權(quán)利要求

1.功能性鍍液，其特征在于， 包括6g/L-12g/L六偏磷酸鈉、6g/L-11g/L硅酸鈉、8g/L-15g/L偏釩酸鈉、10g/L-25g/L鉬酸鈉和1g/L-5g/L氫氧化鉀。2.功能性鍍液的制備方法，用于制備權(quán)利要求1所述的功能性鍍液，其特征在于，包括以下步驟： 將所述六偏磷酸鈉加入裝有水的制備罐中，并通過攪拌器攪拌1h-3h，得到一次溶液； 將所述硅酸鈉加入所述一次溶液中，并通過攪拌器攪拌0.5h-1.5h，得到二次溶液； 將所述偏釩酸鈉加入所述二次溶液中，并通過攪拌器攪拌1h-3h，得到三次溶液； 將所述鉬酸鈉加入所述三次溶液中，并通過攪拌器攪拌5min-30min，得到四次溶液； 將所述氫氧化鉀加入所述四次溶液中，得到混合溶液，并對所述混合溶液調(diào)節(jié)pH，得到功能性鍍液。 3.功能性鍍液的應(yīng)用，采用如權(quán)利要求1所述的功能性鍍液，其特征在于，應(yīng)用于7系鋁合金的表面處理， 使用所述功能性鍍液對所述7系鋁合金的表面進(jìn)行雙極性脈沖電流微弧氧化處理，所述雙極性脈沖電流的正電流密度為0.3-2.0A/cm2，負(fù)電流密度為0-0.3A/cm2。 4.如權(quán)利要求3所述的功能性鍍液的應(yīng)用，其特征在于， 所述雙極性脈沖電流微弧氧化處理的電源輸出模式為階梯式分段穩(wěn)流輸出。 5.如權(quán)利要求4所述的功能性鍍液的應(yīng)用，其特征在于， 所述階梯式分段穩(wěn)流輸出的參數(shù)為： 第一階梯正向電流：50-100A，負(fù)向電流：0A； 第二階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A； 第三階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A； 第四階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A； 第五階梯正向電流：80-160A，負(fù)向電流：0A； 第六階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：10A-30A； 第七階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：15A-40A； 第八階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：15A-40A。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及功能性鍍液及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋁合金是兩性金屬，在酸性介質(zhì)和堿性介質(zhì)中皆會(huì)發(fā)生腐蝕。為了使鋁合金能夠廣泛應(yīng)用，一般通過電鍍、電泳、噴涂等表面處理方法在鋁合金表面制備金屬鍍層或有機(jī)涂層，通過對鋁合金表面的顏色和性能進(jìn)行改性，以提高鋁合金的硬度、耐蝕性等性能。常用的鋁合金表面處理方法包括陽極氧化著色技術(shù)和微弧氧化著色技術(shù)。

鋁合金陽極氧化著色技術(shù)大致可以分為化學(xué)染色法、整體發(fā)色法和電解著色法三大類。

微弧氧化著色技術(shù)對鋁合金進(jìn)行處理，能使鋁合金具有豐富的顏色，還能提高鋁合金的耐蝕性。然而，目前的工藝處理后，鋁合金表面粗糙，材料較脆，顏色不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供功能性鍍液及其制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有微弧氧化著色技術(shù)對鋁合金處理后，鋁合金表面粗糙的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種功能性鍍液，包括6g/L-12 g/L六偏磷酸鈉、6g/L-11g/L硅酸鈉、8g/L-15g/L偏釩酸鈉、10g/L-25g/L鉬酸鈉和1g/L-5g/L氫氧化鉀。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種功能性鍍液的制備方法，包括：

將所述六偏磷酸鈉加入裝有水的制備罐中，并通過攪拌器攪拌1h-3h，得到一次溶液；

將所述硅酸鈉加入所述一次溶液中，并通過攪拌器攪拌0.5h-1.5h，得到二次溶液；

將所述偏釩酸鈉加入所述二次溶液中，并通過攪拌器攪拌1h-3h，得到三次溶液；

將所述鉬酸鈉加入所述三次溶液中，并通過攪拌器攪拌5min-30min，得到四次溶液；

將所述氫氧化鉀加入所述四次溶液中，得到混合溶液，并對所述混合溶液調(diào)節(jié)pH，得到功能性鍍液。

第三方面，本發(fā)明還提供一種功能性鍍液的應(yīng)用，采用第一方面的功能性鍍液，應(yīng)用于7系鋁合金的表面處理，使用所述功能性鍍液對所述7系鋁合金的表面進(jìn)行雙極性脈沖電流微弧氧化處理，所述雙極性脈沖電流的正電流密度為0.3-2.0A/cm2，負(fù)電流密度為0-0.3A/cm2。

