專利名稱:陽極氧化鋁的封閉方法
本發(fā)明屬于金屬材料的表面處理技術(shù)。一種封閉處理普通陽極氧化和硬質(zhì)陽極氧化或其它類似的陽極氧化鋁和鋁合金(以下簡(jiǎn)稱鋁)的方法。
對(duì)普通陽極氧化鋁通常采用開水封閉、水蒸汽封閉和堿金屬的重鉻酸鹽溶液封閉。經(jīng)這些封閉方法封閉處理后，雖然提高了陽極氧化鋁的耐蝕性能，但仍經(jīng)受不住海水及含氯離子介質(zhì)的強(qiáng)烈侵蝕，極易使陽極氧化鋁的膜層產(chǎn)生破裂，出現(xiàn)局部腐蝕現(xiàn)象。
日本專利J56062-991、J56062-992、J56062-993分別報(bào)導(dǎo)了三種陽極氧化鋁的封閉方法。第一種封閉方法是用金屬鹽或堿性化合物溶液封閉，然后再在熱水中封閉。第二種方法是用金屬鹽或堿性化合物溶液封閉，再在熱水中封閉，然后再采用熱固性樹脂電泳涂履，再在加熱爐中加熱固化。第三種方法是堿性金屬或銨的硼酸鹽或偏硼酸鹽溶液封閉。這三種方法封閉的陽極氧化鋁雖然通過鹽霧試驗(yàn)考核了耐蝕性能，但鹽霧試驗(yàn)結(jié)果一般只是說明耐大氣腐蝕情況的。因?yàn)樵诤Ｋ蚝入x子介質(zhì)中，封閉膜層除了受到氯離子的侵蝕外，還要受到海水或含氯離子溶液的流動(dòng)等因素的影響，因此膜層中的封閉物質(zhì)必須具有長(zhǎng)期在流動(dòng)的海水或含氯離子介質(zhì)中難溶的特性。
對(duì)于硬質(zhì)陽極氧化鋁，由于氧化膜層本身的特性，主要用來解決鋁表面的耐磨、耐熱、絕緣等問題。一般認(rèn)為，鋁的硬質(zhì)陽極氧化膜層封閉不夠充分，雖然在大氣中有較高的抗蝕性能，但在海水及含氯離子介質(zhì)中，很難經(jīng)受住海水及含氯離子介質(zhì)諸因素的強(qiáng)烈侵蝕。
由于鋁本身的特性和海水及含氯離子介質(zhì)諸因素的強(qiáng)烈作用，使鋁的表面產(chǎn)生局部破裂，出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。從而，使鋁在海洋環(huán)境和含氯介質(zhì)中的應(yīng)用受到了較大的限制。而解決鋁在海水及含氯離子介質(zhì)中的腐蝕問題，又是一個(gè)較難的課題。
本發(fā)明是針對(duì)鋁在海水及含氯離子介質(zhì)中易出現(xiàn)局部腐蝕現(xiàn)象而提出來的一種封閉方法。經(jīng)該方法封閉的普通陽極氧化鋁和硬質(zhì)陽極氧化鋁或其它類似的陽極氧化鋁具有極高的抗蝕性能，適合海水及含氯離子介質(zhì)中應(yīng)用，同樣也適合大氣環(huán)境中應(yīng)用。
本發(fā)明考慮到陽極氧化膜層中的封閉物質(zhì)必須在海水或含氯離子介質(zhì)中具有長(zhǎng)期難溶的特性，因此，所采取的措施是首先使鋁的普通陽極氧化和硬質(zhì)陽極氧化或其它類似的陽極氧化膜層的孔隙中產(chǎn)生堿性條件，即首先浸入堿性水溶液中。用水(自來水或蒸餾水)沖洗后，再在金屬鹽溶液中封閉處理。
本發(fā)明所采用的堿性溶液是氨水或是堿金屬氫氧化物或碳酸鹽化合物或碳酸氫鹽化合物的水溶液，溶液濃度為1-100克/升，溶液溫度為5-70℃。所采用的金屬鹽溶液為鎳的硝酸鹽或醋酸鹽或硫酸鹽水溶液，溶液濃度為0.5-60克/升，溶液溫度為40-90℃。
上述的堿金屬氫氧化物有氫氧化鈉或氫氧化鉀，堿金屬碳酸鹽化合物有碳酸鈉或碳酸鉀，堿金屬碳酸氫鹽化合物有碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。
