一种新型铝合金及其表面处理工艺的制作方法

文档序号:26899818发布日期:2021-10-09 13:04阅读:451来源:国知局

1.本发明涉及金属表面处理技术领域,具体涉及一种新型铝合金及其表面处理工艺。


背景技术:

2.目前,铝合金已作为应用最为普遍的合金金属,特别是在电脑、手机等电子设备行业的运用相当广泛,在应用是根据用途,对这种形成于铝等的阳极氧化覆膜要求耐腐蚀性等的性能,为了赋予这些性能而进行表面处理,传统的铝合金一般是进行阳极氧化处理,增强表面硬度及装饰性,不足之处传统的阳极氧化缺少不锈钢pvd的镜面效果及金属质感。传统不锈钢pvd素材加工成本高,重量大且容易掉膜,现有的铝合金产品存在较大的使用局限性,大大限制了它在电子产品行业的应用。


技术实现要素:

3.为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种新型铝合金,该新型铝合金以铝合金本体通过阳极氧化后形成具有强吸附能力的阳极氧化膜层,由于阳极氧化膜层含有纳米级别的纳米微孔使其具有很好的吸附能力,便于增强与碳化铬涂层之间的结合力,对比传统的阳极氧化铝合金具备更佳的金属质感和装饰性。同时将阳极氧化膜层与碳化铬涂层叠加也可提升铝合金基材的耐蚀性能和强度等力学性能。
4.本发明的另一目的在于提供一种新型铝合金的表面处理工艺,该工艺操作简单,在铝合金本体表面通过阳极氧化后形成具有强吸附能力的阳极氧化膜层以及纳米微孔使得阳极氧化膜具有更好的吸附能力,并利用pvd技术进行磁控溅镀形成碳化铬涂层,可使制得的新型铝合金耐蚀性更好,表面硬度可达到7h,相比传统氧化和pvd处理,铝合金的外观金属质感更优,装饰性更好,表面硬度更强,有材质更轻、结合力更好、机加工成本更低的优势。
5.本发明的目的通过下述技术方案实现:一种新型铝合金,包括铝合金本体、包覆于铝合金本体表面的阳极氧化膜层,以及喷涂于阳极氧化膜层表面的碳化铬涂层,所述阳极氧化膜层的外表面含有纳米微孔,所述纳米微孔的孔为5

10nm,所述阳极氧化膜层的厚度为5

8μ。
6.本发明中的新型铝合金以铝合金本体通过阳极氧化后形成具有强吸附能力的阳极氧化膜层,由于阳极氧化膜层含有纳米级别的纳米微孔使其具有很好的吸附能力,便于增强与碳化铬涂层之间的结合力,对比传统的阳极氧化铝合金具备更佳的金属质感和装饰性。同时将阳极氧化膜层与碳化铬涂层叠加也可提升铝合金基材的耐蚀性能和强度等力学性能。
7.本发明还提供了一种新型铝合金表面处理工艺,包括如下步骤:
8.s1、取铝合金基材上挂后在45