其中，所述雙極性脈沖電流微弧氧化處理的電源輸出模式為階梯式分段穩(wěn)流輸出。

其中，所述階梯式分段穩(wěn)流輸出的參數(shù)為：

第一階梯正向電流：50-100A，負(fù)向電流：0A；

第二階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A；

第三階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A；

第四階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A；

第五階梯正向電流：80-160A，負(fù)向電流：0A；

第六階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：10A-30A；

第七階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：15A-40A；

第八階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：15A-40A。

本發(fā)明的一種功能性鍍液，用于鋁合金表面處理時(shí)，如7系鋁合金如7075 鋁合金，7075鋁合金主要合金元素是鋅，還含有銅、鎂、錳等雜質(zhì)元素，這些元素的添加改善了材料的組織性能，通過熱處理就可以提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和性能，但缺點(diǎn)是材料的耐腐蝕性不強(qiáng)，表面硬度也不高，對于一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域如發(fā)射器，由于這些裝備外觀必須是暗黑色甚至還需要具有吸光性能，普通工藝處理后，材料表面很粗糙，不耐磨，因此還需要在裝備的表面額外噴涂一層昂貴的耐磨涂料使材料表面變成黑色，同時(shí)滿足耐磨性能要求，該功能性鍍液能夠快速在鋁合金表面形成黑色微弧氧化層，即保護(hù)膜，黑色保護(hù)膜的厚度為30μm～50μm，使得鋁合金表面在呈現(xiàn)黑色的同時(shí)具有細(xì)膩的表面質(zhì)量，耐磨性好，適用于制備對精度要求高的裝備，提高了鋁合金耐磨性和防腐性能，在D65光源下，外觀顏色均勻，表面細(xì)膩，光澤度好，解決現(xiàn)有微弧氧化著色技術(shù)對鋁合金處理后，鋁合金表面粗糙的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的一種功能性鍍液的制備方法流程圖。

圖2是本發(fā)明提供的實(shí)施例1的流程圖。

圖3是本發(fā)明提供的實(shí)施例2的流程圖。

圖4是本發(fā)明提供的實(shí)施例3的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

第一方面，本發(fā)明提供一種功能性鍍液，包括6g/L-12g/L六偏磷酸鈉、 6g/L-11g/L硅酸鈉、8g/L-15g/L偏釩酸鈉、10g/L-25g/L鉬酸鈉和1g/L-5g/L 氫氧化鉀。

在本實(shí)施方式中，所述六偏磷酸鈉提高了保護(hù)膜的成膜速度和保護(hù)膜的耐蝕性，所述硅酸鈉為成膜劑，所述鉬酸鈉可以提高耐磨性，由于所述鉬酸鈉含多氧，滿足微弧氧化的多氧要求，同時(shí)，所述鉬酸鈉具有絡(luò)合性，能將從鋁合金中溶解下來的銅和鋅以鉬酸鹽絡(luò)合物的形式進(jìn)行絡(luò)合，變成粘稠狀沉淀，不會(huì)影響微弧氧化的成品質(zhì)量，延長功能性鍍液的使用壽命，偏釩酸鈉與六偏磷酸鈉、鉬酸鈉協(xié)同作用，提高保護(hù)膜的成膜速度和保護(hù)膜的耐蝕性，氫氧化鉀電導(dǎo)率高、導(dǎo)電性好，可以提高功能性鍍液的可靠性。

請參閱圖1-圖4，第二方面，本發(fā)明還提供一種功能性鍍液的制備方法，包括以下步驟：

S1將所述六偏磷酸鈉加入裝有水的制備罐中，并通過攪拌器攪拌1h-3h，得到一次溶液；

S2將所述硅酸鈉加入所述一次溶液中，并通過攪拌器攪拌0.5h-1.5h，得到二次溶液；

S3將所述偏釩酸鈉加入所述二次溶液中，并通過攪拌器攪拌1h-3h，得到三次溶液；

S4將所述鉬酸鈉加入所述三次溶液中，并通過攪拌器攪拌5min-30min，得到四次溶液；

S5將所述氫氧化鉀加入所述四次溶液中，得到混合溶液，并對所述混合溶液調(diào)節(jié)pH，得到功能性鍍液。

具體的，功能性鍍液的PH為9.5-12，功能性鍍液的pH若高于12，會(huì)發(fā)生燒蝕導(dǎo)致缺陷，功能性鍍液的pH低于9.5時(shí)，需要添加氫氧化鉀進(jìn)行調(diào)整。

