专利名称:铝及其合金阳极氧化膜的封孔法的制作方法
本发明是一种铝及其合金阳极氧化膜的封孔法。
封孔技术是铝及其合金的后处理工艺，铝及其合金经阳极氧化后，在氧化膜上生成无数微小的孔，为了封闭这些腐蚀通道必须采取封孔处理。目前流行的高温纯水封孔法，是在纯水中加入少量抗添加剂，例如磷酸盐，于95℃以上的温度下使铝氧化膜与水发生水合反应，靠水合反应引起的体积膨胀来实现封孔。这种方法的缺点在于封孔速度慢、能耗高且质量差，难于达到ISO标准。
为了提高封孔速度及质量，有报导在纯水中加入少量封孔促进剂作为封孔液，例如在纯水中加入少量三乙醇胺来进行封孔，封孔完毕后再在硝酸水溶液中进行除灰(US3822156)。但由纯水与添加三乙醇胺所组成的封孔液能使用的周期较短，需频繁添加三乙醇胺或更换封孔液，否则封孔后的产品很难除灰或不可能除灰。还有报导将封孔分成两步进行，即在含有封孔促进剂如三乙醇胺的纯水溶液作为封孔液进行封孔，然后再放入另一含有抗灰添加剂的封孔液中进一步封孔处理(EP-0005919)。然而上述方法虽然使用了抗灰添加剂但封孔过程中仍有轻微白灰产生，对银白色的铝及其合金这种程度的白灰不易察觉，可是在着色的铝及铝合金上就很明显，是不为人们所欢迎的。也有报导，为了解决电解着色氧化膜的封孔问题，在纯水中添加如醋酸镍、醋酸钴来进行封孔，待封孔后再在无机酸中除灰，此种封孔方法可取得一定效果(US3123503)，但成本昂贵。也曾有报导使用镍盐、三乙醇胺及在一定浓度的硫酸根离子存在下的封孔液，在温度较低的条件下进行封孔，然后在硫酸水溶液中除灰，即所谓低温封孔法(US4045599)，但对其封孔效果人们还有争议。
本发明目的在于提出一种对铝及其合金阳极氧化膜、特别是电解着色氧化膜封孔速度既快、封孔液能用周期长、白灰又易于彻底清除、成本低廉的封孔方法。
本发明是使用含有无机碱或盐类、氧化剂、氧化剂稳定剂的水溶液即封孔液，于85℃以上的温度，PH值7.1～13的条件下对铝及其合金的阳极氧化膜进行封孔，待封孔后，在无机酸中进行除灰的方法。由于使用了无机碱或盐类促进了封孔速度。使用了氧化剂使在封孔过程中所生成的白灰结构鬆化，之后在无机酸中易于彻底清除，并延长了封孔液的能用周期。氧化剂稳定剂保证了氧化剂的有效期。一般来说封孔液的PH值越高，越容易在无机酸中除灰。但是如果在碱性溶液中没有氧化剂和氧化稳定剂，即使在较高PH值条件下例如10.5以上实行封孔，在下一步无机酸中浸泡时也不能彻底除灰，甚至不能除灰。此外在较高PH值条件下封孔还容易造成氧化膜腐蚀和使着色铝氧化膜褪色。反之在有氧化剂和氧化稳定剂存在时，使封孔可以在PH8.5～9的条件下就能进行，之后在无机酸中除灰很彻底，因此氧化剂和氧化稳定剂的存在不是可有可无，而是必不可少的。
本发明所使用的无机碱或盐可为碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠〔NaOH〕、氢氧化钾〔KOH〕、或碳酸的铵盐，例如碳酸铵〔(NH4)2CO3〕或有机酸的碱金属盐，例如葡萄糖酸钠、柠檬酸钠中的任意一种或几种。无机碱或盐的用量为0.01～10克/升。
