一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方和表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方和表面處理方法，包括如下含量的各組分：氧化鉻5-10g/L、磷酸40-60g/L、氟化鈉3-5g/L，通過對鋁合金基體進(jìn)行去油、堿洗、酸洗、著色等步驟處理，能夠在鋁合金基體表面生成一層導(dǎo)電氧化膜，且成膜顏色均勻，既不改變鋁材本體的優(yōu)良特性（如機(jī)械性能），而且提高了基體的耐磨耐腐蝕性，同時(shí)還提高了基體美觀度；本發(fā)明綜合考慮了成本、性能等多面的因素，采用導(dǎo)電氧化處理的方式，不改變工件尺寸，且設(shè)備簡單、操作方便、價(jià)格便宜，具有在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的良好前景。
【專利說明】一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方和表面處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬表面處理技術(shù)，具體涉及一種在鋁材上導(dǎo)電氧化的溶液配方 和表面處理方法，屬于材料改性【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微波通信的發(fā)展，鋁及其合金由于強(qiáng)度高、密度小、易于加工等優(yōu)點(diǎn)在通信組 件中應(yīng)用非常廣泛，但這些材料存在耐磨耐蝕性差、硬度低、化學(xué)性質(zhì)活潑、極易氧化等缺 點(diǎn)，需要采用表面處理技術(shù)改進(jìn)其制件的表面性能。
[0003] 將鋁材料應(yīng)用于微波固態(tài)組件上需要解決該類材料耐磨耐腐蝕性差及易氧化的 缺點(diǎn)，這就需要在材料表面生成一層保護(hù)膜，在工業(yè)應(yīng)用中，我們不僅要考慮表面處理的性 能，還需要結(jié)合成本等多個(gè)方面綜合考慮，最終選擇一種合適的表面處理方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種對鋁合金基體進(jìn)行導(dǎo)電氧化 的溶液配方及處理方法，能夠在鋁合金機(jī)體表面生成一層導(dǎo)電氧化膜。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0006] -種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方，包括如下含量的各組分：氧化鉻 5-10g/L、磷酸40-60g/L、氟化鈉3-5g/L ;上述組分充分溶解于溶劑中制成溶液。
[0007] 優(yōu)選地，前述氧化鉻、磷酸、氟化鈉的純度為分析純。
[0008] 優(yōu)選地，前述溶劑為去離子水。
[0009] 此外，本發(fā)明還公開了一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的表面處理方法，包括如下 步驟：
[0010] Sl、有機(jī)去油處理：將鋁材放入溫度為40-60°C的丙酮溶液中，浸泡15-20分鐘；
[0011] S2、化學(xué)去油處理：將在丙酮中浸泡處理后的鋁材放入溫度為40-60°C的化學(xué)去 油溶液中，超聲浸泡15-20分鐘，其中，化學(xué)去油液的配比為：碳酸鈉18-25g/L、磷酸鈉 18-25g/L、乳化劑3-5g/L ;接著放入溫度為60-80°C的熱水中漂洗30s-60s，然后再用流動 的去離子水漂洗30s-60s ;
[0012] S3、堿洗：將鋁材放入溫度為40-60°C含量為80-100g/L的氫氧化鈉溶液中20秒， 在溫度為60-80°C熱水中漂洗20-30s，再用流動的去離子水漂洗20-30s ;
[0013] S4、酸洗亮化：將鋁材放入硝酸和水體積比為1 :3的酸洗液中處理30s，再在流動 的去離子水中進(jìn)行清洗20-30s ;
[0014] S5、著色處理：將鋁材放入配制好的溫度為15_30°C的導(dǎo)電氧化溶液中進(jìn)行著色 處理5-20min，然后再在流動的純水中進(jìn)行清洗，所述導(dǎo)電氧化溶液為權(quán)利要求1-3任一項(xiàng) 所述。
[0015] 具體地，配制步驟S5中所用到的導(dǎo)電氧化溶液的步驟如下：
[0016] (1)、按照權(quán)利要求1的配方含量稱取氧化鉻、磷酸、氟化鈉，往配液容器中注入 1/3的去離子水，然后向容器中加入稱取好的氧化鉻，利用玻璃棒不停地?cái)嚢?，使其充分?解；
[0017] (2)、將稱取好的氟化鈉放入干凈的、容量合適的燒杯中，加入適量去離子水，利用 玻璃棒不停地?cái)嚢?，使其充分溶解，備用?br> [0018] (3)、將磷酸注入量筒中稱量，并觀察稱取所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)磷酸的體積，備用；
