專利名稱：浸鋅層陽極氧化法彩化工藝及其處理溶液配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬表面處理工藝及其處理溶液配方，特別是一種金屬合金表面浸鋅層陽極氧化法彩化工藝及其處理溶液配方，屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
表面處理在鎂、鋁及其合金應(yīng)用中起到非常重要的作用。而表面處理過程中的裝飾效果是學(xué)術(shù)界和企業(yè)界廣泛關(guān)注的問題。鎂、鋁合金表面浸鋅彩化的目的是用該技術(shù)取代鎂、鋁合金表面鉻轉(zhuǎn)化膜彩化帶來的環(huán)境保護(hù)問題。這種技術(shù)創(chuàng)造性在于將鋅化合物反射的不同顏色用于鎂、鋁合金的表面精飾。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，梁振東，徐卻在《電鍍鋅鎳合金彩色鈍化工藝》(煤炭技術(shù)，vol.18，No.3，1999，31-33)電鍍鋅鎳層彩化其主要原理是利用六價鉻氧化鋅形成鋅化合物，通過鋅化合物反射不同的顏色而表現(xiàn)出不同的彩化結(jié)果。該種彩化方法不足之處在于，環(huán)境污染嚴(yán)重，彩化處理成本較高，而且后處理比較工序復(fù)雜。陳錦虹，盧錦堂，許喬瑜等在《鍍鋅鋼板陽極氧化著色工藝》(材料保護(hù)，vol.31，No.7，1998，1-3)中認(rèn)為鍍鋅鋼采用陽極氧化法可以得到彩色花紋狀致密的氧化物薄膜。其不足之處在于電流太大，處理溶液成分過于復(fù)雜，而且成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種浸鋅層陽極氧化法彩化工藝及其處理溶液配方，使其用脈沖陽極氧化法對金屬表面浸鋅層彩化。該方法工藝簡單，該溶液組分簡單明了、成本低廉，還解決了用鉻化物彩化帶來的環(huán)境污染問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明浸鋅層陽極氧化法彩化處理溶液各組分及其量百分比為氫氧化鉀20％-45％，苯胺30％-40％，草酸鉀20％-45％。最優(yōu)配方參數(shù)為氫氧化鉀35％，苯胺30％，草酸鉀35％。
本發(fā)明工藝采用脈沖陽極氧化法和上述由氫氧化鉀、苯胺、草酸鉀組成的浸鋅層陽極氧化法彩化工藝處理溶液對金屬表面浸鋅層彩化，首先對作為陽極的金屬基體進(jìn)行前處理，即除油、酸洗、堿洗、活化、浸鋅，然后配制處理溶液，再在處理溶液中通以電流產(chǎn)生電能，使經(jīng)過前處理的陽極的金屬基體表面形成致密彩色薄膜。
以下對本發(fā)明工藝作進(jìn)一步的說明，具體內(nèi)容如下(1)對作為陽極的金屬基體前處理除油用含20g/LNaOH+30g/LNa2CO3的溶液徹底除油，酸洗用含100mL/LHNO3+20g/LNH4HF的溶液除去氧化物，堿洗用含30g/LNa2CO3+10g/LNaF的溶液除去殘留的氧化物，活化用含100mL/LHF的溶液活化金屬表面，浸鋅用含20g/LZnSO4+100g/LNa2P2O7浸鋅處理10分鐘。
(2)配制處理溶液在槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入氫氧化鉀、草酸鉀和苯胺，然后加水至預(yù)定體積，處理溶液在放置24小時后，以不銹鋼為陰極，經(jīng)過前處理件為陽極，進(jìn)行陽極氧化處理。
(3)在處理溶液中通以電流產(chǎn)生電能在配制好的處理溶液中，以不銹鋼為陰極，經(jīng)過前處理浸鋅鎂、鋁合金件為陽極，在5-40℃，通斷比為5-15％，頻率為500-1500Hz，脈沖電流密度為0.1-1.0A/cm2，表面形成致密彩色薄膜。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明用脈沖陽極氧化法對金屬表面浸鋅層彩化，該方法工藝簡單，基本無環(huán)境污染，解決了用鉻化物彩化帶來的環(huán)境污染問題。本發(fā)明適用于鎂、鋁合金浸鋅層的彩化，也是用于鍍鋅層的彩化。該處理溶液穩(wěn)定性好，分散能力和深鍍能力強(qiáng)，所得處理膜層均勻性好，而且和基體結(jié)合優(yōu)良，所得到彩色花紋狀致密的氧化物薄膜。