本发明所使用的氧化剂可为高价的锰酸盐，例如高锰酸钾〔KMnO4〕、高锰酸钠〔NaMnO4〕，或卤素的高价酸盐，例如正高碘酸钾〔K5IO6〕、偏高碘酸钾〔KIO4〕，或铬的高价酸盐，例如重铬酸钾〔K2Cr2O7〕，或无机过氧化物，例如过氧化氢〔H2O2〕，或硫酸铈〔Ce(SO4)2〕、铋酸钠〔NaBiO3〕中的任意一种或几种。氧化剂用量为0.001～0.3克/升。
本发明所用的氧化剂稳定剂为焦磷酸钠〔Na4P2O7·10H2O〕，用量为0.001～0.2克/升。
本发明的除灰无机酸为硫酸〔H2SO4〕或硝酸〔HNO3〕或其二者的混合。用量为70～500克/升。
本发明的1升封孔液可对面积为1平方米的阳极氧化铝试样封孔12枚有效，而使用纯水添加三乙醇胺与前者PH值相同的1升封孔液，对同样试样封孔只有2枚有效。由此可看出本发明的封孔液比纯水添加三乙醇胺的封孔液能用周期增长了6倍。
本发明与高温纯水封孔效果对比表
本发明的封孔液成本为使用纯水添加三乙醇胺的封孔液成本的1/600，而封孔除灰周期缩短了2/3～3/4，所以能成倍地节约封孔时所用的能源。
实施例把面积为1dm2的6063T5铝合金带材为试样，经除去表面油脂及天然氧化膜，然后在稀硝酸中中和，然后在硫酸水溶液中以铅板为阴极，试样为阳极，通道流电进行阳极氧化得12～15μm厚的氧化膜，洗淨后在含有锡盐的着色溶液中进行交流电解着色，得到青铜色表面。
把上述经过电解着色的试样置放入含有碳酸铵1克，重铬酸钾0.01克，焦磷酸钠0.005克的1升纯水中，于85～100℃下保持10～15分钟，取出，並在浓度为100克/升的硝酸水溶液中除灰1～3分钟，则可得到完全封孔，彻底除灰的有光泽青铜色的产品。按ISO3210检查，其失重在10mg/dm2以下。
④文件名称 页 行 补正前 补正后说明书 1 5 是在纯水中加入少量 是在纯水中加入少量抗添加剂， 抗灰添加剂，3 1 氧化剂用量为0.001 氧化剂用量为0.001～0.3克/升。 ～0.2克/升。
12 中失重m/dm) 中失重mg/dm2)
权利要求
1.铝及其合金阳极氧化膜的封孔法。铝及其合金经阳极氧化或电解着色后，在封孔液中加热至85～100℃下浸渍10～15分钟，然后在无机酸的水溶液中除灰。其特征在于封孔液中含有无机碱或盐类、氧化剂、氧化剂稳定剂。
2.根据权利要求
1，其特征在于封孔液中含有的无机碱或盐，可为碱金属氢氧化物或碳酸的铵盐或有机酸的碱金属盐中的任意一种或几种。其用量为0.01～10克/升。
3.根据权利要求
1，其特征在于封孔液中含的氧化剂可为锰的高价酸盐或卤素的高价酸盐或铬的高价酸盐或无机过氧化物或硫酸铈、铋酸钠中的任意一种或几种。其用量为0.001～0.2克/升。
4.根据权利要求
1，其特征在于封孔液中含有氧化剂稳定剂可为焦磷酸钠。其用量为0.001～0.2克/升。
专利摘要
本发明是使用含有无机碱或盐类、氧化剂、氧化剂稳定剂的水溶液作封孔液，于85～100℃的温度下，pH值7.1～13条件下对铝及其合金阳极氧化膜进行封孔处理，待封孔后在无机酸中进行除灰的方法。
文档编号C25D11/24GK87102467SQ87102467
公开日1988年10月12日 申请日期1987年3月29日
发明者张云龙 申请人:广东有色金属加工厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan