專利名稱：鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法
鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法，且特別涉及一種制備具有潤滑性的硬質(zhì)陽極氧化膜的電解液及方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)陽極氧化電解方法很多，目前廣泛使用的有(I)硫酸硬質(zhì)陽極氧化法；(2)草酸硬質(zhì)陽極氧化法；(3)混酸型硬質(zhì)陽極氧化法。鋁合金材料由于表面質(zhì)軟、耐磨性差及摩擦系數(shù)高等缺陷，所以在使用時需進行鋁及鋁合金的摩擦學表面改性處理，即首先在鋁合金表面進行硬質(zhì)陽極氧化，然后在鋁合金膜表面及內(nèi)部沉積各種潤滑性物質(zhì)形成潤滑涂層，從而使鋁合金表面摩擦系數(shù)降低。 鋁或鋁合金陽極氧化后表面分布著大量納米級的孔洞，存在著較高的自由能，但固體表面不能像液體通過減少表面積的方法來降低體系的表面自由能，只能吸附外部介質(zhì)來降低體系的自由能。因此，為了獲得具有潤滑性的硬質(zhì)陽極氧化膜，傳統(tǒng)的方法是將陽極后的鋁或鋁合金浸泡在納米潤滑顆粒的水分散液中，然而該方法的缺點為納米顆粒容易團聚長大，當顆粒直徑大于氧化膜孔的直徑時，導致潤滑顆粒無法進入到陽極氧化形成的孔，從而影響陽極氧化膜的潤滑效果。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法，通過該鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法生成具有潤滑性的硬質(zhì)陽極氧化膜。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，每升該電解液中包括以下組分(a)硫酸 50 IOOg ；(b)丙二酸 20 40g ；(c)草酸 10 30g ；(d)甘油 I 10g。特別地，上述鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，每升該電解液中包括以下組分(a)硫酸 IOOg ；(b)丙二酸 20g;(c)草酸 20g ；(d)甘油 2g。特別地，上述鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，每升該電解液中包括以下組分(a)硫酸 80g ;(b)丙二酸 30g;(C)草酸 30g;(d)甘油 5g。
特別地，上述鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，每升該電解液中包括以下組分(a)硫酸 50g ；(b)丙二酸 40g ；(c)草酸 30g ；(d)甘油 6g。另外，本發(fā)明還提供一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其包括以下步驟脫脂一喊嘆一中和一拋光一中和一硬質(zhì)陽極氧化一二次陽極處理一封孔一供烤；其中硬質(zhì)陽極氧化時使用的硬質(zhì)陽極氧化電解液每升中包括以下組分(a)硫酸 50 IOOg ；·(b)丙二酸 20 40g ；(c)草酸 10 30g ；(d)甘油 I 10g。特別地，上述硬質(zhì)陽極氧化時電壓為30 100V，電流密度為2. 5 3. OA/dm2,處理時間為50 300min，處理溫度為15 21°C。特別地，上述二次陽極處理時以硫酸和四硫鑰酸銨為電解液，溫度為15 30°C，電壓為12 18V，電流密度為O. 25 5A/dm2，處理時間為30 300s。特別地，上述封孔時用濃度為O. 7g/L的醋酸鎳封孔劑進行封孔，封孔溫度為80°C，pH為5 6，處理時間為lOmin。特別地，上述各步驟中有水洗制程。特別地，二次陽極氧化后得到的硬質(zhì)陽極氧化膜厚度為50 300 μ m。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法，能夠獲得50 300 μ m的硬質(zhì)氧化膜層，在鋁合金表面形成潤滑涂層，且潤滑涂層與基材結(jié)合緊密，還可以制得更耐磨耗、耐高熱及抗超高壓電氣絕緣性的鋁合金，使其可以應用于電子、計算機、航天工業(yè)、國防軍品、精密機械零件以及太陽能設(shè)備等未來科技中。
具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例I將經(jīng)脫脂、堿咬、中和、拋光及中和處理后的鋁合金工件浸潰酸液槽中進行硬質(zhì)陽極氧化處理60min，電壓為30V，電流密度為2. 5A/dm2，處理溫度為19 21°C，其中硬質(zhì)陽極氧化時使用的電解液每升中包括以下組分(a)硫酸 IOOg ；(b)丙二酸 20g ；(c)草酸 20g ；(d)甘油 2g ；然后將硬質(zhì)陽極氧化處理后的鋁合金工件放入以硫酸和四硫鑰酸銨為電解液的混合液中，以鋁為陰極通電進行第二次陽極氧化處理，處理溫度為22 24°C，電壓為18V，電流密度為O. 25A/dm2，處理時間為60s，通過第二次陽極氧化使陽極氧化微細孔內(nèi)壁反應生成固體二硫化鑰，從而獲得具有潤滑層的陽極氧化膜；然后用濃度為O. 7g/L的醋酸鎳封孔劑進行封孔，封孔溫度為80°C，pH = 5 6，封孔處理lOmin，即可得到具有很好潤滑性的硬質(zhì)氧化膜產(chǎn)品。實施例2將經(jīng)脫脂、堿咬、中和、拋光及中和處理后的鋁合金工件浸潰酸液槽中進行硬質(zhì)陽極氧化處理120min，電壓為60V，電流密度為3. OA/dm2，處理溫度為17 19°C，其中硬質(zhì)陽極氧化時使用的電解液每升中包括以下組分(a)硫酸 80g ；(b)丙二酸 30g ；(c)草酸 30g ；
