本发明涉及铝型材
技术领域：
，尤其涉及一种铝合金型材及其制造方法。
背景技术：
：铝合金密度较小，强度高，导电、导热性优良，塑性好，无低温脆性，易加工，因此应用广泛。但是铝合金的自腐蚀电位较负，使铝及其合金很容易发生腐蚀。为了提高铝合金的综合性能，常采用表面处理技术对铝合金进行处理。铝合金阳极氧化反应是铝合金在外加电压下通过电流进行电化学氧化的反应，在铝合金表面形成一层氧化铝的薄膜，提高铝合金的硬度、耐腐蚀性。然而，目前技术制备的铝合金阳极氧化膜的显微硬度普遍偏低，综合力学性能不高，无法满足工业生产的要求。铝合金表面经过阳极氧化处理后，得到一层阳极氧化膜作为一层保护膜，与外界易腐蚀介质隔离，但是氧化膜层是含有纳米级的孔洞，需要对铝合金阳极氧化膜进行封闭处理，从而进一步提高其耐腐蚀性等。常用的方法有热水封闭、镍钴盐封闭法、铬盐封闭法等，但是这些方法都会产生不同程度的污染，缺少一种环境友好型的氧化膜封孔处理方法。本发明提供了一种铝合金型材的制造方法，制造得到的铝合金型材硬度高，耐蚀性和耐磨性好。技术实现要素：针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种铝合金型材的制造方法。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种铝合金型材。本发明目的是通过如下技术方案实现的：一种铝合金型材的制造方法，包含以下步骤：(1)脱脂；(2)碱洗；(3)阳极氧化；(4)封孔；(5)干燥。一种铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将100-150份硫酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将2-10份铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25-35℃，浸渍时间为5-10min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将30-80份氢氧化钠加入1000-2000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55-65℃，浸渍时间为3-5min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150-250份硫酸、1-3份硫酸铝加入1000-2000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压12-15v、氧化电解液的温度为20-30℃、时间35-50min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在1000-2000份98-100℃的水中35-50min，然后沥干表面水分；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在60-90℃干燥2-8h，即得铝合金型材。一种铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将100-150份硫酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将2-10份铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25-35℃，浸渍时间为5-10min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将30-80份氢氧化钠加入1000-2000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55-65℃，浸渍时间为3-5min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150-250份硫酸、1-3份硫酸铝、0.05-0.5份硫酸镧、1-4份抗坏血酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压12-15v、氧化电解液的温度为20-30℃、时间35-50min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在1000-2000份98-100℃的水中35-50min，然后沥干表面水分；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在60-90℃干燥2-8h，即得铝合金型材。一种铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将100-150份硫酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将2-10份铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25-35℃，浸渍时间为5-10min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将30-80份氢氧化钠加入1000-2000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55-65℃，浸渍时间为3-5min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150-250份硫酸、1-3份硫酸铝、0.05-0.5份硫酸镧、1-4份抗坏血酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压12-15v、氧化电解液的温度为20-30℃、时间35-50min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将200-250份改性剂、0.5-1.5份盐酸、1000-1500份乙醇加入1000-1500份水中混合均匀得到混合液a，然后将200-250份异丁基三乙氧基硅烷、1000-1500份乙醇加入1000-1500份水中混合均匀得到混合液b，将混合液b加到混合液a中，500-1000rpm、20-30℃搅拌12-24h，得到溶胶，将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在20-30℃的溶胶中，浸渍时间为5-15min；所述改性剂为磷酸三甲酯；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在60-90℃干燥2-8h，即得铝合金型材。