[发明专利]一种锌铜钛合金板材表面生成白色阳极氧化膜的制备方法

说明书

本发明提供一种锌铜钛合金的白色阳极氧化膜的制备方法，该方法是将制备好的锌铜钛合金板分别使用去离子水、丙酮和无水乙醇超声清洗30min；将预处理后的锌铜钛合金板放入电解液中进行阳极氧化；阳极氧化条件为：氧化时间20‑30min，电流密度10‑25A/dm²，氧化温度25‑40℃；其中电解液的原料为：氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡，其浓度为5‑15g/L，氧化剂浓度为5‑20g/L，促进剂的浓度为5g‑20g/L；通过将锌铜钛合金进行一系列的处理后得到白色的阳极氧化膜，并使用电化学极化曲线分析得到氧化膜的耐蚀性得到了明显的提升。本发明得到的白色氧化膜致密均匀，有良好的耐蚀性，并且试验周期短，成本低，具有较强的应用前景。

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种锌铜钛合金板材表面生成白色阳极氧化膜的制备方法。

背景技术

锌合金是一种重要的工业合金，由于其具有环保性、制作工序简单、易加工、良好的耐磨性和耐蚀性等特点，被广泛的用于汽车制造、机械、化工、仪表等方面。

根据调查，我国锌储备量约5700万t，居世界第三位，2021年锌产量约为656万t，是锌生产的第一大国。但是锌合金自身比重低、硬度低、蠕变强度低等缺陷，为了提高锌合金的性能，选择向合金中加入(0.01)铜和(0.005)钛，铜和钛的加入可以增加材料的机械强度和抗蠕变性能，使锌铜钛合金更有利于实际应用。锌铜钛合金在建筑行业上也被称为钛锌板，作为屋顶或墙面材料已有近两百年的历史，在上个世纪大量的用于建筑装饰行业，如机场、学校、俱乐部、教堂和展览馆等建筑物的屋顶和外墙，由于具有长达80～100年以上的持久特性和媲美人体皮肤般的自修复特性，且极具建筑色彩表现力，各大城市的标志性建筑，比如：维特拉建筑博物馆、欧洲能源论坛、捷克共和国尼德兰纪念馆等国外标志性建筑和以国家大剧院、北京奥运会场馆等为代表的国内经典建筑物均使用了Zn-Cu-Ti合金屋面板。

纵观国内外对锌铜钛合金的装饰材料、制备工艺、防火防腐蚀和表面着色等方面来看已经有了巨大的进步。比如：在中国专利CN215243931中公开了一种隔音效果好，使用寿命长的钛锌板制备方法；在中国专利CN216109217U中公开了一种防腐蚀的锌铜钛合金幕墙；在中国专利CN213564731U中公开了一种隔音效果好，耐蚀性能好的蜂窝板；在中国专利CN111152522A中公开了一种将合金板、热熔胶膜、防火材料和金属板进行复合的钛锌板制备方法，并有良好的耐火和耐蚀性；在中国专利CN103849868A中公开了一种锌铜钛合金在无铬条件下使表面发黑的处理方法；在中国专利CN103849866A中公开了一种钛锌板表面灰色保护层及制备方法。

中国专利CN112522764A公开了一种黑色阳极氧化膜的制备工艺，其阳极氧化膜表面呈现黑色原因是表面生成的氧化膜较薄，并且根据附图1可以看出经过打磨后的表面凹凸不平并有细小的锌颗粒在表面上，这些锌颗粒可以吸收光，并由于表面粗糙，导致光在合金表面形成漫反射，所以呈现出黑色氧化膜。

当前，对于锌铜钛合金的冶炼、制备工艺、力学性能和耐蚀性能等研究已趋于成熟，但是对于表面处理和表面改性的研究工作还是处于薄弱环节。主要体现在以下几个方面：其一是锌铜钛合金主要用于建筑材料，国内外目前对于锌铜钛合金的表面处理步骤多，过程繁琐，环境不友好，处理的成本过高；其二是表面耐蚀性不够理想；其三是生成的表面颜色对于建筑装饰方面过于单一，多呈黑灰色，不能满足现如今的建筑装饰格局；其四是黑灰色的表面容易吸热，不能满足防晒隔热的需要。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种锌铜钛合金板材表面生成白色阳极氧化膜的制备方法，该方法使用了碱性电解液，并对氧化时间、氧化温度、电流密度和氧化剂的添加量进行了关联性调整和匹配，最终获得的白色阳极氧化膜，其表面致密，且耐蚀性有了明显的提升。

本发明所采用的技术方案为：

一种锌铜钛合金板材表面生成白色阳极氧化膜的制备方法，包括以下步骤：