一種鋁合金陽極氧化膜復合封孔處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及封孔技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鋁合金陽極氧化膜復合封孔處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]純鋁較柔軟，具有很好的延展性，但是其強度較低，在要求具有更高強度的情況下，其應用受到了限制。為此，工業(yè)上通常加入一些合金元素以獲得不同性能的鋁合金。鋁合金具比強度較高，導熱性優(yōu)良，抗腐蝕性能較好，塑性好的優(yōu)點，此外，鋁合金的高溫性能、成形性能以及表面處理性能也比較好，它是一種綜合性能優(yōu)良的有色金屬。因此鋁及其合金在航天航空、汽車、建筑、橋梁、船舶、化工、包裝、機械設備等各個領(lǐng)域都得到了廣泛應用，其使用量僅次于鋼。
[0003]不過由于鋁合金的耐蝕性較差，常需采用陽極氧化技術(shù)處理形成一層陽極氧化膜來滿足對耐蝕方面的要求，由于鋁合金的陽極氧化膜是多孔的，它能吸附周圍環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)，大大降低了氧化膜的抗腐蝕性能。因此還需對陽極氧化后的鋁合金進行封孔處理。陽極氧化膜的封孔質(zhì)量非常重要，它直接關(guān)系到鋁合金制品的使用壽命，封孔質(zhì)量差的產(chǎn)品表面易被腐蝕或產(chǎn)生其他不良后果。
[0004]目前，常采用的封孔方法為重絡酸封孔、沸水封孔和氟化镲為主體的冷封孔，而重鉻酸封孔所使用的重鉻酸是一種致癌物質(zhì)；沸水封孔具有能耗大且容易產(chǎn)生粉霜等缺點；氟化鎳為主體的冷封孔中的鎳離子和氟化物極易對環(huán)境造成較大的污染。由于上述三種方法分別具有能耗大、致癌、不環(huán)保等缺點，因此，有必要開發(fā)綠色、低能耗且工藝穩(wěn)定的封孔工藝。目前已開發(fā)有一些效果顯著的綠色封閉工藝，主要包括醋酸鎂封孔法、鈰鹽封孔法、稀土封孔法和溶膠-凝膠封孔法。在以上方法中，稀土封孔法的效果較好，其封孔質(zhì)量與重鉻酸封孔法相當。但是稀土封孔法和沸水封孔、重鉻酸封孔、氟化鎳一樣，當氧化膜受到輕微損傷時易遭受腐蝕，同時，某些封孔物質(zhì)在潮濕環(huán)境中可能被漂洗而失去封孔效果。因此，開發(fā)封孔效果優(yōu)異且時效性較好的復合封孔處理方法具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種封孔效果較好且時效性也較好的鋁合金陽極氧化膜復合封孔處理方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:該鋁合金陽極氧化膜復合封孔處理方法，包括以下步驟:
[0007]A、制備封孔劑，所述封孔劑有兩種，第一種封孔劑為可溶性的磷酸鹽溶液，第二種封孔劑為可溶性的鈰鹽溶液；
[0008]B、將鋁合金陽極氧化膜的放入鈰鹽溶液中進行鈰鹽封孔處理，所述鈰鹽封孔處理在溫度為30-100°C的環(huán)境中進行，鈰鹽封孔處理的時間為30-150min。
[0009]C、將制備好的磷酸鹽溶液均勻地刷到經(jīng)過步驟B處理的鋁合金陽極氧化膜上，并放置在空氣中固化一段時間后，然后將刷有磷酸鹽溶液的鋁合金陽極氧化膜在150-350°C下熱處理一段時間；
[0010]D、將經(jīng)過熱處理的鋁合金陽極氧化膜室溫自然冷卻后，再次將制備好的磷酸鹽溶液均勻地刷到鋁合金陽極氧化膜上，并放置在空氣中固化一段時間后，然后將刷有磷酸鹽溶液的鋁合金陽極氧化膜在150-350°C下熱處理一段時間，當重復2-8次后，在鋁合金陽極氧化膜表面形成一層致密磷酸鹽涂層。
[0011 ] 進一步的是，所述磷酸鹽溶液為Al (H2PO4) 3溶液。
[0012]進一步的是，所述Al (H2PO4)3溶液的制備方法如下所述:秤取一定量的H3PO4S液并加熱，按照物質(zhì)的量的比A1/P = 1:3，向H3PO4溶液中緩緩加入固體狀的Al (OH) 3，并攪拌至固體狀的Al (OH) 3完全溶解進而形成Al (H 2P04) 3溶液，然后利用去離子水將配好的Al (H2PO4) 3溶液稀釋，所述稀釋后的Al (H 2P04) 3溶液的質(zhì)量分數(shù)為5-20%。
[0013]進一步的是，所述稀釋后的Al (H2PO4)3溶液的質(zhì)量分數(shù)為10%。
[0014]進一步的是，所述鈰鹽溶液的組成為6g.L^1Ce (NO3) 3.6H20和3g.T1H2O2的混合溶液。