一种铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将100-150份硫酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将2-10份铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25-35℃，浸渍时间为5-10min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将30-80份氢氧化钠加入1000-2000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55-65℃，浸渍时间为3-5min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150-250份硫酸、1-3份硫酸铝、0.05-0.5份硫酸镧、1-4份抗坏血酸加入1000-2000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压12-15v、氧化电解液的温度为20-30℃、时间35-50min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将200-250份改性剂、0.5-1.5份盐酸、5-15份氯化锌、1000-1500份乙醇加入1000-1500份水中混合均匀得到混合液a，然后将200-250份异丁基三乙氧基硅烷、1000-1500份乙醇加入1000-1500份水中混合均匀得到混合液b，将混合液b加到混合液a中，500-1000rpm、20-30℃搅拌12-24h，得到溶胶，将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在20-30℃的溶胶中，浸渍时间为5-15min；所述改性剂为磷酸三甲酯和/或柠檬酸三丁酯；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在60-90℃干燥2-8h，即得铝合金型材。优选地，所述步骤(5)中铝合金基材的干燥温度为70℃。优选地，所述步骤(5)中铝合金基材的干燥时间为4h。本发明还提供一种铝合金型材，采用上述方法制造而成。本发明所述铝合金型材及其制造方法，改进了阳极氧化和氧化膜封孔的工艺，制造得到的铝合金型材的氧化膜具有良好的硬度，经封孔处理后铝合金型材的耐蚀性和耐磨性提高，可广泛应用于建筑、航空、汽车、医疗等领域。具体实施方式氧化膜硬度测试：按照实施例中步骤(1)-步骤(3)制备未经封孔的铝合金型材，采用fischerhm2000型显微硬度仪测试铝合金型材表面形成的氧化膜的显微硬度，荷载为500mn，加载时间为20s，平行试样的个数为3个，每个平行试样选取10个均匀分布的不同测试点进行测量，取平均值为试样的显微硬度。耐蚀性测试：按照实施例中步骤(1)-步骤(5)制造铝合金型材，采用电化学工作站(型号：chi660d)分析铝合金型材的耐蚀性能，参比电极为饱和甘汞电极(sce)，辅助电极为pt电极，以质量分数3.5％的氯化钠溶液为腐蚀介质，激励信号为正弦波，频率为105-10-2hz，测试电化学阻抗，电化学阻抗值越大，耐蚀性越好。耐摩擦性能测试：按照实施例中步骤(1)-步骤(5)制造铝合金型材，采用高温摩擦磨损试验机(瑞士csem公司生产，型号tht07-135)研究氧化膜的耐磨性，在温度为25℃进行试验，摩擦小球为直径6mm的zro2陶瓷耐磨球，摩擦速度为4cm/s，载荷5n，摩擦长度为8mm，试样摩擦350转，记录摩擦试验前后的铝合金型材的质量m1和m2，计算质量损失率，质量损失率＝(m1-m2)/m1×100％。实施例中各原料介绍：铝合金基材，采用2024铝合金，组成见表1。表1：2024铝合金的组成表mncuzncrtimgsifeal质量分数/％0.464.360.07<0.010.011.490.140.25余量硫酸，使用质量分数为98％的浓硫酸，由大连海运试剂厂提供。氢氧化钠，cas号：1310-73-2，郑州杰克斯化工有限公司提供。硫酸铝，cas号：10043-01-3，荆州市联达精细化工有限公司提供。硫酸镧，cas号：10099-60-2，金锦乐化学有限公司提供。抗坏血酸，即l-抗坏血酸，cas号：50-81-7，郑州杰克斯化工有限公司提供。铅板，深圳市华森达金属材料有限公司提供的电镀用铅板，含量99.99％，体积为100cm×100cm×8cm。磷酸三甲酯，cas号：512-56-1，张家港雅瑞化工有限公司提供。柠檬酸三丁酯，cas号：77-94-1，南京化学试剂股份有限公司提供。氯化锌，cas号：7646-85-7，南京化学试剂股份有限公司提供。乙醇，使用无水乙醇，南京化学试剂股份有限公司提供。盐酸，南京化学试剂股份有限公司提供的质量分数为37％的浓盐酸。异丁基三乙氧基硅烷，cas号：17980-47-1，曲阜市万达化工有限公司提供。实施例1铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将130份硫酸加入1000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将4份、体积为100cm×100cm×5cm的铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为8min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将50份氢氧化钠加入1000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55℃，浸渍时间为3min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150份硫酸、1份硫酸铝加入1000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压13v、氧化电解液的温度为25℃、时间35min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在1500份100℃的水中45min，然后沥干表面水分；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在70℃干燥4h，即得铝合金型材。