一种一槽多色的铝材阳极氧化电解着色法制造技术

本发明专利技术公开了一种一槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，该方法是先将铝材采用常规方法进行去油，表面清洗，及抛光处理，然后在硫酸电解液中以铝材为阳极，惰性材料为阴极；通过电流源或电压源进行阳极氧化；当采用电流源阳极氧化时，在一次阳极氧化中，电流密度从高电流密度下降到低电流密度，高电流密度与低电流密度的比值为2～10∶1，一次阳极氧化中，高电流密度高于低电流密度；高电流密度的电流保持时间为8～300秒，低电流密度的电流保持时间为20～1000秒；重复点解30～300次，控制氧化铝膜总厚度为6～60微米，制得着色后的铝材。本发明专利技术可在同一槽液中实现铝材颜色的色相、明度和纯度大范围可调，整个工艺绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种铝材电解着色法，特别是涉及ー种ー槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，实现在同一槽液中可以获得各种颜色的铝材。
技术介绍
金属铝材被广泛应用于各个行业，随着生活水平的提高人们对铝材的功能性和装饰性提出了更高的要求。阳极氧化是ー种有效的铝表面处理技术，铝阳极氧化膜电解着色技术能使铝或铝合金制品表面的着色膜有较好的耐蚀性，耐磨性与 耐光性。常见的电解着色技木，是将铝材先进行阳极氧化，然后在含有Ni，Co, Cu, Sn等可溶性金属盐的电解液中进行电解，使这些金属盐的电解生成物析出到多孔质的阳极氧化膜中，实现铝材的着色。常规的电解着色エ艺繁琐而且色彩单调，不能在同一槽液中制备出各种色系的铝材，如CN 1016080B提出的电解着色エ艺用于获得铝和铝合金阳极氧化膜青铜色系列；CN86101215B提出的电解着色エ艺用于获得铝和铝合金用紫红色系列；CN 1059476C提出的硒盐电解着色法用于获得ー种金黄色铝合金。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种ー槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，可实现用同一槽液可制备出各种色系的着色铝材，着色在阳极氧化时同时进行，不需要添加金属离子，エ艺简单，成本低廉和绿色环保。为克服现有技术的不足，实现本专利技术目的采用的技术方案是一种ー槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，包括如下步骤和エ艺条件(I)铝材采用常规方法进行去油，表面清洗，及抛光处理；(2)在硫酸电解液中以铝材为阳极，惰性材料为阴极；通过电流源或电压源进行阳极氧化；当采用电流源阳极氧化时，在一次阳极氧化中，电流密度从高电流密度下降到低电流密度，高电流密度与低电流密度的比值为2 10 1，在不同次的阳极氧化中，高电流密度取值为O. I 2 A/dm2其中ー个具体值；低电流密度取值为O. 02 I A/dm2中的ー个具体值，一次阳极氧化中，高电流密度高于低电流密度；高电流密度的电流保持时间为8 300秒，低电流密度的电流保持时间为20 1000秒；当采用电压源阳极氧化时，电压从高电压16 24伏特变化到低电压4 12伏特，高电压与低电压的比值为1.5 4 I ;高电压保持时间为O 80秒，低电压保持时间为O 200秒，高电压下降到低电压时所用时间为30 480秒，低电压上升到较高电压时所用时间为5 60秒；所述电解液浓度为10 200g/l，电解液温度为O 21°C ；(3)重复步骤(2) 30 300次，控制氧化铝膜总厚度为6 60微米，制得着色后的铝材。为进ー步实现本专利技术目的，步骤(I)中优选使用酒精或丙酮去油，用稀硫酸或碳酸钠进行表面清洗，并进行电化学抛光。所述惰性材料优选为石墨。所述铝材优选为6063或6061铝合金型材，还可以选用エ业纯铝。步骤(2)生长出的氧化铝膜厚度优选为120 300纳米。其中氧化铝膜的厚度由氧化时的电流密度和氧化时间共同決定。在步骤(3)结束后生长出的氧化铝膜总厚度为6 50微米。氧化铝膜的总厚度由步骤(2)中的厚度和步骤(3)中的重复次数共同決定。本专利技术可在同一槽液中获得多个色系的铝材，铝材顔色由周期性纳米结构孔洞对光调制获得，并表现为颜色会随着观察者观察角度的变化而发生变化。在电解液温度和浓度固定时，顔色色相的调控由步骤(2)获得的厚度和总氧化时间决定，顔色的纯度和明度由步骤(3)的重复次数以及步骤(2)中的电压变化共同決定。