65℃温度下进行脱脂处理60

120s,然后进行第一次水洗,之后进行酸洗脱模,酸洗脱模时间为60

120s,再进行第二次水洗,备用;脱脂处理
时采用浓度为50

60g/l的奥野161除油粉喷淋处理;所述步骤s1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为3

6%的稀硫酸或稀硝酸溶液;
9.s2、以步骤s1中处理后的铝合金基材为阳极置于电压为8

12v的电解液中进行电解25

35min,之后进行水洗,备用;
10.s3、将经步骤s2中处理后的铝合金基材置于表面活性剂溶液中超声处理4

8min,得到活化后的铝合金基材,备用;
11.s4、将经步骤s3中处理后的铝合金基材密封,加热至40

60℃烘干,备用;
12.s5、将经步骤s4中处理后的铝合金基材进行pvd前处理,备用;
13.s6、将经步骤s5中处理后铝合金基材进行pvd处理,最终得到铝合金。
14.本发明中的新型铝合金通过上述表面处理工艺制得,该工艺操作简单,制得的铝合金的外观金属质感更优,装饰性更好,表面硬度更强,有材质更轻、结合力更好、机加工成本更低的优势;在铝合金本体表面通过阳极氧化后形成具有强吸附能力的阳极氧化膜层以及纳米微孔使得阳极氧化膜具有更好的吸附能力,并利用pvd技术进行磁控溅镀形成碳化铬涂层,可使制得的新型铝合金耐蚀性更好。步骤s1中采用奥野161除油粉因含有特殊表面活化剂故起泡性极低,可用于喷淋程序中,对于油或污染物的除油洗净效果佳,同时不含有硅酸盐,因此不会受硅酸膜的影响,低侵蚀性,不损坏铝合金基材的光泽;步骤s2中采用的阳极氧化处理主要是针对铝合金制品高光倒角结构,使高光倒角表面被氧化,形成致密、坚硬的氧化膜,让其更加耐磨且不易沾污,同时通过对阳极氧化处理工艺和参数进行控制,避免遮蔽区域被阳极氧化,影响产品良率;步骤s3中在表面活性剂中采用超声处理效果好,处理后的沉渣少,可以提高抗菌防腐性能,可提高对工件的保护效果;并利用pvd技术进行磁控溅镀形成碳化铬涂层,可使制得的新型铝合金耐蚀性更好,表面硬度可达到7h,相比传统氧化和pvd处理,铝合金的外观金属质感更优,装饰性更好,表面硬度更强,有材质更轻、结合力更好、机加工成本更低的优势。
15.优选的,所述步骤s5中pvd前处理包括如下步骤:
16.e1、将经步骤s4中处理后的铝合金基材转移至除油槽进行除油,除油后再进行酸洗,清水冲洗3

5次;
17.e2、将步骤e1中处理后的铝合金基材转移至去离子水中超声清洗60

120s,之后将铝合金基材放置室温风干,备用。
18.本发明的步骤s5中除油后用酸液进行酸洗中和了附着在铝合金基材表面的碱液,再用清水冲洗多次可以将中和后附着在铝合金基材的残渣清洗掉,可以很好的将油或污染物洗净。
19.优选的,所述步骤s6中pvd处理包括如下步骤:将经步骤s5中处理后的铝合金基材转移至镀膜室加热至120

150℃进行辉光清洗60

120s,喷涂碳化铬层,冷却后得到新型铝合金。
20.本发明中步骤s6中进行辉光清洗利用氩离子轰击阳极氧化膜层表面,引起阳极氧化膜层表面的各种粒子逸出产生飞溅,溅出的中性原子cr、c与真空腔内同时被离化的气体粒子反应而沉积到工件表面上,于是形成了一定厚度的crc膜层。
21.优选的,喷涂碳化铬层时的工艺参数为:
22.粉末型号:碳化铬12105

81

6;送粉量(%r.p.m):15

20;主气压力(氩气,psi):
60

80;主气流量(氩气,scfh):75

85;辅气压力(氢气,psi):60

70;送粉气压力(氩气,bar):3.0

3.4;送粉气流量(氩气,nlpm):6

8;喷涂电流(a):510

530;喷涂电压(v):55

65;喷涂距离(mm):100

110;喷枪移动速度(mm/s):450

650。
23.本发明中通过调节碳化铬层喷涂功率、喷涂距离、送粉量及主辅气压力与流量使碳化铬粉末达到良好的熔化状态,所制备的涂层具有较高硬度,组织均匀、致密,显微层状结构明显,无分层、裂纹和聚集现象,涂层氧化物均匀分布,涂层与基体界面结合良好。
24.优选的,所述步骤s3中和e2步骤中超声处理均采用频率为4500

6500hz,电流为0.8

1.6a,温度为25

30℃,超声处理时间为4

6min。
25.本发明中需要严格控制步骤s3中和e2步骤中超声处理时的频率、电流、温度以及处理时间,使得超声清洗效果好,处理后的沉渣少。
26.优选的,所述步骤e1中除油槽中的除油液采用质量浓度为4

8%的碳酸钠溶液,电解时采用的电流为8

12a,电解处理时间为3

5s;所述步骤e1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为4

8%的稀硫酸或稀硝酸溶液,酸洗处理时间为3

5s。
27.本发明中步骤e1中中采用电解除油的方式进行除油,提升了除油的效果,可避免以往单纯酸洗除油时大量采用高浓度碱液进行长时间侵泡的弊端,可以有效减少酸性污水的产生,提高了环保性,同时在除油后采用低浓度的稀硫酸或稀硝酸溶液对附着在金属板材表面的碱液进行中和,可避免后续pvd处理对附着力的影响。
28.更优选的,所述步骤s3中的表面活性剂包括如下重量份的原料:
29.复合氟锆酸盐4

8份、三乙醇胺1

5份、柠檬酸钠1

3份、顺丁烯二酸钾1

5份、碳酸氢钠1

3份、甘油2

6份、吐温40 1

5份和溶剂20

40份。
30.每份所述复合氟锆酸盐是由氟化钠、氟锆酸铵和氟锆酸钠按照重量比为0.1

0.5:0.8

1.2:0.6

1.0组成的混合物;每份所述溶剂是由水、乙醇和乙醚按照重量比为1

3:0.8

1.2:0.1

0.5组成的混合物。
31.所述表面活性剂通过如下步骤制得:
32.1)按照重量份,将碳酸氢钠、顺丁烯二酸钾和柠檬酸钠混合,搅拌均匀后加入到溶剂中,以40

60r/min的速率搅拌分散4

8min,得到混合物a,备用;
33.2)按照重量份,将复合氟锆酸盐、三乙醇胺、吐温40和甘油混合,在50

55℃条件下搅拌混合4

10min,得到混合物b,备用;
34.3)将混合物b加入混合物a中,并以400

600r/min的速率搅拌分散60

120min,即得所述表面活性剂。
35.本发明中采用的表面活性剂由上述原料组成,而利用上述原料制得的表面活性剂可以在水中电离,使溶液呈碱性,因此能对铝合金表面进行腐蚀,增加孔洞的深度与孔径,增强阳极氧化膜层与碳化铬涂层的结合强度,解决了现有的铝合金表面抗氧化处理剂在颜色和形成保护膜的致密性上均有不足,且配置过程繁琐,污染性较强的问题,能够提高涂层与工件之间的附着力,使得涂膜均匀平整,加入的碳酸氢钠可以有效的改善各原料之间的相容性,可以成膜效果。其中采用的复合氟锆酸盐具有耐光性和染色固定性更加优异;其中采用的三乙醇胺为除渍剂,柠檬酸钠作双配位剂,吐温40作为非离子表面活性剂在溶液中不是以离子状态存在,所以它的稳定性高,不易受强电解质存在的影响,也不易受酸、碱的影响,因此也不会因为腐蚀过程中由于氢氧根离子的消耗而影响其作用,能够维持基本的
降低溶液的表面张力的作用。
36.本发明的有益效果在于:本发明的新型铝合金以铝合金本体通过阳极氧化后形成具有强吸附能力的阳极氧化膜层,由于阳极氧化膜层含有纳米级别的纳米微孔使其具有很好的吸附能力,便于增强与碳化铬涂层之间的结合力,对比传统的阳极氧化铝合金具备更佳的金属质感和装饰性。同时将阳极氧化膜层与碳化铬涂层叠加也可提升铝合金基材的耐蚀性能和强度等力学性能。
37.本发明的一种新型铝合金的表面处理工艺操作简单,在铝合金本体表面通过阳极氧化后形成具有强吸附能力的阳极氧化膜层以及纳米微孔使得阳极氧化膜具有更好的吸附能力,并利用pvd技术进行磁控溅镀形成碳化铬涂层,可使制得的新型铝合金耐蚀性更好,表面硬度可达到7h,相比传统氧化和pvd处理,铝合金的外观金属质感更优,装饰性更好,表面硬度更强,有材质更轻、结合力更好、机加工成本更低的优势。
具体实施方式
38.为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
39.实施例1
40.一种新型铝合金,包括铝合金本体、包覆于铝合金本体表面的阳极氧化膜层,以及喷涂于阳极氧化膜层表面的碳化铬涂层,所述阳极氧化膜层的外表面含有纳米微孔,所述纳米微孔的孔为5nm,所述阳极氧化膜层的厚度为5μ。
41.所述新型铝合金表面处理工艺,包括如下步骤:
42.s1、取铝合金基材上挂后在45℃温度下进行脱脂处理60s,然后进行第一次水洗,之后进行酸洗脱模,酸洗脱模时间为60s,再进行第二次水洗,备用;
43.s2、以步骤s1中处理后的铝合金基材为阳极置于电压为8v的电解液中进行电解25min,之后进行水洗,备用;
44.s3、将经步骤s2中处理后的铝合金基材置于表面活性剂溶液中超声处理4min,得到活化后的铝合金基材,备用;
45.s4、将经步骤s3中处理后的铝合金基材密封,加热至40℃烘干,备用;
46.s5、将经步骤s4中处理后的铝合金基材进行pvd前处理,备用;
47.s6、将经步骤s5中处理后铝合金基材进行pvd处理,最终得到铝合金。
48.所述步骤s1中脱脂处理时采用浓度为50g/l的奥野161除油粉喷淋处理;所述步骤s1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为3%的稀硫酸或稀硝酸溶液;
49.所述步骤s5中pvd前处理包括如下步骤:
50.e1、将经步骤s4中处理后的铝合金基材转移至除油槽进行除油,除油后再进行酸洗,清水冲洗3次;
51.e2、将步骤e1中处理后的铝合金基材转移至去离子水中超声清洗60s,之后将铝合金基材放置室温风干,备用。
52.所述步骤s6中pvd处理包括如下步骤:将经步骤s5中处理后的铝合金基材转移至镀膜室加热至120℃进行辉光清洗60s,喷涂碳化铬层,冷却后得到新型铝合金。
53.喷涂碳化铬层时的工艺参数为:
54.粉末型号:碳化铬12105

81

6;送粉量(%r.p.m):15;主气压力(氩气,psi):60;主气流量(氩气,scfh):75;辅气压力(氢气,psi):60;送粉气压力(氩气,bar):3.0;送粉气流量(氩气,nlpm):6;喷涂电流(a):510;喷涂电压(v):55;喷涂距离(mm):100;喷枪移动速度(mm/s):450。
55.所述步骤s3中和e2步骤中超声处理均采用频率为4500hz,电流为0.8a,温度为25℃,超声处理时间为4min。
56.所述步骤e1中除油槽中的除油液采用质量浓度为4%的碳酸钠溶液,电解时采用的电流为8a,电解处理时间为3s;所述步骤e1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为4%的稀硫酸或稀硝酸溶液,酸洗处理时间为3s。
57.所述步骤s3中的表面活性剂包括如下重量份的原料:
58.复合氟锆酸盐4份、三乙醇胺1份、柠檬酸钠1份、顺丁烯二酸钾1份、碳酸氢钠1份、甘油2份、吐温40 1份和溶剂20份。
59.每份所述复合氟锆酸盐是由氟化钠、氟锆酸铵和氟锆酸钠按照重量比为0.1:0.8:0.6组成的混合物。
60.每份所述溶剂是由水、乙醇和乙醚按照重量比为1:0.8:0.1组成的混合物。
61.所述表面活性剂通过如下步骤制得:
62.1)按照重量份,将碳酸氢钠、顺丁烯二酸钾和柠檬酸钠混合,搅拌均匀后加入到溶剂中,以40r/min的速率搅拌分散4min,得到混合物a,备用;
63.2)按照重量份,将复合氟锆酸盐、三乙醇胺、吐温40和甘油混合,在50℃条件下搅拌混合4min,得到混合物b,备用;
64.3)将混合物b加入混合物a中,并以400r/min的速率搅拌分散60min,即得所述表面活性剂。
65.实施例2
66.一种新型铝合金,包括铝合金本体、包覆于铝合金本体表面的阳极氧化膜层,以及喷涂于阳极氧化膜层表面的碳化铬涂层,所述阳极氧化膜层的外表面含有纳米微孔,所述纳米微孔的孔为6nm,所述阳极氧化膜层的厚度为6μ。
67.所述新型铝合金表面处理工艺,包括如下步骤:
68.s1、取铝合金基材上挂后在50℃温度下进行脱脂处理75s,然后进行第一次水洗,之后进行酸洗脱模,酸洗脱模时间为75s,再进行第二次水洗,备用;
69.s2、以步骤s1中处理后的铝合金基材为阳极置于电压为9v的电解液中进行电解28min,之后进行水洗,备用;
70.s3、将经步骤s2中处理后的铝合金基材置于表面活性剂溶液中超声处理5min,得到活化后的铝合金基材,备用;
71.s4、将经步骤s3中处理后的铝合金基材密封,加热至45℃烘干,备用;
72.s5、将经步骤s4中处理后的铝合金基材进行pvd前处理,备用;
73.s6、将经步骤s5中处理后铝合金基材进行pvd处理,最终得到铝合金。
74.所述步骤s1中脱脂处理时采用浓度为53g/l的奥野161除油粉喷淋处理;所述步骤s1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为4%的稀硫酸或稀硝酸溶液;
75.所述步骤s5中pvd前处理包括如下步骤:
76.e1、将经步骤s4中处理后的铝合金基材转移至除油槽进行除油,除油后再进行酸洗,清水冲洗3次;
77.e2、将步骤e1中处理后的铝合金基材转移至去离子水中超声清洗75s,之后将铝合金基材放置室温风干,备用。
78.所述步骤s6中pvd处理包括如下步骤:将经步骤s5中处理后的铝合金基材转移至镀膜室加热至125℃进行辉光清洗75s,喷涂碳化铬层,冷却后得到新型铝合金。
79.喷涂碳化铬层时的工艺参数为:
80.粉末型号:碳化铬12105

81

6;送粉量(%r.p.m):16;主气压力(氩气,psi):65;主气流量(氩气,scfh):78;辅气压力(氢气,psi):63;送粉气压力(氩气,bar):3.1;送粉气流量(氩气,nlpm):6.5;喷涂电流(a):515;喷涂电压(v):58;喷涂距离(mm):103;喷枪移动速度(mm/s):500。
81.所述步骤s3中和e2步骤中超声处理均采用频率为5000hz,电流为1.0a,温度为26℃,超声处理时间为5min。
82.所述步骤e1中除油槽中的除油液采用质量浓度为5%的碳酸钠溶液,电解时采用的电流为9a,电解处理时间为3.5s;所述步骤e1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为5%的稀硫酸或稀硝酸溶液,酸洗处理时间为3.5s。
83.所述步骤s3中的表面活性剂包括如下重量份的原料:
84.复合氟锆酸盐5份、三乙醇胺2份、柠檬酸钠1.5份、顺丁烯二酸钾2份、碳酸氢钠2.5份、甘油4份、吐温40 2份和溶剂25份。
85.每份所述复合氟锆酸盐是由氟化钠、氟锆酸铵和氟锆酸钠按照重量比为0.2:0.9:0.7组成的混合物。
86.每份所述溶剂是由水、乙醇和乙醚按照重量比为1.5:0.9:0.2组成的混合物。
87.所述表面活性剂通过如下步骤制得:
88.1)按照重量份,将碳酸氢钠、顺丁烯二酸钾和柠檬酸钠混合,搅拌均匀后加入到溶剂中,以45r/min的速率搅拌分散5min,得到混合物a,备用;
89.2)按照重量份,将复合氟锆酸盐、三乙醇胺、吐温40和甘油混合,在51℃条件下搅拌混合5min,得到混合物b,备用;
90.3)将混合物b加入混合物a中,并以450r/min的速率搅拌分散75min,即得所述表面活性剂。
91.实施例3
92.一种新型铝合金,包括铝合金本体、包覆于铝合金本体表面的阳极氧化膜层,以及喷涂于阳极氧化膜层表面的碳化铬涂层,所述阳极氧化膜层的外表面含有纳米微孔,所述纳米微孔的孔为7nm,所述阳极氧化膜层的厚度为7μ。
93.所述新型铝合金表面处理工艺,包括如下步骤:
94.s1、取铝合金基材上挂后在55℃温度下进行脱脂处理90s,然后进行第一次水洗,之后进行酸洗脱模,酸洗脱模时间为90s,再进行第二次水洗,备用;
95.s2、以步骤s1中处理后的铝合金基材为阳极置于电压为10v的电解液中进行电解30min,之后进行水洗,备用;
96.s3、将经步骤s2中处理后的铝合金基材置于表面活性剂溶液中超声处理6min,得
到活化后的铝合金基材,备用;
97.s4、将经步骤s3中处理后的铝合金基材密封,加热至50℃烘干,备用;
98.s5、将经步骤s4中处理后的铝合金基材进行pvd前处理,备用;
99.s6、将经步骤s5中处理后铝合金基材进行pvd处理,最终得到铝合金。
100.所述步骤s1中脱脂处理时采用浓度为55g/l的奥野161除油粉喷淋处理;所述步骤s1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为5%的稀硫酸或稀硝酸溶液;
101.所述步骤s5中pvd前处理包括如下步骤:
102.e1、将经步骤s4中处理后的铝合金基材转移至除油槽进行除油,除油后再进行酸洗,清水冲洗4次;
103.e2、将步骤e1中处理后的铝合金基材转移至去离子水中超声清洗90s,之后将铝合金基材放置室温风干,备用。
104.所述步骤s6中pvd处理包括如下步骤:将经步骤s5中处理后的铝合金基材转移至镀膜室加热至135℃进行辉光清洗90s,喷涂碳化铬层,冷却后得到新型铝合金。
105.喷涂碳化铬层时的工艺参数为:
106.粉末型号:碳化铬12105

81

6;送粉量(%r.p.m):17;主气压力(氩气,psi):70;主气流量(氩气,scfh):80;辅气压力(氢气,psi):65;送粉气压力(氩气,bar):3.2;送粉气流量(氩气,nlpm):7;喷涂电流(a):520;喷涂电压(v):60;喷涂距离(mm):105;喷枪移动速度(mm/s):550。
107.所述步骤s3中和e2步骤中超声处理均采用频率为5500hz,电流为1.2a,温度为27℃,超声处理时间为5min。
108.所述步骤e1中除油槽中的除油液采用质量浓度为6%的碳酸钠溶液,电解时采用的电流为10a,电解处理时间为4s;所述步骤e1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为6%的稀硫酸或稀硝酸溶液,酸洗处理时间为4s。
109.所述步骤s3中的表面活性剂包括如下重量份的原料:
110.复合氟锆酸盐6份、三乙醇胺3份、柠檬酸钠2份、顺丁烯二酸钾3份、碳酸氢钠2份、甘油4份、吐温40 3份和溶剂30份。
111.每份所述复合氟锆酸盐是由氟化钠、氟锆酸铵和氟锆酸钠按照重量比为0.3:1.0:0.8组成的混合物。
112.每份所述溶剂是由水、乙醇和乙醚按照重量比为2:1.0:0.3组成的混合物。
113.所述表面活性剂通过如下步骤制得:
114.1)按照重量份,将碳酸氢钠、顺丁烯二酸钾和柠檬酸钠混合,搅拌均匀后加入到溶剂中,以50r/min的速率搅拌分散6min,得到混合物a,备用;
115.2)按照重量份,将复合氟锆酸盐、三乙醇胺、吐温40和甘油混合,在52℃条件下搅拌混合6min,得到混合物b,备用;
116.3)将混合物b加入混合物a中,并以500r/min的速率搅拌分散90min,即得所述表面活性剂。
117.实施例4
118.一种新型铝合金,包括铝合金本体、包覆于铝合金本体表面的阳极氧化膜层,以及喷涂于阳极氧化膜层表面的碳化铬涂层,所述阳极氧化膜层的外表面含有纳米微孔,所述
纳米微孔的孔为8nm,所述阳极氧化膜层的厚度为8μ。
119.所述新型铝合金表面处理工艺,包括如下步骤:
120.s1、取铝合金基材上挂后在60℃温度下进行脱脂处理105s,然后进行第一次水洗,之后进行酸洗脱模,酸洗脱模时间为105s,再进行第二次水洗,备用;
121.s2、以步骤s1中处理后的铝合金基材为阳极置于电压为11v的电解液中进行电解32min,之后进行水洗,备用;
122.s3、将经步骤s2中处理后的铝合金基材置于表面活性剂溶液中超声处理7min,得到活化后的铝合金基材,备用;
123.s4、将经步骤s3中处理后的铝合金基材密封,加热至55℃烘干,备用;
124.s5、将经步骤s4中处理后的铝合金基材进行pvd前处理,备用;
125.s6、将经步骤s5中处理后铝合金基材进行pvd处理,最终得到铝合金。
126.所述步骤s1中脱脂处理时采用浓度为58g/l的奥野161除油粉喷淋处理;所述步骤s1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为6%的稀硫酸或稀硝酸溶液;
127.所述步骤s5中pvd前处理包括如下步骤:
128.e1、将经步骤s4中处理后的铝合金基材转移至除油槽进行除油,除油后再进行酸洗,清水冲洗4次;
129.e2、将步骤e1中处理后的铝合金基材转移至去离子水中超声清洗105s,之后将铝合金基材放置室温风干,备用。
130.所述步骤s6中pvd处理包括如下步骤:将经步骤s5中处理后的铝合金基材转移至镀膜室加热至145℃进行辉光清洗105s,喷涂碳化铬层,冷却后得到新型铝合金。
131.喷涂碳化铬层时的工艺参数为:
132.粉末型号:碳化铬12105

