一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法技術

本發明專利技術涉及一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，包括對鏡面鋁進行拋光預處理和拋光預處理后的陽極氧化處理，所述拋光預處理為化學拋光或電化學拋光；拋光預處理后的鏡面鋁表面結構的算術平均差值不高于80 nm，最大谷深不高于700 nm，最大高度不高于1000nm，60

【技術實現步驟摘要】
一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法


[0001]本專利技術屬于鋁合金材料表面處理領域，具體涉及一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法。

技術介紹

[0002]鏡面鋁合金產品的表面亮度接近或達到鏡子的亮度，表面光澤度高，紋路細膩，目前已在汽車裝飾領域取得廣泛應用，主要包括車窗裝飾條（窗框上飾條、三角窗亮條、前后門擋水亮條）以及車內裝飾件（把手飾條、儀器盤飾條、操控臺飾條）等。其中，車窗裝飾條用材料主要采用5xxx系鋁合金，車內裝飾件主要采用8xxx系鋁合金。但目前國內生產的5xxx系鏡面鋁在陽極氧化后仍存在光澤度不足的問題，限制了其推廣使用。
[0003]國家標準GB T 5698
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2001《顏色術語》中規定了光澤度的定義，光澤度即用數據表述物體表面的光澤程度。而光澤定義為物體表面定向選擇反射的性質，光澤是由反射光的空間分布而產生的物體表面視知覺特性，它與表面定向反射成分的大小和反射光配光曲線的尖銳程度有關。按照此定義，表面定向反射成分的比例越大、反射光配光曲線越尖銳，則物體表面光澤度越大。國家標準GB T 20503
?
2006《鋁及鋁合金陽極氧化陽極氧化膜鏡面反射率和鏡面光澤度的測定20
°
、45
°
、60
°
、85
°
方向》明確規定了經過陽極氧化處理后鋁合金表面鏡面光澤度的為在規定光源和接收器張角條件下，樣品在鏡面反射方向的反射光通量與玻璃標樣在該鏡面反射方向的反射光光通量之比，規定使用折射率為1.567的玻璃標樣。按照使用經驗，60
°
光澤度作為評價方法使用最為廣泛。
[0004]5xxx系鏡面鋁裝飾件的主要生產工藝流程包括熔鑄
→
均勻化處理
→
熱軋
→
冷軋
→
中間退火
→
冷軋
→
鏡面軋制
→
沖壓成形
→
預處理
→
陽極氧化，這其中影響材料表面光澤度的因素主要包括鏡面軋制、沖壓成形、預處理以及陽極氧化工藝。在材料成分與制備工藝確定后，預處理以及陽極氧化工藝將是影響裝飾件表面光澤度的決定因素。
[0005]在5xxx系鏡面鋁領域，專利CN 109207818 A《一種轎車窗框高光亮條用5505鋁合金帶材及其制備方法》介紹了一種鏡面鋁的合金成分以及制備工藝，專利CN 110453263 A《一種鋁合金鏡面陽極氧化方法》描述了陽極氧化過程的加載方式對于表面質量的影響，文獻《鋁光亮陽極氧化工藝研究》（北京航空航天大學學報, 1990, 35(4): 101
?
106）、文獻《航天器用鋁光亮陽極氧化涂層特性研究》（無機材料學報, 2002, 17(6): 1269
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1274）分別介紹了工藝參數對于陽極氧化處理后鋁合金光亮度、反射率等方面的影響。對比現有見諸報道的研究工作及其相關文獻專利，現有技術主要側重于提高改進陽極氧化階段表面質量，獲得最終的表面狀態，但對于預處理以及陽極氧化各階段如何調控，以及材料表面狀態與最終光澤度的關系均未詳細闡述。
[0006]由于材料表面定向反射成分的比例越大，光澤度越高，而一般而言材料表面定向反射成分的比例與材料表面平整度有關，因此提高材料表面的平整度可以有效提高材料光澤度。評價材料表面結構的參數包括最大峰高（S
p
或R
p
）、最大谷深（S
v
或R
v
）、最大高度（S
z
或R
z
）、評定表面結構的算數平均差值（S
a
或R
a
）、評定表面結構的均方根偏差（S
q
或R
q
）等，現有
技術文獻均未報道表面結構參數對于材料光澤度的影響規律。

