一种提高铝合金耐蚀性的阳极化封闭方法技术

本发明专利技术介绍了一种提高铝合金耐蚀性的阳极化封闭方法，包括：铝材表面前处理、铝制品阳极氧化、制成过饱和钼酸钠液或钨酸钠水溶液，调节pH值为5.5-6.5；70-100℃一次封闭10-30min、制成过饱和La2（CO3）3或者Pr2（CO3）3水溶液，调节pH值为5.5-6.5；70-100℃；二次封闭10-30min、清洗、干燥，工艺完成。本方法采用二重封闭方法代替传统工艺的单次封闭，显著提高铝合金制品的耐蚀性；采用钼酸钠、钨酸钠溶液代替重铬酸盐进行一次封闭；采用稀土碳酸盐代替镍钴盐进行二重封闭，大幅度提高铝合金表面致密性，提高产品的耐蚀性；制造工艺简单，设备要求低，对环境无害。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及一种阳极化方法，特别是。
技术介绍
铝及其合金具有轻质、导电和导热等优良的物理性能，在现代航空、航天、电力、电子、石油和国防工业中，得到了及其广泛的应用并在不断的扩张新的应用领域。铝是一种很特别的金属，在大气中容易氧化生成保护膜，但作为典型的既能和酸又能和碱反应的金属的两性金属，在酸洗和碱洗环境下又都会被腐蚀，其应用因此受到很大限制。因此铝合金零部件在使用前往往要进行适当的表面处理。目前铝合金表面处理技术主要是阳极氧化法和化学氧化法。以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝合金的阳极氧化处理，该工艺已广泛应用于航空航天、电子通信等工业领域。铝合金经过酸溶液阳极氧化处理，在材料表面形成厚度可以控制的蜂窝状结构的多孔氧化铝膜。铝合金氧化膜的封闭处理是降低吸附性，提高耐蚀性的有效方法。通常，封闭处理方法是用化学方法把阳极氧化膜的微孔堵塞。目前工业广泛应用的铝合金氧化膜封闭过程中使用的封闭液主要是具有耐蚀作用的重铬酸盐、镍钴盐。然而随着国民经济的不断发展对铝合金表面性能的要求也越来越高，抗腐蚀性要求、耐磨性等要求更高。而且铬酸盐和镍钴盐都有严重的毒性，对人体健康和环境有很大的危害。为了解决现有技术中存在的不足本专利技术提供了一种铝合金阳极化方法，该方法对环境不具有危害性并可大幅提高铝合金的耐蚀性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，采用钥酸钠、钨酸钠溶液代替重铬酸盐进行一次封闭，降低环境危害性并提高耐蚀性；并采用稀土碳酸盐代替镍钴盐进行二重封闭，则进一步提高耐蚀性降低危害性，该方法处理的铝合金具有极高的耐蚀性及极低的环境危害性，可满足航空航天、电子通信领域高端铝合金表面性能要求。为了实现解决上述技术问题的目的，本专利技术采用了如下技术方案: 本专利技术的，包括: I)铝材表面前处理 a.碱洗:去除零件表面的油污和吸附的各种杂质，以获得清洁的表面； 优选的碱洗方案是:碱洗采用80— 100g/L，温度为70— 100°C的NaOH溶液，将铝合金投入NaOH溶液中，碱洗时间为在整个铝合金表面70%以上被白色气泡覆盖后2—5s即可停止; b.水洗:碱洗后立即将铝合金从碱洗溶液中取出，用清水进行清洗，及时去掉多余的处理液； C.酸洗:酸洗在于中和表面残留的碱液，去除碱洗后留下的残留物，使基体充分裸露和活化，并使制品表面达到光売; 优选的酸洗方案是:酸洗采用HNO3溶液，具体为质量浓度20%HN03溶液，室温下将水洗后的铝合金投入HNO3溶液中，时间5 — 20分钟； d.水洗:酸洗后立即将铝合金从酸洗溶液中取出，用清水进行清洗，去掉多余的处理液。2)铝制品阳极氧化 a.阳极氧化电解液配制:阳极化电解液采用硫酸、硼酸钠、磷酸的复合溶液，水溶液中，硫酸(H2S04，p=1.84g/mL)浓度为0.5M，硼酸钠浓度为0.015M，磷酸浓度为0.4M，用去离子水配制电解液，PH值为1.5—2.5。b.温度:25—35°C ； c.阴极材料:lCrl8Ni9Ti不锈钢； d.电压:100—120V; e.阳极化过程为: 将工件装入阳极氧化电解液槽，控制阳极化电压在30s内由0伏上升到120伏，阳极氧化电流随电压升高而增大，达到峰值电流密度12A/ dm2，并持续6S，然后让成膜自动进行，直至成膜结束，成膜时间为5-20min，时间较长膜层也较厚；断电后0.5min将试样从槽中取出并清洗试样。3) 一次封闭处理 a.配制封闭液:将水中加入钥酸钠液或钨酸钠液的一种或两种,配制成过饱和水溶液，用醋酸调节PH值为5.5—6.5 ； b.温度:70—100°C; c.时间:10—30min； 一次封闭过程为:将封闭液倒入封闭槽中，用恒温浴加热封闭液到设定的工作温度。将阳极化处理得到的铝合金阳极化膜的工件放入封闭液中，封闭10 — 30min后，取出工件并干燥，即得到经过一次封闭处理的铝合金阳极化膜。一次封闭后直接干燥后进行二次封闭。本次封闭方法，使用更具耐蚀作用且无毒性的钥酸钠、钨酸钠盐封闭，代替有毒性的重铬酸盐，可提高制品的耐蚀性且对人体和环境没有不利影响。封闭原理:在封闭过程中铝合金阳极化后生成的多孔氧化铝膜中发生反应生成含水氧化铝(Al2O3* H2O或Al2O3 *3H20)使氧化膜体积膨胀33% 100%，致使膜孔缩小，同时伴随以上反应钥酸钠或钨酸钠也会发生反应极具耐蚀性的稀有金属氧化物，共同填充到多孔氧化铝膜中，提高致密性，起到耐蚀作用。4) 二次封闭处理 a.配制二次封闭液:将水中加入La2 (CO3)3或者Pr2 (CO3) 3溶液的其中一种或两种，配制成过饱和水溶液，用醋酸调节，以使溶液显若酸性，PH值为5.5—6.5。b.温度:70—10(TC ； c.时间:10—30min ；二次封闭过程:将配好的二次封闭液倒入封闭槽中，用恒温浴加热封闭液到设定的工作温度；将一次封闭处理后的铝合金工件放入二次封闭液中，按工件的厚度，封闭10—30min后，取出工件水洗并干燥，即得到经过二次封闭处理的铝合金阳极化膜。采用二重封闭方法，使用无毒的碳酸稀土盐代替了原来有毒性的镍钴盐，可进一步提高制品的耐蚀性且对人体和环境没有不利影响。二重封闭原理:伴随着水化氧化铝反应，封闭液中的稀土盐发生电离反应，生产极具耐蚀性的稀土化合物，再次填充到多孔氧化铝膜内，最大幅度提高铝合金制品表面致密性，最大幅度提闻制品耐蚀性。5)清洗:将阳极化、封闭处理后的铝合金板用水进行清洗处理。6)干燥:对清洗过的制品进行干燥，本工艺完成。通过采用上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果: I)本方法优化铝合金的阳极氧化工艺，采用二重封闭方法代替传统工艺的单次封闭，显著提高铝合金制品的耐蚀性。满足不断发展的航空航天、电子通信领域高端铝合金性能的要求。2)本方法采用无毒的、耐蚀性强的钥酸钠、钨酸钠溶液代替有毒性的重铬酸盐进行一次封闭；采用无毒稀土碳酸盐代替有毒的镍钴盐进行二重封闭，伴随着氧化铝的水化(Al2O3 H2O或Al2O3 3H20)同时生成具有耐蚀性的稀有金属化合物和稀土化合物，对铝合金阳极化后表面的蜂窝状结构的多孔氧化铝膜进行多次填充、封闭，最大幅度提高铝合金表面致密性，提高产品的耐蚀性。3)本方法制造工艺简单，对设备要求不高，投入成本较低，其对环境无害，属于环境友好型工艺，可大面积推广。 附图说明图1是本方法生产工艺流程图。具体实施例方式下面结合附图进一步具体说明本专利。但是本专利的保护范围不限于具体的实施方式。实施例1 I)铝材表面前处理 a.碱洗:去除零件表面的油污和吸附的各种杂质，以获得清洁的表面。碱洗采用加热的NaOH溶液，具体参数为80g/L NaOH溶液，温度为90°C，时间为在整个表面出现大量白色气泡后3s停止。b.水洗:碱洗后立即将铝合金从碱洗溶液中取出，用清水进行清洗，及时去掉多余的处理液； c.酸洗:酸洗采用HNO3溶液，具体参数为20% (质量比)HNO3溶液，室温，时间18分钟，使基体充分裸露和活化，并使制品表面达到光亮。d.水洗:酸洗后立即用清水进行清洗，以及时去掉多余的处理液，避免处理过度，损咅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高铝合金耐蚀性的阳极化封闭方法，其特征是包括：1）铝材表面前处理a.