81

6;送粉量(%r.p.m):18;主气压力(氩气,psi):75;主气流量(氩气,scfh):83;辅气压力(氢气,psi):68;送粉气压力(氩气,bar):3.3;送粉气流量(氩气,nlpm):7.5;喷涂电流(a):525;喷涂电压(v):63;喷涂距离(mm):108;喷枪移动速度(mm/s):600。
133.所述步骤s3中和e2步骤中超声处理均采用频率为6000hz,电流为1.4a,温度为28℃,超声处理时间为6min。
134.所述步骤e1中除油槽中的除油液采用质量浓度为7%的碳酸钠溶液,电解时采用的电流为11a,电解处理时间为4s;所述步骤e1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为4%的稀硫酸或稀硝酸溶液,酸洗处理时间为4.5s。
135.所述步骤s3中的表面活性剂包括如下重量份的原料:
136.复合氟锆酸盐7份、三乙醇胺4份、柠檬酸钠2.5份、顺丁烯二酸钾4份、碳酸氢钠2.5份、甘油5份、吐温40 4份和溶剂35份。
137.每份所述复合氟锆酸盐是由氟化钠、氟锆酸铵和氟锆酸钠按照重量比为0.4:1.1:0.9组成的混合物。
138.每份所述溶剂是由水、乙醇和乙醚按照重量比为2.5:1.1:0.4组成的混合物。
139.所述表面活性剂通过如下步骤制得:
140.1)按照重量份,将碳酸氢钠、顺丁烯二酸钾和柠檬酸钠混合,搅拌均匀后加入到溶剂中,以55r/min的速率搅拌分散7min,得到混合物a,备用;
141.2)按照重量份,将复合氟锆酸盐、三乙醇胺、吐温40和甘油混合,在53℃条件下搅拌混合4min,得到混合物b,备用;
142.3)将混合物b加入混合物a中,并以550r/min的速率搅拌分散105min,即得所述表面活性剂。
143.实施例5
144.一种新型铝合金,包括铝合金本体、包覆于铝合金本体表面的阳极氧化膜层,以及喷涂于阳极氧化膜层表面的碳化铬涂层,所述阳极氧化膜层的外表面含有纳米微孔,所述纳米微孔的孔为10nm,所述阳极氧化膜层的厚度为8μ。
145.所述新型铝合金表面处理工艺,包括如下步骤:
146.s1、取铝合金基材上挂后在65℃温度下进行脱脂处理120s,然后进行第一次水洗,之后进行酸洗脱模,酸洗脱模时间为120s,再进行第二次水洗,备用;
147.s2、以步骤s1中处理后的铝合金基材为阳极置于电压为12v的电解液中进行电解35min,之后进行水洗,备用;
148.s3、将经步骤s2中处理后的铝合金基材置于表面活性剂溶液中超声处理8min,得到活化后的铝合金基材,备用;
149.s4、将经步骤s3中处理后的铝合金基材密封,加热至60℃烘干,备用;
150.s5、将经步骤s4中处理后的铝合金基材进行pvd前处理,备用;
151.s6、将经步骤s5中处理后铝合金基材进行pvd处理,最终得到铝合金。
152.所述步骤s1中脱脂处理时采用浓度为60g/l的奥野161除油粉喷淋处理;所述步骤s1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为6%的稀硫酸或稀硝酸溶液;
153.所述步骤s5中pvd前处理包括如下步骤:
154.e1、将经步骤s4中处理后的铝合金基材转移至除油槽进行除油,除油后再进行酸洗,清水冲洗5次;
155.e2、将步骤e1中处理后的铝合金基材转移至去离子水中超声清洗120s,之后将铝合金基材放置室温风干,备用。
156.所述步骤s6中pvd处理包括如下步骤:将经步骤s5中处理后的铝合金基材转移至镀膜室加热至150℃进行辉光清洗120s,喷涂碳化铬层,冷却后得到新型铝合金。
157.喷涂碳化铬层时的工艺参数为:
158.粉末型号:碳化铬12105