第三方面，本發(fā)明還提供一種功能性鍍液的應(yīng)用，采用第一方面的功能性鍍液，應(yīng)用于7系鋁合金的表面處理，使用所述功能性鍍液對所述7系鋁合金的表面進(jìn)行雙極性脈沖電流微弧氧化處理，所述雙極性脈沖電流的正電流密度為0.3-2.0A/cm2，負(fù)電流密度為0-0.3A/cm2，電流密度大小＝電流大小/樣件數(shù)量/樣件表面積，所述脈沖頻率為1500Hz～2000Hz，所述脈沖寬度為 150μs～250μs，所述占空比為10％～20％，所述微弧氧化時(shí)間為30min～50min，所述雙極性脈沖電流微弧氧化處理的電源輸出模式為階梯式分段穩(wěn)流輸出，所述階梯式分段穩(wěn)流輸出的參數(shù)為：

第一階梯正向電流：50-100A，負(fù)向電流：0A；

第二階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A；

第三階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A；

第四階梯正向電流：50-150A，負(fù)向電流：0A；

第五階梯正向電流：80-160A，負(fù)向電流：0A；

第六階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：10A-30A；

第七階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：15A-40A；

第八階梯正向電流：100A-200A，負(fù)向電流：15A-40A。

所述階梯式分段穩(wěn)流輸出的參數(shù)表如下表所示：

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

S11將6g/L的所述六偏磷酸鈉加入裝有水的制備罐中，并通過攪拌器攪拌2h，得到一次溶液；

S12將6g/L的所述硅酸鈉加入所述一次溶液中，并通過攪拌器攪拌1h，得到二次溶液；

S13將8g/L的所述偏釩酸鈉加入所述二次溶液中，并通過攪拌器攪拌2h，得到三次溶液；

S14將10g/L的所述鉬酸鈉加入所述三次溶液中，并通過攪拌器攪拌 20min，得到四次溶液；

S15將1g/L的所述氫氧化鉀加入所述四次溶液中，得到混合溶液，并對所述混合溶液調(diào)節(jié)pH，得到功能性鍍液。

實(shí)施例2

S21將12g/L的所述六偏磷酸鈉加入裝有水的制備罐中，并通過攪拌器攪拌2h，得到一次溶液；

S22將11g/L的所述硅酸鈉加入所述一次溶液中，并通過攪拌器攪拌1h，得到二次溶液；

S23將15g/L的所述偏釩酸鈉加入所述二次溶液中，并通過攪拌器攪拌2h，得到三次溶液；

S24將25g/L的所述鉬酸鈉加入所述三次溶液中，并通過攪拌器攪拌 20min，得到四次溶液；

S25將5g/L的所述氫氧化鉀加入所述四次溶液中，得到混合溶液，并對所述混合溶液調(diào)節(jié)pH，得到功能性鍍液。

實(shí)施例3

S31將9g/L的所述六偏磷酸鈉加入裝有水的制備罐中，并通過攪拌器攪拌2h，得到一次溶液；

S32將8g/L的所述硅酸鈉加入所述一次溶液中，并通過攪拌器攪拌1h，得到二次溶液；

S33將12g/L的所述偏釩酸鈉加入所述二次溶液中，并通過攪拌器攪拌2h，得到三次溶液；

S34將17g/L的所述鉬酸鈉加入所述三次溶液中，并通過攪拌器攪拌 20min，得到四次溶液；

S35將3g/L的所述氫氧化鉀加入所述四次溶液中，得到混合溶液，并對所述混合溶液調(diào)節(jié)pH，得到功能性鍍液。

對比例1

本對比例制備了一種功能性鍍液，每升去離子水中，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，六偏磷酸鈉的添加量為2g/L。

對比例2

本對比例制備了一種功能性鍍液，每升去離子水中，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，未添加硅酸鈉。

對比例3

本對比例制備了一種功能性鍍液，每升去離子水中，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，未添加鉬酸鈉。

對比例4

本對比例制備了一種功能性鍍液，每升去離子水中，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，偏釩酸鈉的添加量為2g/L。

性能測試

以7075鋁合金上機(jī)匣體樣件為試驗(yàn)對象，分別用實(shí)施例1至3和對比例1至4制備的功能性鍍液，采用實(shí)施例4提供的表面處理方法，對樣件表面進(jìn)行了處理，測試了樣件表面的外觀顏色、硬度、耐蝕性、粗糙度和耐磨性。

其中，顏色、外觀在D65標(biāo)準(zhǔn)光源下進(jìn)行觀察。

耐磨性通過摩擦試驗(yàn)進(jìn)行，樣件規(guī)格加工成30mm×20mm×3mm，磨頭材料為鎢鋼，頻率為100次/min，載荷為9.8N，行程往復(fù)。觀察15min摩擦試驗(yàn)后，未漏出基底材料為合格，觀察到基底金屬漏出為不合格。

耐蝕性按照GB/T10125中規(guī)定的方法和條件進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，時(shí)間為236h，結(jié)果如下表所示。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種專利名稱較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。

功能性鍍液及其制備方法和應(yīng)用.pdf