[0019] (4)、將充分溶解的氟化鈉溶液緩緩倒入配液容器中，并利用玻璃棒不停地?cái)嚢瑁?然后將磷酸溶液緩緩倒入配液容器中，并不停地?cái)嚢?，往配液容器中加去離子水至所需工 作液位，完成導(dǎo)電氧化溶液的配制；
[0020] (5)、將導(dǎo)電氧化溶液水浴加熱至25°C，備用。
[0021] 作為一個(gè)具體的實(shí)施例，步驟S2中的乳化劑為0P-10,與碳酸鈉和磷酸鈉配合作 用能夠取得更好的化學(xué)去油效果。
[0022] 最終，經(jīng)過步驟S5著色處理后，鋁材表面的膜層厚度為1-4微米。
[0023] 本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明的溶液配方和表面處理方法，通過對鋁合金基體 進(jìn)行去油、堿洗、酸洗、著色多個(gè)步驟處理，能夠在鋁合金基體表面生成一層導(dǎo)電氧化膜，且 成膜顏色均勻，既不改變鋁材本體的優(yōu)良特性（如機(jī)械性能），而且提高了基體的耐磨耐腐 蝕性，同時(shí)還提高了基體美觀度；本發(fā)明綜合考慮了成本、性能等多面的因素，采用導(dǎo)電氧 化處理的方式，不改變工件尺寸，且設(shè)備簡單、操作方便、價(jià)格便宜，具有在工業(yè)生產(chǎn)中推廣 應(yīng)用的良好前景。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 一、各溶液配制
[0027] 配制待用的導(dǎo)電氧化溶液，過程如下：按照配方稱取氧化鉻Cr035g/L、磷酸 H3P0440g/L、氟化鈉 NaF3g/L，往配液容器中注入1/3的去離子水，然后向容器中加入稱取好 的氧化鉻，利用玻璃棒不停地?cái)嚢?，使其充分溶解；稱取好的氟化鈉放入干凈的、容量合適 的燒杯中，加入適量去離子水，利用玻璃棒不停地?cái)嚢瑁蛊涑浞秩芙?，備用；將磷酸注入?筒中稱量，并觀察稱取所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)磷酸的體積，備用；將充分溶解的氟化鈉溶液緩緩倒 入配液容器中，并利用玻璃棒不停地?cái)嚢瑁缓髮⒘姿崛芤壕従彽谷肱湟喝萜髦?，并不停?攪拌，往配液容器中加去離子水至所需工作液位，完成導(dǎo)電氧化溶液的配制，最后將導(dǎo)電氧 化溶液水浴加熱至25 °C，備用。
[0028] 配制化學(xué)去油溶液：按照配方稱取磷酸鈉 Na3PO4 · 12H2018_25g/L、碳酸鈉18_25g/ U乳化劑0P-103-5g/L，配制成均勻溶液并水浴加熱至50°C。
[0029] 配制鋁合金堿洗溶液：按配方稱量配比為100g/L的氫氧化鈉，加入水中并攪拌溶 解，并水浴加熱至50°C。
[0030] 配制鋁合金酸洗溶液：按配方量取硝酸和去離子水，將硝酸緩慢地加入水中并攪 拌冷卻至室溫，酸液配方為：硝酸和水體積比為1:3。
[0031] 二、導(dǎo)電氧化處理
[0032] 用鋁導(dǎo)線捆扎鋁合金基體，接觸點(diǎn)越少越好，將零件放入溫度為50°C的丙酮溶液 中去油處理15min，然后，再將鋁合金基體放入之前配制好的溫度為50°C的化學(xué)去油溶液 中超聲去油20min，超聲功率可根據(jù)實(shí)際情況酌情調(diào)節(jié)，接著將零件放入溫度為60°C的熱 水中漂洗20s，再在流動的純水中漂洗30s，去油效果十分顯著；
[0033] 隨后，將鋁合金基體放入溫度為50°C的堿洗溶液中處理20s，然后在溫度為60°C 的熱水中進(jìn)行清洗20s，再在流動的純水中清洗30s ;
[0034] 為了使鋁合金基體的表面更加美觀，同時(shí)獲得更好的表面著色效果，接著將鋁合 金基體放入之前配制好的酸洗溶液中處理30s，再在流動的純水中清洗30s ;
[0035] 將清洗處理完成的鋁合金基體放入之前配制的導(dǎo)電氧化溶液中進(jìn)行著色，時(shí)間 5min，然后在流動的純水中清洗鋁合金基體60s，再將鋁合金基體放入烘箱，在KKTC條件 下干燥5min，最后解下捆綁的鋁絲，完成著色，目測膜層顏色呈均勻的淡藍(lán)色，利用臺階儀 測得膜層厚約2. 1 μ m。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 各溶液的配制方法基本同實(shí)施例1，區(qū)別僅在于導(dǎo)電氧化溶液的組分含量有所差 另IJ，具體來說，導(dǎo)電氧化溶液中，氧化鉻含量為Cr0 38g/L、磷酸H3PO4為50g/L、氟化鈉 NaF為 4g/L。
[0038] 表面處理的步驟也與實(shí)施例1基本相同，最后著色處理的時(shí)間為lOmin，烘干后 目測膜層顏色也呈均勻的淡藍(lán)色，比實(shí)施例1的顏色要略深，利用臺階儀測得膜層厚約 3. 2 μ m〇
