面光泽度的决定因素。
[0005]在5xxx系镜面铝领域，专利CN 109207818 A《一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法》介绍了一种镜面铝的合金成分以及制备工艺，专利CN 110453263 A《一种铝合金镜面阳极氧化方法》描述了阳极氧化过程的加载方式对于表面质量的影响，文献《铝光亮阳极氧化工艺研究》（北京航空航天大学学报, 1990, 35(4): 101
‑
106）、文献《航天器用铝光亮阳极氧化涂层特性研究》（无机材料学报, 2002, 17(6): 1269
‑
1274）分别介绍了工艺参数对于阳极氧化处理后铝合金光亮度、反射率等方面的影响。对比现有见诸报道的研究工作及其相关文献专利，现有技术主要侧重于提高改进阳极氧化阶段表面质量，获得最终的表面状态，但对于预处理以及阳极氧化各阶段如何调控，以及材料表面状态与最终光泽度的关系均未详细阐述。
[0006]由于材料表面定向反射成分的比例越大，光泽度越高，而一般而言材料表面定向反射成分的比例与材料表面平整度有关，因此提高材料表面的平整度可以有效提高材料光泽度。评价材料表面结构的参数包括最大峰高（S
p
或R
p
）、最大谷深（S
v
或R
v
）、最大高度（S
z
或R
z
）、评定表面结构的算数平均差值（S
a
或R
a
）、评定表面结构的均方根偏差（S
q
或R
q
）等，现有
技术文献均未报道表面结构参数对于材料光泽度的影响规律。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术中对于如何获得高光泽度阳极氧化镜面铝的工艺路径以及工艺参数不明确的问题，提供一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，针对控制要点给出了具体方案，可有效指导高光泽度阳极氧化镜面铝生产，加快高端镜面铝的生产。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，包括对镜面铝进行抛光预处理和抛光预处理后的阳极氧化处理，所述抛光预处理为化学抛光或电化学抛光；抛光预处理后的镜面铝表面结构的算术平均差值不高于80 nm，最大谷深不高于700 nm，最大高度不高于1000nm，60
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光泽度大于750GU；阳极氧化处理后镜面铝的60
°
光泽度大于600GU；化学抛光后进行的阳极氧化处理中，4A/dm2≤电流密度≤6A/dm2；电化学抛光后进行的阳极氧化处理中，1A/dm2≤电流密度≤3A/dm2。
[0009]作为第一种实施方式，所述抛光预处理为化学抛光，按照磷酸750~800mL/L、硫酸150~200mL/L、硝酸20~100 mL/L和硫酸铜0.5~1.5g/L的比例配制化学抛光溶液，采用体积分数为5~10%的稀硝酸用于化学抛光后清洗氧化物；化学抛光时，所配制的化学抛光溶液被加热至100℃以上后，将试片在化学抛光溶液中浸泡50s后快速转入稀硝酸中浸泡5 min，随后用去离子水冲洗干净后吹干；所述阳极氧化处理工艺为硫酸阳极氧化，所用电解液中的硫酸浓度不高于300g/L，电解液温度20~34℃，4A/dm2≤电流密度≤6A/dm2。
[0010]进一步的，配制化学抛光溶液时采用的磷酸、硫酸、硝酸和硫酸铜均为分析纯。
[0011]作为第二种实施方式，所述的抛光预处理方式为电化学抛光，电化学抛光溶液各成分体积分数为：磷酸60~70%、铬酸3~10%、硫酸10~15%、水5~15%，具体工艺为：电解液温度80~100℃，电流密度为5~15 A/dm2，电化学抛光时间为2~6min；所述的阳极氧化处理工艺中，电解液中硫酸浓度不高于200g/L，电解液温度26~34℃，1A/dm2≤电流密度≤3A/dm2。
[0012]进一步的，第二种实施方式中，所述电化学抛光溶液中还包括添加剂，添加剂含量为1~5g/L，添加剂为硝酸钠、三乙醇胺、聚乙二醇中的一种或几种。
[0013]进一步的，第二种实施方式中，所述阳极氧化处理所用的电解液中硫酸浓度为100~150 g/L，电流密度为1.0~1.5A/dm2。
[0014]上述两种实施方式中，所述阳极氧化处理所用的电解液中还包括有机酸，有机酸包括草酸、羟基乙酸、柠檬酸、丙二酸、酒石酸、苹果酸中的至少一种。
[0015]更进一步的，所述阳极氧化处理所用的电解液中，硫酸、有机酸的质量分数比例为100:1。
[0016]以上方案中，所述镜面铝的合金成分为：Si≤0.3％，Fe≤0.3％，Cu≤0.1％，Mn≤0.1％，Zn≤0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，包括对镜面铝进行抛光预处理和抛光预处理后的阳极氧化处理，所述抛光预处理为化学抛光或电化学抛光，其特征在于：抛光预处理后的镜面铝表面结构的算术平均差值不高于80 nm，最大谷深不高于700 nm，最大高度不高于1000nm，60
°
光泽度大于750GU；阳极氧化处理后镜面铝的60
°
光泽度大于600GU；化学抛光后进行的阳极氧化处理中，4A/dm2≤电流密度≤6A/dm2；电化学抛光后进行的阳极氧化处理中，1A/dm2≤电流密度≤3A/dm2。2.根据权利要求1所述的一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，其特征在于：所述抛光预处理为化学抛光，按照磷酸750~800mL/L、硫酸150~200mL/L、硝酸20~100 mL/L和硫酸铜0.5~1.5g/L的比例配制化学抛光溶液，采用体积分数为5~10%的稀硝酸用于化学抛光后清洗氧化物；化学抛光时，所配制的化学抛光溶液被加热至100℃以上后，将试片在化学抛光溶液中浸泡50s后快速转入稀硝酸中浸泡5 min，随后用去离子水冲洗干净后吹干；所述阳极氧化处理工艺为硫酸阳极氧化，所用电解液中的硫酸浓度不高于300g/L，电解液温度20~34℃，4A/dm2≤电流密度≤6A/dm2。3.根据权利要求2所述的一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，其特征在于：配制化学抛光溶液时采用的磷酸、硫酸、硝酸和硫酸铜均为分析纯。4.根据权利要求1所述的一种高光泽度阳极氧化镜面铝的表面处理方法，其特征在于：所述的抛光预处理方式为电化学抛光，电化学抛光溶液各成分体积分数为：磷酸60~70%、铬酸3~10%、硫酸10~15%、水5~15%，具体工艺为：电解液温度80~100℃，电流密度为5~...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴广奇，高崇，高文，刘辉，赖爱玲，杨升，马科，贵星卉，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：