碱洗：去除零件表面的油污和吸附的各种杂质，以获得清洁的表面；b.水洗：碱洗后立即将铝合金从碱洗溶液中取出，用清水进行清洗，及时去掉多余的处理液；c.酸洗：中和表面残留的碱液，去除碱洗后留下的残留物，使基体充分裸露和活化，并使制品表面达到光亮；d．水洗：酸洗后立即将铝合金从酸洗溶液中取出，用清水进行清洗，去掉多余的处理液；2）铝制品阳极氧化a．阳极氧化电解液配制：阳极化电解液采用硫酸、硼酸钠、磷酸的复合溶液，其中，硫酸浓度为0.5M，硼酸钠浓度为0.015M，磷酸浓度为0.4M，用去离子水配制电解液，PH值为1.5—2.5；b．温度：25—35℃；c．阴极材料：1Cr18Ni9Ti?不锈钢；d.?电压：100—120V；e.?阳极化过程为：将工件装入阳极氧化电解液槽，控制阳极化电压在30s内由0伏上升到120伏，阳极氧化电流随电压升高而增大，达到峰值电流密度12A/?dm2，并持续6S，然后让成膜自动进行，直至成膜结束，成膜时间为5?20min；断电后0.5min?将试样从槽中取出并清洗试样；3)?一次封闭处理a．配制封闭液：将水中加入钼酸钠液或钨酸钠液的一种或两种，配制成过饱和水溶液，用醋酸调节pH值为5.5—6.5；b．温度：70—100℃；c.?时间：10—30min；一次封闭过程为：将封闭液倒入封闭槽中，用恒温浴加热封闭液到设定的工作温度；将阳极化处理得到的铝合金阳极化膜的工件放入封闭液中，封闭10—30min后，取出工件并干燥，即得到经过一次封闭处理的铝合金阳极化膜；一次封闭后直接干燥后进行二次封闭；4）二次封闭处理a．配制二次封闭液：将水中加入La2（CO3）3或者Pr2（CO3）3溶液的其中一种或两种，配制成过饱和水溶液，用醋酸调节使溶液PH值为5.5—6.5；b．温度：70—100℃；c.?时间：10—30min；二次封闭过程：将配好的二次封闭液倒入封闭槽中，用恒温浴加热封闭液到设定的工作温度；将一次封闭处理后的铝合金工件放入二次封闭液中，按工件的厚度，封闭10—30min后，取出工件水洗并干燥，即得到经过二次封闭处理的铝合金阳极化膜；5）清洗：将阳极化、封闭处理后的铝合金板用水进行清洗处理；6）干燥：对清洗过的制品进行干燥，工艺完成。...

【技术特征摘要】
1.一种提高铝合金耐蚀性的阳极化封闭方法，其特征是包括: 1)铝材表面前处理 a.碱洗:去除零件表面的油污和吸附的各种杂质，以获得清洁的表面； b.水洗:碱洗后立即将铝合金从碱洗溶液中取出，用清水进行清洗，及时去掉多余的处理液； c.酸洗:中和表面残留的碱液，去除碱洗后留下的残留物，使基体充分裸露和活化，并使制品表面达到光売; d.水洗:酸洗后立即将铝合金从酸洗溶液中取出，用清水进行清洗，去掉多余的处理液； 2)铝制品阳极氧化 a.阳极氧化电解液配制:阳极化电解液采用硫酸、硼酸钠、磷酸的复合溶液，其中，硫酸浓度为0.5M，硼酸钠浓度为0.015M，磷酸浓度为0.4M，用去离子水配制电解液，PH值为1.5—2.5 ； b.温度:25—35°C； c.阴极材料:lCrl8Ni9Ti不锈钢； d.电压:100—120V; e.阳极化过程为: 将工件装入阳极氧化电解液槽，控制阳极化电压在30s内由0伏上升到120伏，阳极氧化电流随电压升高而增大，达到峰值电流密度12A/ dm2，并持续6S，然后让成膜自动进行，直至成膜结束，成膜时间为5-20min ;断电后0.5min将试样从槽中取出并清洗试样； 3)一次封闭处理 a.配制封闭液:将水中加入钥酸钠液或钨酸钠液的一种或两种,配制成过饱和水溶液，用醋酸调节PH值为5.5—6.5 ； b.温度:70—100°C; c.时间:10—30min； 一次封闭过程为:将封闭液倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁允，
申请(专利权)人：洛阳伟信电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：