[发明专利]铝型材阳极氧化膜无机彩色电解着色工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铝型材建材技术领域，更具体的说是涉及一种在阳极氧化铝合金产品上提出了多色电解着色的工艺方法。

背景技术

铝合金广泛应用于汽车、航空航天、建筑装饰、家电、仪器仪表、电脑、手机、日用五金等诸多领域，目前已成为用量仅次于钢铁而位居第二的金属结构材料。为了提高铝合金服役寿命，同时满足产品外观装饰性的要求，铝合金制品通过阳极氧化表面处理可大幅度提高其表面硬度与耐腐蚀性能等，因此，阳极氧化工艺使用极其广泛。

为了提高铝合金产品的装饰性能，铝合金阳极氧化膜在封孔之前需进行着色处理。常见的着色处理方法为电解着色和化学染色。常见电解着色只能够形成古铜色系列等有限颜色，色彩单一、装饰性较差，但是耐候性好；有机染色法可以形成色彩丰富的各种颜色，但是铝合金制品的耐候性差，有机染料容易老化造成铝合金产品粉化，影响产品的使用寿命与服役安全性，特别是针对海洋环境下的船舶、集装箱用铝合金，工业环境下使用的各种汽车、列车、地铁等交通工具用铝合金，其耐候性与耐腐蚀性要求极其严格。因此，如何对铝合金产品同时实现良好装饰性与高耐候性，已成为铝合金材料表面处理亟需发展的关键技术之一，引起国内外的广泛关注。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种在铝合金建筑型材产品上同时实现良好装饰性与高耐候性的，改变传统的电解着色颜色单一、有机染料着色易粉化的缺点的铝型材阳极氧化膜无机彩色电解着色工艺。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种铝型材阳极氧化膜无机彩色电解着色工艺，其特征在于，包括除油、碱蚀、阳极氧化、中间处理工序、电解着色和封孔处理工序，阳极氧化需要在一定的条件下进行，并且在阳极氧化和电解着色之间安排一个特殊的中间处理工序。

作为上述方案的进一步说明：所述阳极氧化工序的工艺是采用水冷却降温的方式，使得温度控制在18-22℃，槽液是浓度为10-200克／升的硫酸溶液，阳极氧化时间为20-60分钟，电流密度控制在1.1-1.8A/dm²。

所述在阳极氧化和电解着色之间安排一个特殊的中间处理工序，该工序具体分为3步：

a、DC段：使电源电压设置成直流输出模式，该部分的目的是清洗阳极氧化膜的微孔以及减小阻挡层的厚度，电压值在8-14V，时间在20 -50秒；

b、AC段：使电源电压设置成交流输出模式，该部分是为了在阳极氧化膜中再生成第二层氧化膜；该部分又分为三小步:

b1、所用的电源波形是交流电，其电压值在1-9v之间，操作时间控制在10-50s；

b2、所用的电源波形是交流电，其电压在1-5v之间，操作时间控制在10-170s；

b3、所用的电源波形是交流电，其电压在1-4v之间，操作时间控制在200-380s；

c、DC段：使电源电压切换到直流输出模式，该部分是为了在第二层膜的基础上再生成第三层膜，该部分决定着何种颜色，只要改变这部分的电压和时间参数，就可以得到全光谱范围内的任何一种色系；其电压值在10-20v之间，操作时间控制在60-500s，需根据具体的颜色来定。

在所述电解着色阶段，该部分是着色主盐的沉积过程，其电压值在12-20v之间，操作时间控制在150-300s。

在电解着色之后再安排一个工序，增加细微颜色调整阶段，可制备同一色系、深浅不一的各种颜色；该阶段称为DC段，即通以适当的直流电，电压范围在5-18v；另外，还包含以下模式，即在电解完成之后再重复步骤a-c，即DC-AC-DC-AC-DC-AC-DC。

在所述阳极氧化和电解着色之间安排的中间处理工序都是在着色槽进行，即只需准备一个着色槽，其槽液的主要组成为锡镍混合盐加上着色添加剂，着色温度控制在20～25℃。

所述着色添加剂，其组成如下： 

硫酸：15-30g/L

单宁酸：3-15g/L

柠檬酸：3-15g/L

苯二酚：1-3g/L

二甲基亚砜：按Sn2+浓度的2-4倍添加

水：余量。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、宽色系，只需要适当改变电参数或时间参数就可以得到几乎所有的色系。

2、工艺简单，着色不需要改变电解槽，便于实现批量生产。