一种铝合金的阳极氧化液及二次阳极氧化工艺的制作方法

本发明属于铝合金表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金的阳极氧化液以及二次阳极氧化工艺。

背景技术：

铝合金由于具有密度小、电导热能力强、成型可加工性好以及优异的综合性能等一系列优点，已经成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大金属材料，是有色金属中使用量最大、应用面最广的金属材料之一，被广泛应用于高档的建筑材料、交通运输、航天航空和高端的电子产品等。根据用途的不同，铝及铝合金的有些性能还不够理想，如其硬度、耐磨性、耐腐蚀性能等；针对上述缺陷，通过阳极氧化技术对铝及铝合金进行表面强化处理，扩大了铝及铝合金的应用范围、延长了其使用寿命，然而对于含有较高量铜元素的2xxx系和7xxx系航空铝合金，由于这些合金含有的较多铜合金相颗粒与铝合金基体的电化学行为差异较大，容易造成阳极氧化过程中局部电流集中，形成膜层局部孔洞缺陷，降低氧化膜的防护性能，本发明针对上述问题，提供了一种铝合金的阳极氧化液；并提供了一种利用此阳极氧化液的二次阳极氧化工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种含有缓蚀剂的阳极氧化处理液，并提供了一种利用此阳极氧化液的二次阳极氧化工艺，具有环保、成本低、生成氧化膜致密性和结合性好等一系列优点。

一种含有缓蚀剂的阳极氧化处理液，其特征在于：将浓硫酸、anodalee液添加剂、腺嘌呤缓蚀剂和铝粉按比例加入到去离子水中制成阳极氧化处理液，其中每升阳极氧化处理液含有浓硫酸150g，铝粉(5-10)g，anodalee液(3-5)g，腺嘌呤0.3g。

上述阳极氧化处理液的制备方法为：首先在去离子水中加入质量百分比为98%的浓硫酸和铝粉充分搅拌均匀，然后再加入anodalee液和腺嘌呤缓蚀剂，制备而成。

铝合金二次阳极氧化工艺，包括对航空铝合金的前处理步骤、阳极氧化步骤和封闭处理的步骤，其特征在于：阳极氧化步骤采用二次阳极氧化工艺，第一次阳极氧化的工艺参数为：

阳极氧化温度为22℃，阳极氧化电流密度为1.5a/dm2，氧化电压为18v，阳极氧化时间为40min；第二次阳极氧化的工艺参数和第一次阳极氧化的工艺参数相同。

附图说明

图1为本发明实施后的阳极氧化膜表面形貌。

图2为本发明实施后的阳极氧化膜的划痕和界面结合强度。

图3为本发明实施后的阳极氧化膜磨损形貌。

图4为有无添加剂下进行阳极氧化处理的极化曲线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明的一种含有缓蚀剂的阳极氧化处理液，首先在去离子水中加入质量百分比为98%的浓硫酸和铝粉，充分搅拌均匀，然后再加入添加剂anodalee液和缓蚀剂腺嘌呤制成；其中所述的添加剂为anodalee液，要注意的是anodalee液不能直接与浓硫酸混合，与硫酸溶液混合时，先要将硫酸加入去离子水中，然后才加入anodalee液，所述的缓蚀剂为腺嘌呤。

采用本发明的含有缓蚀剂的阳极氧化处理液进行二次阳极氧化的步骤如下：

（1）前处理

试样牌号为7475铝合金，尺寸规格为15mm×15mm×5mm；并依次对试样进行去油、去除自然氧化膜、化学抛光、水洗处理。

（2）第一次阳极氧化处理

第一次阳极氧化的工艺参数：硫酸浓度为150g/l，铝粉浓度为(5-10)g/l，(3-5)g/l的anodalee液添加剂和0.3g/l的腺嘌呤缓蚀剂，其余为去离子水，阳极氧化温度为22℃，阳极氧化电流密度为1.5a/dm2，氧化电压为18v，阳极氧化时间为40min。

（3）第二次阳极氧化处理

首先用质量百分浓度为6%磷酸和1.8%铬酸的混合溶液对第一次阳极氧化处理后的试样进行侵蚀，温度控制在50℃，时间为12h；然后进行第二次阳极氧化处理，其工艺参数与第一次阳极氧化的工艺参数相同。

（4）封闭处理

对二次阳极氧化处理后的试样进行沸水封闭，即在沸水中进行热封闭30min，利用阳极氧化膜表面和孔壁中的氧化铝与水发生水化反应，使本身体积得到增大，从而达到封闭微孔的效果。

（5）性能测试

微观形貌：采用电子显微镜观察经过二次阳极氧化处理后的阳极氧化膜的形貌如图1所示。

划痕试验：划痕位置如图2(a)所示，膜层在划穿时整体剥落，表明膜层-基体之间具有牢固的冶金结合；界面结合强度如图2(b)所示，膜层的结合强度为71n。

磨损试验：磨损试验在hrs-2m往复摩擦磨损试验机上进行，摩擦方式：往复式，对磨副为φ5碳化硅陶瓷球；用jsm-6360la型扫描电镜观察阳极氧化处理后试样在600g载荷下的磨损形貌，如图3所示，阳极氧化后的磨损表面存在着划痕和脱落坑，划痕较浅，脱落坑较少，没有出现犁沟，由此可知其磨损性能好。

电化学试验：电化学性能测试采用三电极体系在ps-268a型电化学测量仪上进行，参比电极为饱和甘汞电极(sce)，辅助电极为铂片，试样面积为2.25cm2，电解质溶液为分析纯配制的5%±0.5%nacl溶液，扫描速度为1mv/s，整个试验在室温下进行，测试前使研究电极在溶液中稳定10min；图4所示为有无添加剂下进行阳极氧化处理的极化曲线，对比极化曲线a和b可知，缓蚀添加剂减缓了腐蚀的发生，提高了发生腐蚀的电位。

技术特征：

技术总结
本发明属于铝合金表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金的阳极氧化液以及二次阳极氧化工艺。其特征在于：将浓硫酸、ANODALEE液添加剂、腺嘌呤缓蚀剂和铝粉按比例加入到去离子水中制成阳极氧化处理液，其中每升阳极氧化处理液含有浓硫酸150g，铝粉(5‑10)g，ANODALEE液(3‑5)g，腺嘌呤0.3g。阳极氧化步骤采用二次阳极氧化工艺，第一次阳极氧化的工艺参数为：阳极氧化温度为22℃，阳极氧化电流密度为1.5A/dm2，氧化电压为18V，阳极氧化时间为40min；第二次阳极氧化的工艺参数和第一次阳极氧化的工艺参数相同。本发明具有环保、成本低、生成氧化膜致密性和结合性好等一系列优点。

技术研发人员：程永青
受保护的技术使用者：湖北安登环保科技有限公司
技术研发日：2018.09.28
技术公布日：2018.11.06