技術實現思路

[0007]本專利技術的目的是針對現有技術中對于如何獲得高光澤度陽極氧化鏡面鋁的工藝路徑以及工藝參數不明確的問題，提供一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，針對控制要點給出了具體方案，可有效指導高光澤度陽極氧化鏡面鋁生產，加快高端鏡面鋁的生產。
[0008]為了實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，包括對鏡面鋁進行拋光預處理和拋光預處理后的陽極氧化處理，所述拋光預處理為化學拋光或電化學拋光；拋光預處理后的鏡面鋁表面結構的算術平均差值不高于80 nm，最大谷深不高于700 nm，最大高度不高于1000nm，60
°
光澤度大于750GU；陽極氧化處理后鏡面鋁的60
°
光澤度大于600GU；化學拋光后進行的陽極氧化處理中，4A/dm2≤電流密度≤6A/dm2；電化學拋光后進行的陽極氧化處理中，1A/dm2≤電流密度≤3A/dm2。
[0009]作為第一種實施方式，所述拋光預處理為化學拋光，按照磷酸750~800mL/L、硫酸150~200mL/L、硝酸20~100 mL/L和硫酸銅0.5~1.5g/L的比例配制化學拋光溶液，采用體積分數為5~10%的稀硝酸用于化學拋光后清洗氧化物；化學拋光時，所配制的化學拋光溶液被加熱至100℃以上后，將試片在化學拋光溶液中浸泡50s后快速轉入稀硝酸中浸泡5 min，隨后用去離子水沖洗干凈后吹干；所述陽極氧化處理工藝為硫酸陽極氧化，所用電解液中的硫酸濃度不高于300g/L，電解液溫度20~34℃，4A/dm2≤電流密度≤6A/dm2。
[0010]進一步的，配制化學拋光溶液時采用的磷酸、硫酸、硝酸和硫酸銅均為分析純。
[0011]作為第二種實施方式，所述的拋光預處理方式為電化學拋光，電化學拋光溶液各成分體積分數為：磷酸60~70%、鉻酸3~10%、硫酸10~15%、水5~15%，具體工藝為：電解液溫度80~100℃，電流密度為5~15 A/dm2，電化學拋光時間為2~6min；所述的陽極氧化處理工藝中，電解液中硫酸濃度不高于200g/L，電解液溫度26~34℃，1A/dm2≤電流密度≤3A/dm2。
[0012]進一步的，第二種實施方式中，所述電化學拋光溶液中還包括添加劑，添加劑含量為1~5g/L，添加劑為硝酸鈉、三乙醇胺、聚乙二醇中的一種或幾種。
[0013]進一步的，第二種實施方式中，所述陽極氧化處理所用的電解液中硫酸濃度為100~150 g/L，電流密度為1.0~1.5A/dm2。
[0014]上述兩種實施方式中，所述陽極氧化處理所用的電解液中還包括有機酸，有機酸包括草酸、羥基乙酸、檸檬酸、丙二酸、酒石酸、蘋果酸中的至少一種。
[0015]更進一步的，所述陽極氧化處理所用的電解液中，硫酸、有機酸的質量分數比例為100:1。
[0016]以上方案中，所述鏡面鋁的合金成分為：Si≤0.3％，Fe≤0.3％，Cu≤0.1％，Mn≤0.1％，Zn≤0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，包括對鏡面鋁進行拋光預處理和拋光預處理后的陽極氧化處理，所述拋光預處理為化學拋光或電化學拋光，其特征在于：拋光預處理后的鏡面鋁表面結構的算術平均差值不高于80 nm，最大谷深不高于700 nm，最大高度不高于1000nm，60
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光澤度大于750GU；陽極氧化處理后鏡面鋁的60
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光澤度大于600GU；化學拋光后進行的陽極氧化處理中，4A/dm2≤電流密度≤6A/dm2；電化學拋光后進行的陽極氧化處理中，1A/dm2≤電流密度≤3A/dm2。2.根據權利要求1所述的一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，其特征在于：所述拋光預處理為化學拋光，按照磷酸750~800mL/L、硫酸150~200mL/L、硝酸20~100 mL/L和硫酸銅0.5~1.5g/L的比例配制化學拋光溶液，采用體積分數為5~10%的稀硝酸用于化學拋光后清洗氧化物；化學拋光時，所配制的化學拋光溶液被加熱至100℃以上后，將試片在化學拋光溶液中浸泡50s后快速轉入稀硝酸中浸泡5 min，隨后用去離子水沖洗干凈后吹干；所述陽極氧化處理工藝為硫酸陽極氧化，所用電解液中的硫酸濃度不高于300g/L，電解液溫度20~34℃，4A/dm2≤電流密度≤6A/dm2。3.根據權利要求2所述的一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，其特征在于：配制化學拋光溶液時采用的磷酸、硫酸、硝酸和硫酸銅均為分析純。4.根據權利要求1所述的一種高光澤度陽極氧化鏡面鋁的表面處理方法，其特征在于：所述的拋光預處理方式為電化學拋光，電化學拋光溶液各成分體積分數為：磷酸60~70%、鉻酸3~10%、硫酸10~15%、水5~15%，具體工藝為：電解液溫度80~100℃，電流密度為5~...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳廣奇，高崇，高文，劉輝，賴愛玲，楊升，馬科，貴星卉，
申請(專利權)人：中鋁材料應用研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：