具體實施例方式
結(jié)合本發(fā)明配方和工藝的內(nèi)容提供以下實施例本發(fā)明的彩化方法成本低，所用設(shè)備簡單，操作容易，不會造成環(huán)境污染，與傳統(tǒng)方法比，節(jié)約材料，效率高。
實施例1
首先在5L槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入150g氫氧化鉀、150g草酸鉀和200g苯胺，然后加水至預(yù)定體積，處理溶液在放置24小時后，對作為陽極的AZ91鎂合金件進(jìn)行除油、清水沖洗，酸洗，清水沖洗，堿洗，活化，清水沖洗，浸鋅，清水沖洗，隨后在10℃以AZ91鎂合金浸鋅件為陽極，以不銹鋼為陰極，在處理溶液中通以頻率為500Hz，通斷比5％，電流密度為0.5A/dm2的電流處理，陽極氧化1分鐘后，切斷電源，用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干?？傻玫街旅懿屎缟印?br> 實施例2首先在10L槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入350g氫氧化鉀、350g草酸鉀和300g苯胺，然后加水至預(yù)定體積，靜止24小時后，對作為陽極的LY12鋁合金件進(jìn)行除油、清水沖洗，酸洗，清水沖洗，堿洗，活化，清水沖洗，浸鋅，清水沖洗，隨后在15℃以LY12鋁合金浸鋅件為陽極，以不銹鋼為陰極，在處理溶液中通以頻率1500Hz，通斷比10％，電流密度為0.3A/dm2下，陽極氧化2分鐘后，切斷電源，用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干?？傻玫街旅懿屎缟印?br> 實施例3把在5L槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入125g氫氧化鉀、200g草酸鉀和175g苯胺，然后加水至預(yù)定體積，靜止24小時后，對作為陽極的AM60鎂合金件進(jìn)行除油、清水沖洗，酸洗，清水沖洗，堿洗，活化，清水沖洗，浸鋅，清水沖洗，隨后在40℃以AM60鎂合金浸鋅件為陽極，以不銹鋼為陰極，在處理溶液中通以頻率800Hz，通斷比5％，電流密度為1A/dm2電流處理，陽極氧化0.5分鐘后，切斷電源，用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干?？傻玫街旅懿屎缟印?br> 實施例4首先在10L槽中加入超過3/4蒸餾水溶液中，依次加入350g氫氧化鉀、350g草酸鉀和300g苯胺，然后加水至預(yù)定體積，靜止24小時后，對作為陽極的AZ31鎂合金件進(jìn)行除油、清水沖洗，酸洗，清水沖洗，堿洗，活化，清水沖洗，浸鋅，清水沖洗，隨后在40℃以AZ31鎂合金浸鋅件為陽極，以不銹鋼為陰極，在處理溶液中通以頻率500Hz，通斷比5％，電流密度為1A/dm2電流處理，陽極氧化0.5分鐘后，切斷電源，用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干。本發(fā)明工藝簡單，所得處理膜層均勻性好，而且和基體結(jié)合優(yōu)良，得到致密彩虹色膜層。
實施例5首先在10L槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入300g氫氧化鉀、400g草酸鉀和300g苯胺，然后加水至預(yù)定體積，靜止24小時后，以不銹鋼為陰極，對作為陽極的ZK60鎂合金件進(jìn)行除油、清水沖洗，酸洗，清水沖洗，堿洗，活化，清水沖洗，浸鋅，清水沖洗，隨后在5℃以ZK60鎂合金浸鋅件為陽極，以不銹鋼為陰極，在處理溶液中通以頻率1500Hz，通斷比15％，電流密度為1A/dm2電流處理，陽極氧化0.5分鐘后，切斷電源，用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干。本發(fā)明工藝簡單，處理溶液和基體結(jié)合優(yōu)良，得到致密彩虹色膜層。