[0015]進一步的是，在步驟B中，所述鈰鹽封孔處理在溫度為60°C的環(huán)境中進行，封孔處理的時間為150min。
[0016]進一步的是，在步驟C和步驟D中，所述固化時間為12小時。
[0017]進一步的是，在步驟C和步驟D中，將刷有磷酸鹽溶液的鋁合金陽極氧化膜在250 °C下熱處理一段時間。
[0018]進一步的是，在步驟D中，重復刷涂的次數(shù)為4次。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:該鋁合金陽極氧化膜復合封孔處理方法先采用鈰鹽封孔，使Ce (OH) 3沉積在膜孔內(nèi)，堵塞膜孔，然后再對其進行磷酸鹽封孔，在膜層外層形成一層磷酸鹽涂層的鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理，可實現(xiàn)雙重封孔，與單一鈰鹽封孔、磷酸鹽封孔以及傳統(tǒng)的沸水封孔相比，其復合封孔的抗腐蝕性能和耐磨性均遠遠超過單一封孔的抗腐蝕性能和耐磨性，而且也遠遠超過了單獨的鈰鹽封孔和磷酸鹽封孔的效果疊加，同時鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理還具有優(yōu)良的時效性，該方法為陽極氧化膜封孔處理提供了一種新途徑，而且磷酸鋁是一種無毒、較環(huán)保且的材料，不會對環(huán)境造成污染。
【附圖說明】
[0020]圖1為經(jīng)過鈰鹽封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3000倍下的表面形貌圖；
[0021]圖2為經(jīng)過鈰鹽封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在50000倍下的表面形貌圖；
[0022]圖3為經(jīng)過磷酸鹽封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3000倍下的表面形貌圖；
[0023]圖4為經(jīng)過磷酸鹽封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在50000倍下的表面形貌圖；
[0024]圖5為經(jīng)過鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3000倍下的表面形貌圖；
[0025]圖6為經(jīng)過鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在50000倍下的表面形貌圖；
[0026]圖7為經(jīng)過沸水封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3000倍下的表面形貌圖；
[0027]圖8為經(jīng)過沸水復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在50000倍下的表面形貌圖；
[0028]圖9為未封孔氧化膜以及經(jīng)鈰鹽封孔、磷酸鹽封孔和鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3.5% NaCl溶液中的電化學阻抗譜圖；
[0029]圖10為未封孔氧化膜以及經(jīng)沸水封孔、和鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3.5% NaCl溶液中的電化學阻抗譜圖；
[0030]圖11為經(jīng)鈰鹽封孔、磷酸鹽封孔和鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3.5% NaCl溶液中浸泡過程中Rp的變化圖；
[0031]圖12為經(jīng)沸水封孔和鈰鹽-磷酸鹽復合封孔處理后的鋁合金陽極氧化膜在3.5%NaCl溶液中浸泡過程中Rp的變化圖。
【具體實施方式】
[0032]該鋁合金陽極氧化膜復合封孔處理方法，包括以下步驟:
[0033]A、制備封孔劑，所述封孔劑有兩種，第一種封孔劑為可溶性的磷酸鹽溶液，第二種封孔劑為可溶性的鈰鹽溶液；
[0034]B、將鋁合金陽極氧化膜的放入鈰鹽溶液中進行鈰鹽封孔處理，所述鈰鹽封孔處理在溫度為30-100°C的環(huán)境中進行，鈰鹽封孔處理的時間為30-150min。
[0035]C、將制備好的磷酸鹽溶液均勻地刷到經(jīng)過步驟B處理的鋁合金陽極氧化膜上，并放置在空氣中固化一段時