实施例2铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将130份硫酸加入1000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将4份、体积为100cm×100cm×5cm的铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为8min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将50份氢氧化钠加入1000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55℃，浸渍时间为3min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150份硫酸、1份硫酸铝、0.12份硫酸镧、1份抗坏血酸加入1000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压14v、氧化电解液的温度为25℃、时间35min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在1500份100℃的水中45min，然后沥干表面水分；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在70℃干燥4h，即得铝合金型材。实施例3与实施例2基本相同，区别仅仅在于，本实施例3中步骤(3)中抗坏血酸的用量为1.5份。实施例4与实施例2基本相同，区别仅仅在于，本实施例4中步骤(3)中抗坏血酸的用量为2份。实施例5与实施例2基本相同，区别仅仅在于，本实施例5中步骤(3)中抗坏血酸的用量为2.5份。实施例6铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将130份硫酸加入1000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将4份、体积为100cm×100cm×5cm的铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为8min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将50份氢氧化钠加入1000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55℃，浸渍时间为3min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150份硫酸、1份硫酸铝、0.12份硫酸镧、2份抗坏血酸加入1000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压14v、氧化电解液的温度为25℃、时间35min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将200份改性剂、0.5份盐酸、1000份乙醇加入1000份水中混合均匀得到混合液a，然后将200份异丁基三乙氧基硅烷、1000份乙醇加入1000份水中混合均匀得到混合液b，将混合液b加到混合液a中，800rpm、25℃搅拌18h，得到溶胶，将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在25℃的溶胶中，浸渍时间为5min；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在70℃干燥4h，即得铝合金型材。步骤(4)所述改性剂为磷酸三甲酯。实施例7铝合金型材的制造方法，包含以下步骤，所述份均为重量份：(1)脱脂：将130份硫酸加入1000份水中混合均匀，得到脱脂处理液，将4份、体积为100cm×100cm×5cm的铝合金基材浸渍在脱脂处理液中，浸渍温度为25℃，浸渍时间为8min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(2)碱洗：将50份氢氧化钠加入1000份水中混合均匀，得到碱洗液，将脱脂后的铝合金基材浸渍在碱洗液中，浸渍温度为55℃，浸渍时间为3min，取出铝合金基材，用水冲洗干净；(3)阳极氧化：将150份硫酸、1份硫酸铝、0.12份硫酸镧、2份抗坏血酸加入1000份水中混合均匀，得到氧化电解液，将碱洗后的铝合金基材放入装有氧化电解液的电解槽内，以铝合金基材作为阳极，以铅板作为阴极，阳极氧化条件为直流电压14v、氧化电解液的温度为25℃、时间35min，然后将阳极氧化后的铝合金基材用水冲洗干净，阳极氧化后铝合金基材表面形成氧化膜；(4)封孔：将200份改性剂、0.5份盐酸、7份氯化锌、1000份乙醇加入1000份水中混合均匀得到混合液a，然后将200份异丁基三乙氧基硅烷、1000份乙醇加入1000份水中混合均匀得到混合液b，将混合液b加到混合液a中，800rpm、25℃搅拌18h，得到溶胶，将阳极氧化后的铝合金基材浸渍在25℃的溶胶中，浸渍时间为5min；(5)干燥：将封孔后的铝合金基材在70℃干燥4h，即得铝合金型材。步骤(4)所述改性剂为磷酸三甲酯。实施例8与实施例7基本相同，区别仅仅在于，本实施例8中步骤(4)所述改性剂为柠檬酸三丁酯。实施例9优选地，所述步骤(4)中的改性剂为磷酸三甲酯和柠檬酸三甲酯，所述磷酸三甲酯和柠檬酸三甲酯的重量份比为(1-5):(1-3)。与实施例7基本相同，区别仅仅在于，本实施例9中步骤(4)所述改性剂为磷酸三甲酯和柠檬酸三丁酯，所述磷酸三甲酯和柠檬酸三丁酯的重量份比为4:1。电化学阻抗值测试结果：电化学阻抗值为2.48×107ω/cm2；耐摩擦性能测试结果：质量损失率为3.2％。测试例1对实施例制备的铝合金基材表面的氧化膜的硬度进行测试。具体测试结果见表2。表2：铝合金基材表面氧化膜显微硬度测试结果表显微硬度/hv实施例1421实施例2487实施例3542实施例4595实施例5581比较实施例2-5与实施例1，实施例2-5在氧化电解液中添加稀土盐硫酸镧，通过优化抗坏血酸的用量能提高铝合金表面形成的氧化膜的显微硬度，可能的原因是稀土盐的加入能降低氧化膜的表面缺陷，使组织更加致密，抗坏血酸的配位能力对阳极氧化膜的生长过程产生了影响。测试例2对实施例制备得到的铝合金型材的耐蚀性能进行测试。具体测试结果见表3。表3：铝合金型材的电化学阻抗值测试结果表比较实施例6与实施例4，实施例4采用热水对铝合金表面进行封孔，实施例6采用磷酸三甲酯作为改性剂对铝合金表面的氧化膜进行溶胶-凝胶技术封孔，实施例6的铝合金型材的耐蚀性能明显优于实施例4。比较实施例7与实施例6，发明人意外发现，实施例7在制备溶胶时加入了氯化锌，锌离子的存在可提高铝合金型材表面膜层对腐蚀离子的阻挡作用，抑制腐蚀作用的发生。测试例3对实施例制备得到的铝合金型材的耐摩擦性能进行测试。具体测试结果见表4。表4：铝合金型材的耐摩擦性能测试结果表质量损失率/％实施例45.4实施例64.8实施例74.2实施例83.9与实施例4相比，实施例6采用溶胶-凝胶技术封孔能提高铝合金型材表面的耐摩擦性能。实施例7制备溶胶时添加氯化锌能进一步提高表面的耐摩擦性。以上所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12