(d)甘油 5g;然后將硬質(zhì)陽極氧化處理后的鋁合金工件放入以硫酸和四硫鑰酸銨為電解液的混合液中，以石墨為陰極通電進行第二次陽極氧化處理，處理溫度為22 24°C，電壓為13V,電流密度為I. 5A/dm2，處理時間為150s，通過第二次陽極氧化使陽極氧化微細孔內(nèi)壁反應生成固體二硫化鑰，從而獲得具有潤滑層的陽極氧化膜；然后用濃度為O. 7g/L的醋酸鎳封孔劑進行封孔，封孔溫度為80°C，pH = 5 6，封孔處理lOmin，即可得到具有很好潤滑性的硬質(zhì)氧化膜產(chǎn)品。實施例3將經(jīng)脫脂、堿咬、中和、拋光及中和處理后的鋁合金工件浸潰酸液槽中進行硬質(zhì)陽極氧化處理250min，電壓為90V，電流密度為2. 5 3. OA/dm2，處理溫度為15 17°C，其中硬質(zhì)陽極氧化時使用的電解液每升中包括以下組分(a)硫酸 50g ；(b)丙二酸 40g ；(c)草酸 30g ；(d)甘油 6g ；然后將硬質(zhì)陽極氧化處理后的鋁合金工件放入以硫酸和四硫鑰酸銨為電解液的混合液中，以石墨為陰極通電進行第二次陽極氧化處理，處理溫度為22 24°C，電壓為15V,電流密度為3A/dm2，處理時間為300s，通過第二次陽極氧化使陽極氧化微細孔內(nèi)壁反應生成固體二硫化鑰，從而獲得具有潤滑層的陽極氧化膜；然后用濃度為O. 7g/L的醋酸鎳封孔劑進行封孔，封孔溫度為80°C，pH = 5 6，封孔處理lOmin，即可得到具有很好潤滑性的硬質(zhì)氧化膜產(chǎn)品。本發(fā)明的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法，能夠獲得50 300 μ m的硬質(zhì)氧化膜層，在鋁合金表面形成潤滑涂層，且潤滑涂層與基材結(jié)合緊密，還可以制得更耐磨耗、耐高熱及抗超高壓電氣絕緣性的鋁合金，使其可以應用于電子、計算機、航天工業(yè)、國防軍品、精密機械零件以及太陽能設(shè)備等未來科技中。需指出的是，本發(fā)明不限于上述實施方式，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員基于本發(fā)明技術(shù)方案對上述實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，都落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，其特征在于，每升該電解液中包括以下組分 (a)硫酸50 IOOg ； (b)丙二酸20 40g ； (c)草酸10 30g ； (d)甘油I 10g。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，其特征在于，每升該電解液中包括以下組分 (a)硫酸IOOg ； (b)丙二酸20g ； (c)草酸20g ； (d)甘油2g。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，其特征在于，每升該電解液中包括以下組分 (a)硫酸80g ； (b)丙二酸30g ； (c)草酸30g ； (d)甘油5g。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，其特征在于，每升該電解液中包括以下組分 (a)硫酸50g ； (b)丙二酸40g ； (c)草酸30g ； (d)甘油6g。
5.一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其特征在于，其包括以下步驟 脫脂一喊嘆一中和一拋光一中和一硬質(zhì)陽極氧化一二次陽極處理一封孔一烘烤；其中硬質(zhì)陽極氧化時使用的硬質(zhì)陽極氧化電解液每升中包括以下組分 (a)硫酸50 IOOg ； (b)丙二酸20 40g ； (c)草酸10 30g ； (d)甘油I 10g。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其特征在于，上述硬質(zhì)陽極氧化時電壓為30 100V，電流密度為2. 5 3. OA/dm2，處理時間為50 300min，處理溫度為15 21。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其特征在于，上述二次陽極處理時以硫酸和四硫鑰酸銨為電解液，溫度為15 30°C，電壓為12 18V，電流密度為O. 25 5A/dm2，處理時間為30 300s。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其特征在于，上述封孔時用濃度為O. 7g/L的醋酸鎳封孔劑進行封孔，封孔溫度為80°C，pH為5 6，處理時間為lOmin。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其特征在于，上述各步驟中有水洗制程。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化方法，其特征在于，上述二次陽極氧化后得到的陽極氧化膜厚度為50 300um。
全文摘要
一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法，該方法包括以下步驟脫脂→堿咬→中和→拋光→中和→硬質(zhì)陽極氧化→二次陽極處理→封孔→烘烤；其中硬質(zhì)陽極氧化時使用的硬質(zhì)陽極氧化電解液，每升該電解液中包括以下組分(a)硫酸50～100g；(b)丙二酸20～40g；(c)草酸10～30g；(d)甘油1～10g。通過本發(fā)明的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液及方法生成具有潤滑性的硬質(zhì)陽極氧化膜。
文檔編號C25D11/12GK102888641SQ20111019972
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者郭雪梅 申請人:漢達精密電子(昆山)有限公司