一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂及封闭工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种铝及铝合金制品阳极氧化膜无镍中温封闭剂及封闭工艺。将铝或铝合金制品先经过阳极氧化和水洗后，浸入无镍封闭液中进行封闭处理。所述无镍封闭剂的配方为：镁盐浓度为2g/L

【技术实现步骤摘要】
一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂及封闭工艺


[0001]本专利技术属于金属材料表面处理的
，具体涉及一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂及封闭工艺。

技术介绍

[0002]铝合金因具备优良的导电性、导热性和比强度高的特点，广泛运用于航空航天、船舶、3C等领域。铝的平衡电极电位为
‑
1.663V，电极电位较低，在热力学上不稳定，虽然在自然条件下铝合金表面会形成一层薄薄的氧化膜，但在较恶劣的环境比如酸性或中强碱的环境下，这层自然氧化膜会土崩瓦解，还是很容易发生各类腐蚀，难以应用于实际。在工业应用中，为了提高铝合金的耐腐蚀性，需要对铝合金进行表面防护处理，阳极氧化法就是应用最广泛的表面处理技术之一。然而，铝合金在进行阳极氧化的过程中，由于阳极氧化膜的生成与溶解过程是同时进行的，导致阳极氧化膜的表面存在许多微孔，这些微孔的存在会形成腐蚀通道，加速铝合金的腐蚀。为了提高铝及铝合金阳极氧化膜的耐蚀性、耐磨性与绝缘性等，需要对这些微孔进行封闭处理。
[0003]在一些技术中封闭剂组成成分较为复杂，如专利CN 108950645B申请保护一种铝及铝合金阳极氧化无镍封闭剂，该封闭剂的原料以1L计，至少包括固色剂、粉霜抑灰剂、络合剂、表面活性剂、pH缓冲剂。再如专利CN 107604414B申请保护一种铝及铝合金阳极氧化高温无镍封闭剂，该封闭剂的原料按体积质量计包括表面活性剂、褪色抑制剂、螯合剂、pH缓冲剂、余量为去离子水；其中PH缓冲剂为醋酸铵、苯甲酸、邻苯二甲酸铵中的一种或两种。
[0004]在实际生产中，曾经被广泛应用的封闭技术有沸水封闭、中温重铬酸盐封闭、中温镍盐封闭与常温NiF封闭等。但是沸水封闭受水质的影响很大，水中其他离子直接影响封孔效果。对铬酸盐封闭来说，Cr6
+
具有毒性，是国际公认的致癌金属，此工艺最终还会产生铬渣，而目前并没有经济、实用、环保的铬渣处技术。镍盐封闭虽然对重铬酸盐封闭对环境的破坏更小，但镍的化合物也有毒性，会对环境造成污染，危害人体的身体健康。因此，开发出一种无氟无铬无镍低能耗的封孔技术具有重大的意义，也具有非常显著的社会效益。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂，旨在解决目前领域广泛使用的含镍、含铬或含氟封闭剂对环境造成污染；其中温无镍封闭剂由镁盐、钙盐、表面活性剂、PH调节剂和去离子水组成。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂，其特征在于，包含如下按体积质量计的原材料：镁盐2g/L
‑
4g/L、钙盐10g/L
‑
15g/L、表面活性剂0
‑
2g/L、PH调节剂、余量为去离子水；所述中温无镍封闭剂的pH为5.5
‑
6.5。
[0008]优选地，所述镁盐与所述钙盐为醋酸盐。
[0009]优选地，所述PH调节剂为稀释冰乙酸。
[0010]优选地，所述表面活性剂为磺基水杨酸、聚乙二醇中的一种或是两种。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭工艺，能够兼顾生产、应用及排放各环节的环保性，同时降低了工艺成本，提升了耐腐蚀性；其中，所述工艺包括：
[0012]一、前处理
[0013]A.打磨：将铝或铝合金依次用800#、1000#、1500#、2000#砂纸打磨，去除铝或铝合金表面的氧化膜与杂质。打磨之后，自来水水洗两次，再去离子水洗两次；
[0014]B.碱洗：将经过A处理的铝或铝合金置于含有10g/L NaOH、8g/L Na2CO3、12g/L Na3PO4的碱洗液中，在常温下碱洗1分钟；
[0015]C.酸洗：将经过B处理的铝或铝合金置于含有100g/L浓H2SO4、20ml/LH3PO4、6ml/L HF、0.3g/L OP
‑