如上所述，本發(fā)明可以封閉處理普通陽極氧化鋁，也可以封閉處理硬質(zhì)陽極氧化鋁以及其它類似的陽極氧化鋁。經(jīng)該方法封閉的普通陽極氧化鋁和硬質(zhì)陽極氧化鋁具有優(yōu)異的耐蝕性能。通過現(xiàn)場(chǎng)海水全浸試驗(yàn)證明，經(jīng)該方法封閉的普通陽極氧化鋁的耐蝕性能是開水(蒸餾水)或重鉻酸鉀溶液封閉的耐蝕性能的5倍以上;經(jīng)該封閉方法封閉的硬質(zhì)陽極氧化鋁的耐蝕性能是開水(蒸餾水)或重鉻酸鉀溶液封閉的耐蝕性能的6倍以上。并且，這些封閉膜層雖然經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)海水浸泡，陽極氧化膜層仍光亮如初，未有局部腐蝕現(xiàn)象。
本發(fā)明的封閉方法成本低、所用設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、不會(huì)造成環(huán)境污染，與傳統(tǒng)的封閉方法相比節(jié)約能源。
本發(fā)明封閉的陽極氧化鋁的表面與封閉前相比沒有顏色變化。
實(shí)施例1把經(jīng)過預(yù)處理的鋁(LY12M)作為陽極，在20%(重量比)的硫酸水溶液中陽極氧化1小時(shí)，陽極電流密度1.5安/分米2，電解液溫度15-20℃。陽極氧化件用自來水沖洗后進(jìn)行下列封閉處理。
首先在用蒸餾水配制的5%(重量比)碳酸鈉溶液中浸漬，溶液溫度為常溫;接著用自來水或蒸餾水沖洗，再在醋酸鎳溶液中封閉。醋酸鎳也用蒸餾水配制，溶液濃度為20克/升，溶液溫度為80℃，封閉時(shí)間為10分鐘。
封閉完成后用自來水沖洗，用熱風(fēng)吹干。
實(shí)施例2把經(jīng)過預(yù)處理的鋁(LD2CS)作為陽極，在24-28%(重量比)的硫酸水溶液中陽極氧化1小時(shí)，陽極電流密度0.5-3安/分米2，電解液溫度2-3℃，氧化時(shí)用空氣壓縮機(jī)鼓泡攪拌電解液。此氧化件為硬質(zhì)陽極氧化件。把該陽極氧化件用自來水浸泡和沖洗后進(jìn)行封閉處理。
封閉溶液的配方和操作過程同實(shí)施例1。在堿性溶液中浸漬、水洗，再在50克/升醋酸鎳溶液中封閉、水洗，用空氣壓縮機(jī)鼓風(fēng)吹干。
權(quán)利要求
1.一種陽極氧化鋁和鋁合金(以下簡(jiǎn)稱鋁)的封閉方法，其特征在于把陽極氧化鋁先在堿性水溶液中浸泡，接著再在金屬鹽溶液中進(jìn)行封閉處理。
2.按照權(quán)利要求
1所述的封閉方法，其特征在于所述的堿性溶液是氨水或堿金屬氫氧化物或碳酸鹽化合物或碳酸氫鹽化合物的水溶液，溶液濃度為1-100克/升，溶液溫度為5-70℃。
3.按照權(quán)利要求
1所述的封閉方法，其特征在于所述的金屬鹽溶液是鎳的硝酸鹽或醋酸鹽或硫酸鹽水溶液，溶液濃度為0.5-60克/升，溶液溫度為40-90℃。
專利摘要
一種用于鋁和鋁合金(以下簡(jiǎn)稱鋁)陽極氧化膜層的封閉方法。本發(fā)明首先對(duì)陽極氧化鋁浸漬氨水或堿金屬氫氧化物或碳酸鹽化合物或碳酸氫鹽化合物的堿性水溶液，接著，再在鎳的硝酸鹽或醋酸鹽或硫酸鹽水溶液中封閉。用該封閉方法封閉的陽極氧化鋁具有優(yōu)異的耐蝕性能。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)海水全浸試驗(yàn)表明，使用本方法較傳統(tǒng)的封閉方法提高耐蝕性能5—6倍以上。本發(fā)明適于海水及含氯離子介質(zhì)中應(yīng)用，也適于大氣環(huán)境中應(yīng)用。
文檔編號(hào)C25D11/24GK86104714SQ86104714
公開日1988年1月27日 申請(qǐng)日期1986年7月9日
發(fā)明者袁鐘才 申請(qǐng)人:國家海洋局海洋技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan