专利名称：一种着色溶液配方、着色溶液制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种能直接在铝阳极氧化膜上化学着色应用的着色溶液配方、着色溶液制备方法与应用。
背景技术：
铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性；铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性；铝氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用作电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层；铝氧化膜是一种良好的绝热层；因此在而广泛应用于电子及相关行业中。铝及其合金经阳极氧化处理后，在其表面生成了一层多孔氧化膜，经过着色和封闭处理后，可以获得各种不同的颜色，并能提高膜层的耐蚀性、耐磨性。在铝基体上阳极氧化后经化学着色一绿色后，一方面使铝件继承了上述铝氧化膜的所有优点，另一方面，与传统的着色工艺相比，本着色溶液配制简单，成本低，操作简单易行，同时着上绿色，颜色鲜艳，增加了铝件的美观程度以及应用范围。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种着色溶液配方、着色溶液制备方法与应用，其形成的着色溶液能直接在铝阳极氧化膜上化学着色，在铝件即铝基体的表面上形成一层绿色的致密阳极氧化膜。本发明是这样实现的，一种着色溶液配方，其配制的着色溶液能直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色，该着色溶液配方包括:重铬酸钾(KCr2O7) 9(Tl25g/L，碳酸钠(Na2CO3) 15 20g/L该重铬酸钾、该碳酸钠的纯度均为分析纯，该着色溶液配制采用去离子水。 本发明还提供一种着色溶液制备方法，其用于制备出能直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色的着色溶液，其采用上述着色溶液配方制备，该着色溶液制备方法包括以下步骤:按按该着色溶液配方的配方量称取该重铬酸钾、该碳酸钠，先往器皿内倒入1/3容器体积规格的去离子水，容器体积规格的选择执行铝基体可完全浸没在容器内的原则，将该器皿放入水浴加热槽中加热至80°C，依次将该重铬酸钾、该碳酸钠倒入该器皿中充分溶解，再加入剩余体积的去离子水，形成能直接在铝阳极氧化膜上化学着色的该着色溶液。本发明还提供一种着色溶液应用，其为上述着色溶液制备方法制成的着色溶液直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色应用。作为上述方案的进一步改进，所述着色溶液应用的应用步骤如下:A、将铝基体充分去油；B、对该铝基体进行碱洗，将该铝基体放入温度为4(T60°C含量为10%的氢氧化钠溶液中1(Γ20秒，在流动的去离子水中进行清洗1(Γ30秒，再在流动的去离子水中进行清洗1(Γ30秒，转至下一步骤；
C、对该铝基体进行酸洗，在硝酸与水体积比为1:3的溶液中进行酸洗l(T20s，在流动的纯水中进行清洗1(Γ30秒，转至下一步骤；D、将该铝基体放入阳极氧化溶液中进行阳极氧化处理，按下列成份和配比制备该阳极氧化溶液=H2SO4 180 200g/L，操作时外加两块不锈钢板连接电源负极放入该阳极氧化溶液中，将该铝基体连接电源正极放入该阳极氧化溶液中；操作电解电压:8 12V ;操作电流密度:0.5 0.8A/dm2 ;氧化膜的厚度与操作电解电压、电流密度以及时间有关，按照以上的参数操作，该铝基体上沉积的氧化膜的沉积速度为:3 4um/h0ur ;操作结束后在流动的纯水中进行清洗1(Γ30秒，转至下一步骤；Ε、将沉积氧化膜后的铝基体放入温度为80°C的着色溶液中，浸泡时间8 20分钟，时间的长短决定了铝基体着色的颜色深浅；操作结束后，将铝基体在流动的纯水中进行清洗45飞O秒，转至下一步骤；F、在无水乙醇中对铝基体进行脱水2 5秒后干燥。