10的酸洗液中，在常温下酸洗1分钟；
[0016]二、阳极氧化
[0017]将经过前处理的铝或铝合金放入含量为160g/L
‑
180g/L的H2SO4溶液中，在19
±
1℃温度下定直流阳极氧化35min
‑
40min，电流密度为1.5A/dm2；阳极氧化结束后，取出铝或铝合金制品自来水水洗两次，去离子水水洗两次；
[0018]三、封闭
[0019]本专利技术铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂工艺参数如下：
[0020]封闭温度：75℃
‑
85℃；
[0021]封闭时间：35min
‑
45min；
[0022]pH值：5.5
‑
6.5。
[0023]优选地，最佳封闭温度为：80℃；最佳封闭时间为：40min；最佳PH值为：6。
[0024]优选地，将封闭后的铝或铝合金置于大气环境中陈化3天以上。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术提供的封闭剂所使用的镁盐与钙盐可以取代镍盐、钴盐或重铬酸盐，并且该封闭剂不含氟，对生态环境没有不良影响。工艺配方也非常简单，不涉及过多的添加剂，原料成本较低。经过该封闭剂封闭之后的阳极氧化膜，耐腐蚀性可以得到很大的提高。
附图说明
[0027]图1为阳极氧化铝合金制品与封孔铝合金制品的交流阻抗图谱；
[0028]图2为阳极氧化铝合金制品与封孔铝合金制品的极化曲线。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂及封闭工艺，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]一、铝或铝合金阳极氧化成膜处理
[0031]本申请采用6063铝合金，具体工艺流程如下：
[0032](1)机械抛光：6063铝合金依次用800#、1000#、1500#、2000#砂纸打磨，去除铝合金表面的氧化膜与杂质。
[0033](2)流动自来水洗两次，去离子水洗两次。
[0034](3)碱洗除油：将铝或铝合金置于含有10g/L NaOH、8g/L Na2CO3、12g/LNa3PO4的碱洗液中，在常温下碱洗1分钟。
[0035](4)流动自来水洗两次，去离子水洗两次。
[0036](5)酸洗出头：铝或铝合金置于含有100g/L H2SO4、20ml/L H3PO4、6ml/L HF、0.3g/L OP
‑
10的酸洗液中，在常温下酸洗1分钟。
[0037](6)流动自来水洗两次，去离子水洗两次。
[0038](7)阳极氧化：将经过前处理的铝或铝合金放入含量为160g/L
‑
180g/L的硫酸溶液中，在19...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂，其特征在于，包含如下按体积质量计的原材料：镁盐2g/L
‑
4g/L、钙盐10g/L
‑
15g/L、表面活性剂0
‑
2g/L、PH调节剂、余量为去离子水；所述中温无镍封闭剂的pH为5.5
‑
6.5。2.根据权利要求1所述的铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂，其特征在于，所述镁盐与所述钙盐为醋酸盐。3.根据权利要求1所述的铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂，其特征在于，所述PH调节剂为稀释冰乙酸。4.根据权利要求1所述的铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂，其特征在于，所述表面活性剂为磺基水杨酸、聚乙二醇中的一种或是两种。5.根据权利要求1～4中任一项所述的铝及铝合金阳极氧化膜中温无镍封闭剂的封闭工艺，其特征在于，包括以下技术步骤：一、前处理A.打磨：将铝或铝合金依次用800#、1000#、1500#、2000#砂纸打磨，去除铝及铝合金表面的氧化膜与杂质；打磨之后，自来水水洗两次，再去离子水洗两次；B.碱洗：将经过A处理的铝或铝合金置于含有10g/L NaOH、8g/L Na2CO3、12g/L Na3PO...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭加林，穆松林，方新鹏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：