81

6;送粉量(%r.p.m):20;主气压力(氩气,psi):80;主气流量(氩气,scfh):85;辅气压力(氢气,psi):70;送粉气压力(氩气,bar):3.4;送粉气流量(氩气,nlpm):8;喷涂电流(a):530;喷涂电压(v):65;喷涂距离(mm):110;喷枪移动速度(mm/s):650。
159.所述步骤s3中和e2步骤中超声处理均采用频率为6500hz,电流为1.6a,温度为30℃,超声处理时间为6min。
160.所述步骤e1中除油槽中的除油液采用质量浓度为8%的碳酸钠溶液,电解时采用的电流为12a,电解处理时间为5s;所述步骤e1中酸洗时采用的酸洗液为质量浓度为8%的稀硫酸或稀硝酸溶液,酸洗处理时间为5s。
161.所述步骤s3中的表面活性剂包括如下重量份的原料:
162.复合氟锆酸盐8份、三乙醇胺5份、柠檬酸钠3份、顺丁烯二酸钾5份、碳酸氢钠3份、
甘油6份、吐温40 5份和溶剂40份。
163.每份所述复合氟锆酸盐是由氟化钠、氟锆酸铵和氟锆酸钠按照重量比为0.5:1.2:1.0组成的混合物。
164.每份所述溶剂是由水、乙醇和乙醚按照重量比为3:1.2:0.5组成的混合物。
165.所述表面活性剂通过如下步骤制得:
166.1)按照重量份,将碳酸氢钠、顺丁烯二酸钾和柠檬酸钠混合,搅拌均匀后加入到溶剂中,以60r/min的速率搅拌分散8min,得到混合物a,备用;
167.2)按照重量份,将复合氟锆酸盐、三乙醇胺、吐温40和甘油混合,在55℃条件下搅拌混合10min,得到混合物b,备用;
168.3)将混合物b加入混合物a中,并以600r/min的速率搅拌分散120min,即得所述表面活性剂。
169.对比例1
170.本对比例与上述实施例1的区别在于:本对比例中新型铝合金中和用氮化铬涂层代替了碳化铬涂层。本对比例的其余内容与实施例1相同,这里不再赘述。
171.对比例2
172.本对比例与上述实施例3的区别在于:本对比例中对新型铝合金表面处理时没有设置步骤s5和s6,而是直接在阳极氧化膜层表面喷涂碳化铬涂层。本对比例的其余内容与实施例3相同,这里不再赘述。
173.对比例3
174.本对比例与上述实施例5的区别在于:本对比例中采用表面活性剂的原料中没有添加复合氟锆酸盐。本对比例的其余内容与实施例5相同,这里不再赘述。
175.对实施例1、3和5和对比例1

3制得化镀液进行金属光泽感(g值)、耐腐蚀和耐候性能测试,结果如表1所示:
176.耐腐蚀测试方法:作为腐蚀试验,实施喷雾35℃的5%nacl水溶液的盐水喷雾试验。将铝合金和铝合金包覆材的试验片以距垂直15
°
的设置角设置在试验槽内。试验期为28天。试验片对于各铝合金,分别将各5片供试。
177.在试验的腐蚀试验后,从试验片上去除掉用于遮盖的
テフロン
胶带,浸渍在60%硝酸中除去试验片的腐蚀生成物。之后,试验片实施水洗和丙酮清洗使之干燥,实施腐蚀状况的评价。
178.腐蚀状况的评价中,首先,通过对试验片的目视观察,调查有无因腐蚀造成的穿孔(腐蚀贯通)。对于5片试验片均未确认到穿孔的铝合金,通过显微镜观察5片试验片的局部腐蚀发生状况,测量局部腐蚀深度。将5片试验片之中最深的局部腐蚀深度作为该铝合金的最大局部腐蚀深度。表4所示的腐蚀试验的耐腐蚀性的评价标准如下述。
179.◎◎
:5片试验片均没有腐蚀贯通和局部腐蚀
180.◎
:5片试验片均没有腐蚀贯通,有局部腐蚀,但最大局部腐蚀深度低于20μm
181.○
:5片试验片均没有腐蚀贯通,最大局部腐蚀深度在20μm以上、低于100μm
182.△
:5片试验片均没有腐蚀贯通,但最大局部腐蚀深度在100μm以上
183.×
:试验片的至少1片可见腐蚀贯通
184.金属光泽感测试方法为:1、先效正sheen微型光泽仪数值归0;2、把产品放到专用
治具上;3、打开光泽测试仪将测试孔对准产品轻压产品上测,开始测试;
185.耐候性按照gb 1767

1979(1989)标准方法进行测试。
186.表1
187.项目g值耐腐蚀性耐候性实施例1370
◎◎
优实施例3380
◎◎
优实施例5375
◎◎
优对比例1335

差对比例2348

良对比例3360


188.从上表可以看出,通过本发明实施例1、3和5中表面处理后的新型铝合金产品均有良好金属光泽感、耐腐蚀和耐候性能,提升铝合金基材的耐蚀性能和强度等力学性能,另外该方法工艺流程简单、产品外观的多样化,在生产过程中减少了传统工艺的复杂性,降低生产成本。
189.上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
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