相对于现有技术本专利技术具有如下优点和有益效果(I)本专利技术的目的在于提供ー种方法可实现用同一槽液制备出各种色系的着色铝材。(2)本专利技术中的着色过程在铝阳极氧化时同时进行，不需要添加金属离子，エ艺简单，成本低廉和绿色环保。(3)本专利技术中获得的着色铝材的顔色色相、纯度和明度可大范围可调，铝材的顔色并会随观察者观察角度的变化而变化。 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进ー步的说明，但本专利技术的保护范围并不局限于实施例表示的范围。实施例I 4一种ー槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，采用如下步骤制备(I)选择6063合金铝进行阳极氧化，采用常规方法进行去油，表面清洗，及抛光等处理。其中，使用酒精去油，用稀硫酸进行表面清洗，并进行电化学抛光。(2)选择电流源进行阳极氧化，电解液为硫酸，电解液浓度为C(g/L)和电解液温度为T(°C)。在电解液中以步骤(I)处理后的6063合金铝为阳极，石墨为阴极，施加较高电流密度ih(A/dm2)保持时间th(s)，然后下降到较低电流电流密度ijA/dm2)保持时间h (s)。重复上述步骤P次。各实施例中C.T.ih.ipth.tpP的取值见表I。垂直于铝材表面进行观察，各实施例中的铝材的颜色见表I。需要说明的是，在一次阳极氧化中，电流密度从高电流密度下降到低电流密度，高电流密度与低电流密度的比值为2 10 I中ー个具体的比值，在不同次的阳极氧化中，高电流密度可取值为O. I 2A/dm2其中ー个具体值(见表I);低电流密度取值为O. 02 lA/dm2中的ー个具体值(见表I)，但在一次阳极氧化中，高电流密度高于低电流密度，高电流密度是在一次阳极氧化中相对于低电流密度而言，在不同次阳极氧化中，某一次的阳极氧化的高电流密度可能低于另一次的低电流密度；高电流密度的电流保持时间为8 300秒，低电流密度的电流保持时间为20 1000秒。表I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：(1)铝材采用常规方法进行去油，表面清洗，及抛光处理；(2)在硫酸电解液中以铝材为阳极，惰性材料为阴极；通过电流源或电压源进行阳极氧化；当采用电流源阳极氧化时，在一次阳极氧化中，电流密度从高电流密度下降到低电流密度，高电流密度与低电流密度的比值为2～10∶1，在不同次的阳极氧化中，高电流密度取值为0.1～2A/dm2其中一个具体值；低电流密度取值为0.02～1A/dm2中的一个具体值，一次阳极氧化中，高电流密度高于低电流密度；高电流密度的电流保持时间为8～300秒，低电流密度的电流保持时间为20～1000秒；当采用电压源阳极氧化时，电压从高电压16～24伏特变化到低电压4～12伏特，高电压与低电压的比值为1.5～4∶1；高电压保持时间为0～80秒，低电压保持时间为0～200秒，高电压下降到低电压时所用时间为30～480秒，低电压上升到较高电压时所用时间为5～60秒；所述电解液浓度为10～200g/l，电解液温度为0～21℃；(3)重复步骤(2)30～300次，控制氧化铝膜总厚度为6～60微米，制得着色后的铝材。

【技术特征摘要】
1.一种一槽多色的铝材阳极氧化电解着色法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件 (1)铝材采用常规方法进行去油，表面清洗，及抛光处理； (2)在硫酸电解液中以铝材为阳极，惰性材料为阴极；通过电流源或电压源进行阳极氧化；当采用电流源阳极氧化时，在一次阳极氧化中，电流密度从高电流密度下降到低电流密度，高电流密度与低电流密度的比值为2 10 1，在不同次的阳极氧化中，高电流密度取值为0. I 2A/dm2其中一个具体值；低电流密度取值为0. 02 lA/dm2中的一个具体值，一次阳极氧化中，高电流密度高于低电流密度；高电流密度的电流保持时间为8 300秒，低电流密度的电流保持时间为20 1000秒； 当采用电压源阳极氧化时，电压从高电压16 24伏特变化到低电压4 12伏特，高电压与低电压的比值为I. 5 4 I ;高电压保持时间为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡星，凌志远，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：