實施例6首先在5L槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入175g氫氧化鉀、150g草酸鉀和175g苯胺，然后加水至預(yù)定體積，靜止24小時后，對作為陽極的ZL20鋁合金件進(jìn)行除油、清水沖洗，酸洗，清水沖洗，堿洗，活化，清水沖洗，浸鋅，清水沖洗，隨后在40℃以ZL20鋁合金浸鋅件為陽極，以不銹鋼為陰極，在處理溶液中通以頻率1500Hz，通斷比15％，電流密度為0.10A/dm2電流處理，陽極氧化0.5分鐘后，切斷電源，用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干。本發(fā)明工藝簡單，基本無環(huán)境污染，處理溶液為優(yōu)選配方參數(shù)，處理溶液穩(wěn)定性好，分散能力和深鍍能力強(qiáng)，所得處理膜層均勻性好，而且和基體結(jié)合優(yōu)良，得到致密彩虹色膜層。
權(quán)利要求
1.一種浸鋅層陽極氧化法彩化工藝，其特征在于，采用脈沖陽極氧化法和由氫氧化鉀、苯胺、草酸鉀組成的浸鋅層陽極氧化法彩化處理溶液對金屬表面浸鋅層彩化，首先對作為陽極的金屬基體進(jìn)行前處理，即除油、酸洗、堿洗、活化、浸鋅，然后配制處理溶液，再在處理溶液中通以電流產(chǎn)生電能，使經(jīng)過前處理的陽極的金屬基體表面形成致密彩色薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸鋅層陽極氧化法彩化工藝，其特征是，所述的對作為陽極的金屬基體前處理，具體如下除油用含20g/LNaOH+30g/LNa2CO3的溶液徹底除油，酸洗用含100mL/LHNO3+20g/LNH4HF的溶液除去氧化物，堿洗用含30g/LNa2CO3+10g/LNaF的溶液除去殘留的氧化物，活化用含100mL/LHF的溶液活化金屬表面，浸鋅用含20g/LZnSO4+100g/LNa2P2O7浸鋅處理10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸鋅層陽極氧化法彩化工藝，其特征是，所述的配制處理溶液，具體如下在槽中加入超過3/4蒸餾水，依次加入氫氧化鉀、草酸鉀和苯胺，然后加水至預(yù)定體積，溶液在放置24小時后，以不銹鋼為陰極，經(jīng)過前處理件為陽極，進(jìn)行陽極氧化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面浸鋅層陽極氧化法彩化工藝，其特征是，所述的在處理溶液中通以電流產(chǎn)生電能，具體如下在配制好的處理溶液中，以不銹鋼為陰極，待處理鎂、鋁合金浸鋅件為陽極，在5-40℃，通斷比為5-15％，頻率為500-1500Hz，脈沖電流密度為0.1-1.0A/cm2，表面形成致密彩色薄膜。
5.一種浸鋅層陽極氧化法彩化處理溶液配方，其特征在于，處理溶液組分及各組分的重量百分比為氫氧化鉀20％-45％，苯胺30％-40％，草酸鉀20％-45％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的浸鋅層陽極氧化法彩化處理溶液配方，其特征是，優(yōu)選配方為氫氧化鉀35％，苯胺30％，草酸鉀35％。
全文摘要
一種浸鋅層陽極氧化法彩化工藝及其電鍍?nèi)芤旱呐浞剑瑢儆陔婂兗夹g(shù)領(lǐng)域。工藝如下采用脈沖陽極氧化法和由氫氧化鉀、苯胺、草酸鉀組成的處理溶液對金屬表面浸鋅層彩化，首先對作為陽極的金屬基體進(jìn)行前處理，即除油、酸洗、堿洗、活化、浸鋅，然后配制處理溶液，再在處理溶液中通以電流產(chǎn)生電能，使經(jīng)過前處理的陽極的金屬基體表面形成致密彩色薄膜。處理溶液各組分及其重量百分比為氫氧化鉀20％－45％，苯胺30％－40％，草酸鉀20％－45％。本發(fā)明工藝簡單，基本無環(huán)境污染，適用于鎂、鋁合金浸鋅層的彩化，也是用于鍍鋅層的彩化。該處理溶液穩(wěn)定性好，分散能力和深鍍能力強(qiáng)，所得處理膜層均勻性好，而且和基體結(jié)合優(yōu)良，所得到彩色花紋狀致密的氧化物薄膜。
文檔編號C23C28/00GK1477229SQ0314154
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者蔣永鋒, 郭興伍, 翟春泉, 丁文江 申請人:上海交通大學(xué)