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 各溶液的配制方法基本同實(shí)施例1，區(qū)別僅在于導(dǎo)電氧化溶液的組分含量有所差 另Ij，具體來說，導(dǎo)電氧化溶液中，氧化鉻含量為Cr0 310g/L、磷酸H3PO4為60g/L、氟化鈉 NaF為 5g/L。
[0041] 表面處理的步驟也與實(shí)施例1基本相同，最后著色處理的時(shí)間為20min，烘干后目 測膜層顏色也呈均勻的深藍(lán)色，利用臺階儀測得膜層厚約3. 7 μ m。
[0042] 性能測試
[0043] 為了驗(yàn)證本發(fā)明的導(dǎo)電氧化溶液及表面處理方法能夠提高鋁材的綜合性能，下面 對各實(shí)施例的鋁合金基體的性能進(jìn)行檢測，并與對比例進(jìn)行比較，對比例即為未經(jīng)任何表 面處理的鋁合金基材，對比結(jié)果見表1。
[0044]

【權(quán)利要求】
1. 一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方，其特征在于，包括如下含量的各組分： 氧化鉻5-10g/L、磷酸40-60g/L、氟化鈉3-5g/L ;上述組分充分溶解于溶劑中制成溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方，其特征在于，所 述氧化鉻、磷酸、氟化鈉的純度為分析純。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的溶液配方，其特征在于，所 述溶劑為去離子水。
4. 一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的表面處理方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 有機(jī)去油處理：將鋁材放入溫度為40-60°C的丙酮溶液中，浸泡15-20分鐘； 52、 化學(xué)去油處理：將在丙酮中浸泡處理后的鋁材放入溫度為40-60°C的化學(xué)去油溶 液中，超聲浸泡15-20分鐘，其中，化學(xué)去油液的配比為：碳酸鈉18-25g/L、磷酸鈉18-25g/ L、乳化劑3-5g/L ;接著放入溫度為60-80°C的熱水中漂洗30s-60s，然后再用流動的去離子 水漂洗30s-60s ; 53、 堿洗：將鋁材放入溫度為40-60°C含量為100g/L的氫氧化鈉溶液中20秒，在溫度 為60-80°C熱水中漂洗20-30s，再用流動的去離子水漂洗20-30 s ; 54、 酸洗亮化：將鋁材放入硝酸和水體積比為1 :3的酸洗液中處理30s，再在流動的去 離子水中進(jìn)行清洗20-30s ; 55、 著色處理：將鋁材放入配制好的溫度為15-30°C的導(dǎo)電氧化溶液中進(jìn)行著色處理 5-20min，然后再在流動的純水中進(jìn)行清洗，所述導(dǎo)電氧化溶液為權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所 述。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的表面處理方法，其特征在 于，配制步驟S5中所用到的導(dǎo)電氧化溶液的步驟如下： (1) 、按照權(quán)利要求1的配方含量稱取氧化鉻、磷酸、氟化鈉，往配液容器中注入1/3的 去離子水，然后向容器中加入稱取好的氧化鉻，利用玻璃棒不停地?cái)嚢?，使其充分溶解? (2) 、將稱取好的氟化鈉放入干凈的、容量合適的燒杯中，加入適量去離子水，利用玻璃 棒不停地?cái)嚢?，使其充分溶解，備用? (3) 、將磷酸注入量筒中稱量，并觀察稱取所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)磷酸的體積，備用； (4) 、將充分溶解的氟化鈉溶液緩緩倒入配液容器中，并利用玻璃棒不停地?cái)嚢瑁缓?將磷酸溶液緩緩倒入配液容器中，并不停地?cái)嚢?，往配液容器中加去離子水至所需工作液 位，完成導(dǎo)電氧化溶液的配制； (5) 、將導(dǎo)電氧化溶液水浴加熱至25°C，備用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的表面處理方法，其特征在 于，步驟S2中的乳化劑為0P-10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在鋁合金基體上導(dǎo)電氧化的表面處理方法，其特征在 于，經(jīng)過步驟S5著色處理后，鋁材表面的膜層厚度為1-4微米。
【文檔編號】C23C22/78GK104294250SQ201410449057
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】吳華夏, 劉勁松, 王 華, 王秀平, 汪寧, 周宗明 申請人:安徽華東光電技術(shù)研究所