作为上述方案的进一步改进，将铝基体充分去油，分为两步处理:首先，有机去油，将铝基体放入温度为4(T60°C的丙酮溶液中，浸泡15 20分钟；其次，化学去油，将浸泡处理后的铝基体放入化学去油溶液中，超声浸泡15 20分钟，将浸泡处理后的铝基体在热水中浸泡0.5^1分钟，转至下一步骤。优选地，所述化学去油溶液的配比为:碳酸钠(Na2CO3) 20 g/Ι、磷酸钠(Na3PO4) 20g/Ι、乳化剂(0P-10) 3 g/1。作为上述方案的进一步改进，在步骤D中，在无水乙醇中对铝基体进行脱水2 5秒，用氮气将铝基体吹干后放入烘箱，在80 100°C条件下干燥l(T20min。本发明的优点在于:其形成的着色溶液能直接在铝阳极氧化膜上化学着色，在铝件即铝基体的表面上形成一层绿色的致密阳极氧化膜，一方面提高了铝件金属表面的耐磨性、耐蚀性；具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可广泛应用于电子及相关行业；另一方面，着上绿色后，增加了铝件的美观程度。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施方式I配制着色溶液:按着色溶液配方的配方量称取重铬酸钾、碳酸钠，先往器皿内倒入1/3体积的去离子水，将器皿放入水浴加热槽中加热至80°C，依次将重铬酸钾、碳酸钠倒入器皿中充分溶解，再加入剩余体积的去离子水。配制成的着色溶液成分及含量为:重铬酸钾(KCr207) 100g/L，碳酸钠(Na2CO3) 18g/L。配制化学去油溶液，按照化学去油溶液的配方称取碳酸钠、磷酸钠、乳化剂OP-1O，配制成溶液并冷却至室温，配制成的化学去油溶液成分及含量为:碳酸钠20g/L、磷酸钠20g/L、乳化剂(0P-10) 3g/L。配制阳极氧化溶液:按配方量取硫酸，首先倒入约2/3体积的去离子水，将硫酸缓慢的加入并搅拌冷却，最后按照溶液制备体积缓缓注入少量去离子水。酸液组分为:硫酸(H2SO4) 200g/L,外加两块不锈钢板连接电源负极放入溶液中。用铝丝即铝基体捆扎铝件，将零件放入温度为50°C的丙酮溶液中浸泡15分钟；将浸泡处理后的铝件放入化学去油溶液中，并利用超声进行清洗，超声功率可根据实际情况酌情调节，清洗时间15分钟，随后将零件放入洁净的热水中浸泡30秒。对铝基体进行碱洗，将硅铝合金基体放入温度为4(T60°C含量为10%的氢氧化钠溶液中10秒，在流动的热水中进行清洗20秒，再在流动的去离子水中进行清洗30秒；后在硝酸与水体积比为1:3的溶液中进行酸洗l(T20s，在流动的纯水中进行清洗1(Γ30秒。将铝基体放入阳极氧化溶液中进行阳极氧化处理，将捆扎铝基体的铝丝连接至电源正极放入溶液中；设置电压为12V ;根据电流密度:0.6A/dm2以及零件的表面积计算电流大小；处理时间:40Min ;操作结束将铝件在流动的纯水中进行清洗30秒。将沉积氧化膜后的铝基体放入温度为80°C的着色溶液中，浸泡时间15分钟，操作结束后，将铝件在流动的纯水中进行清洗60秒，在无水乙醇中对镀件进行脱水5秒。用氮气将镀件吹干后放入烘箱，在100°C条件下干燥20min。最终经显微镜观测外表，氧化膜外观为浅绿色，色泽均匀；经万用表测试，铝件表面绝缘，利用手术刀刮划，硬度较铝件提高很多；至此，一种在铝基体上阳极氧化并化学着色(绿色)的流程全部完成。实施方式2配制着色溶液:按配方量称取重铬酸钾、碳酸钠，先往器皿内倒入1/3体积的去离子水，将器皿放入水浴加热槽中加热至80°C，依次将重铬酸钾、碳酸钠倒入器皿中充分溶解，再加入剩余体积的去离子水。配制成的着色溶液成分及含量为:重铬酸钾(KCr207)100g/L，碳酸钠(Na2CO3) 18g /L。配制化学去油溶液，按照配方称取碳酸钠、磷酸钠、乳化剂OP-1O，配制成溶液并冷却至室温，配制成的化学去油溶液成分及含量为:碳酸钠20g/L、磷酸钠20g/L、乳化剂(0P-10) 3g/L。配制阳极氧化溶液:按配方量取硫酸，首先倒入约2/3体积的去离子水，将硫酸缓慢的加入并搅拌冷却，最后按照溶液制备体积缓缓注入少量去离子水。酸液组分为:硫酸(H2SO4) 200g/L，外加2块不锈钢板连接电源负极放入溶液中。用铝丝捆扎铝件，将零件放入温度为50°C的丙酮溶液中浸泡15分钟；将浸泡处理后的铝件放入化学去油溶液中，并利用超声进行清洗，超声功率可根据实际情况酌情调节，清洗时间15分钟，随后将零件放入洁净的热水中浸泡30秒。对铝基体进行碱洗，将硅铝合金基体放入温度为4(T60°C含量为10%的氢氧化钠溶液中10秒，在流动的热水中进行清洗20秒，再在流动的去离子水中进行清洗30秒；后在硝酸与水体积比为1:3的溶液中进行酸洗l(T20s，在流动的纯水中进行清洗1(Γ30秒。将铝基体放入阳极氧化溶液中进行阳极氧化处理，将捆扎铝基体的铝丝连接至电源正极放入溶液中；设置电压为12V ;根据电流密度:0.6A/dm2以及零件的表面积计算电流大小；处理时间:40Min ;操作结束将铝件在流动的纯水中进行清洗30秒。将沉积氧化膜后的铝基体放入温度为80°C的着色溶液中，浸泡时间10分钟，操作结束后，将铝件在流动的纯水中进行清洗60秒，在无水乙醇中对镀件进行脱水5秒。用氮气将镀件吹干后放入烘箱，在100°C条件下干燥20min。
最终经显微镜观测外表，氧化膜外观为绿色，较实施案例I要深，色泽均匀，表明浸泡时间越长，氧化膜着色越深；经万用表测试，铝件表面绝缘，利用手术刀刮划，硬度较铝件提高很多；至此，一种在铝基体上阳极氧化并化学着色(绿色)的流程全部完成。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同`替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种着色溶液配方，其特征在于，其配制的着色溶液能直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色，该着色溶液配方包括:重铬酸钾(KCr2O7) 9(Tl25g/L，碳酸钠(Na2CO3)15"20g/L,该重铬酸钾、该碳酸钠的纯度均为分析纯,该着色溶液配制采用去离子水。
2.一种着色溶液制备方法，其特征在于，其用于制备出能直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色的着色溶液，其采用如权利要求1所述的着色溶液配方制备，该着色溶液制备方法包括以下步骤: 按该着色溶液配方的配方量称取该重铬酸钾、该碳酸钠，先往器皿内倒入1/3容器体积规格的去离子水，容器体积规格的选择执行铝基体可完全浸没在容器内的原则，将该器皿放入水浴加热槽中加热至80°C，依次将该重铬酸钾、该碳酸钠倒入该器皿中充分溶解，再加入剩余体积的去离子水，使溶液面与容器规格对应的标线持平，形成能直接在铝阳极氧化膜上化学着色的该着色溶液。
3.一种着色溶液应用，其特征在于，其为如权利要求2所述的着色溶液制备方法制成的着色溶液直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色应用。
4.如权利要求3所述的着色溶液应用，其特征在于，所述着色溶液应用的应用步骤如下: A、将铝基体充分去油； B、对该铝基体进行碱洗，将该铝基体放入温度为4(T60°C含量为10%的氢氧化钠溶液中1(Γ20秒，在流动的去离子水中进行清洗1(Γ30秒，再在流动的去离子水中进行清洗1(Γ30秒，转至下一步骤； C、对该铝基体进行酸洗，在硝酸与水体积比为1:3的溶液中进行酸洗l(T20s，在流动的纯水中进行清洗1(Γ30秒，转至下一步骤； D、将该铝基体放入阳极氧化溶液中进行阳极氧化处理，按下列成份和配比制备该阳极氧化溶液=H2SO4 180 200g/L，操作时外加两块不锈钢板连接电源负极放入该阳极氧化溶液中，将该铝基体连接电源正极放入该阳极氧化溶液中；操作电解电压:8 12V ;操作电流密度:0.5 0.8A/dm2 ;氧化膜的厚度与操作电解电压、电流密度以及时间有关，按照以上的参数操作，该铝基体上沉积的氧化膜的沉积速度为:3 4um/h0ur ;操作结束后在流动的纯水中进行清洗1(Γ30秒，转至下一步骤； Ε、将沉积氧化膜后的铝基体放入温度为80°C的着色溶液中，浸泡时间8 20分钟，时间的长短决定了铝基体着色的颜色深浅；操作结束后，将铝基体在流动的纯水中进行清洗45飞O秒，转至下一步骤； F、在无水乙醇中对铝基体进行脱水2 5秒后干燥。
5.如权利要求4所述的着色溶液应用，其特征在于，将铝基体充分去油，分为两步处理: 首先，有机去油，将铝基体放入温度为4(T60°C的丙酮溶液中，浸泡15 20分钟； 其次，化学去油，将浸泡处理后的铝基体放入化学去油溶液中，超声浸泡15 20分钟，将浸泡处理后的铝基体在热水中浸泡0.5^1分钟，转至下一步骤。
6.如权利要求5所述的着色溶液应用，其特征在于，所述化学去油溶液的配比为:碳酸钠(Na2CO3) 20 g/1、磷酸钠(Na3PO4) 20 g/Ι、乳化剂(0P-10) 3 g/1。
7.如权利要求4所述的着色溶液应用，其特征在于，在步骤D中，在无水乙醇中对铝基体进行脱水2 5秒，用氮气将铝基体吹干后放入烘箱，在80 10(TC条件下干燥10 20min 。
全文摘要
本发明涉及一种着色溶液配方、着色溶液制备方法与应用。该着色溶液配方配制的着色溶液能直接在铝基体的铝阳极氧化膜上化学着色，该着色溶液配方包括重铬酸钾(KCr2O7)90~125g/L，碳酸钠(Na2CO3)15~20g/L。重铬酸钾、碳酸钠的纯度均为分析纯，该着色溶液配制采用去离子水。本发明的优点在于形成的着色溶液能直接在铝阳极氧化膜上化学着色，在铝件即铝基体的表面上形成一层绿色的致密阳极氧化膜，一方面提高了铝件金属表面的耐磨性、耐蚀性，具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可广泛应用于电子及相关行业；另一方面，着上绿色后增加了铝件的美观程度。本发明还涉及根据该着色溶液配方配制着色溶液的方法与应用。
文档编号C25D11/24GK103194779SQ20131012369
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者吴华夏, 刘劲松, 王 华, 洪火锋, 王秀平, 郑哲 申请人:安徽华东光电技术研究所