一种用于水龙头的表面处理方法.pdf

本发明提供了一种用于水龙头的表面处理方法，属于金属材料表面处理技术领域。它解决了现有水龙头表面颜色单一、表皮容易脱落、抗腐蚀性较差等问题。本用于水龙头的表面处理方法，包括以下步骤：A.抛光；B.喷砂；C.阳极氧化。采用本发明制成的水龙头外观美观，表面易着色且颜色鲜艳不易脱落，耐热性、耐磨性和抗腐蚀性较好，而且环保性能好，质量较轻，成本低，易于市场化推广。

1、  一种用于水龙头的表面处理方法，该方法包括以下步骤：
A、抛光：选择铝合金材料制成水龙头或水龙头部件的坯件，对坯件进行抛光，抛光后坯件的表面粗糙度为Ra0.8～0.01微米；
B、喷砂：采用喷砂机以压缩空气为动力将喷料喷射到经过步骤A抛光后的坯件表面；
C、阳极氧化：将步骤B中经过喷砂后的坯件置于酸性电解液中作为阳极，在温度为0℃～50℃，电流密度为0.1A·dm^-2～4.0A·dm^-2，电压为0～100V的条件下进行阳极氧化60～120min后，坯件经过阳极氧化后进行着色封闭。

2、  根据权利要求1所述的用于水龙头的表面处理方法，其特征在于：步骤A中所述的铝合金材料为6061铝合金、6063铝合金、6066铝合金、6070铝合金、6082铝合金中的一种。

3、  根据权利要求1或2所述的用于水龙头的表面处理方法，其特征在于：步骤A中采用旋转的抛光轮对坯件进行抛光，所述的抛光轮旋转时的圆周速度为20～50米/秒。

4、  根据权利要求1所述的用于水龙头的表面处理方法，其特征在于：步骤B中所述的压缩空气的气压不超过0.8Mpa。

5、  根据权利要求1或4所述的用于水龙头的表面处理方法，其特征在于：步骤B中所述的喷料为石英砂，粒度为5～220目。

6、  根据权利要求1所述的用于水龙头的表面处理方法，其特征在于：步骤C中所述的酸性电解液为体积分数为10％～30％的硫酸，体积分数为2％～10％的草酸，质量分数为30～100g/L的铬酸，质量分数为3～10g/L的硼酸中的一种或两种。

7、  根据权利要求1或6所述的用于水龙头的表面处理方法，其特征在于：步骤C中所述的阳极氧化温度为10℃～40℃，电流密度为1A·dm^-2～4.0A·dm^-2，阳极氧化时间为30～120min。

一种用于水龙头的表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种金属部件表面处理方法，尤其涉及一种用于水龙头的表面处理方法；属于金属材料表面处理技术领域。
背景技术
水龙头在日常生活中广泛使用，现有的水龙头一般为金属水龙头，采用金属材料制作水龙头主要是水龙头的本体部分采用铜材料、不锈钢材料等铸造加工而成，然后装入阀芯、阀杆、手柄等零部件。现有的水龙头的主体由黄铜、青铜(或铜合金)铸造而成，经磨抛成型后，再经电镀或喷漆等及其他表面处理。水龙头的表面电镀处理有镀锌、镀钛、镀铬、镀镍等。其中镀层金属(如锌、铬等)做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的水龙头做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。采用电镀方法用于水龙头的表面处理，水龙头表面颜色单一，表皮容易脱落，使用一段时间后，表面刮痕明显。而采用喷漆方法用于水龙头的表面处理，水龙头产品色泽不够亮丽，表皮漆容易脱落，抗腐蚀性较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种耐热性、耐磨性、抗腐蚀性及色彩丰富用于水龙头的表面处理方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实施的：一种用于水龙头的表面处理方法，该方法包括以下步骤：
A、抛光：选择铝合金材料制成水龙头或水龙头部件的坯件，对坯件进行抛光，抛光后坯件的表面粗糙度为Ra 0.8～0.01微米；
B、喷砂：采用喷砂机以压缩空气为动力将喷料喷射到经过步骤A抛光后的坯件表面；
C、阳极氧化：将步骤B中经过喷砂后的坯件置于酸性电解液中作为阳极，在温度为0℃～50℃，电流密度为0.1A·dm^-2～4.0A·dm^-2，电压为0～100V的条件下进行阳极氧化60～120min后，坯件经过阳极氧化后进行着色封闭。
本发明中铝合金材料制成的水龙头部件坯件包括水龙头阀体体、进出水座、手柄等部件坯件，抛光的目的是为了使铝合金坯件表面均匀、光滑。可以采用抛光轮和磨料颗粒对铝合金坯件表面进行修饰加工。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮压向坯件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra 0.8～0.01微米，作为优选，表面粗糙度一般可达Ra 0.63～0.01微米。喷砂过程中，喷料对铝合金水龙头的坯件或铝合金水龙头部件的坯件表面的冲击和切削作用，使坯件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使坯件表面的机械性能得到改善，从而提高了坯件的抗疲劳性，此外可以在坯件表面产生均匀细微的凹凸面，使着色料得以存储，增加了着色料的附着力，而且坯件表面具有磨砂的感觉。阳极氧化时，工艺参数的变化对氧化膜的生长和膜层性能有很大的影响。如提高阳极电流密度，氧化膜生成较快。但是电流密度太高，坯件表面的局部温度过高，加速氧化膜的溶解，生成耐磨性低的表面层，氧化膜的硬度反而下降，此外本发明的着色封闭工艺为现有阳极氧化工艺中普通的工艺，着色过程中采用的有机色料为普通的有机色料。选择铝合金材料制成水龙头或水龙头部件的坯件经过抛光、喷砂和阳极氧化在水龙头或水龙头部件表面可以形成具有耐热性、耐磨性、抗腐蚀性且易着色并颜色鲜艳不易脱落的氧化膜。
在上述的用于水龙头的表面处理方法，步骤A中所述的铝合金材料为6061铝合金、6063铝合金、6066铝合金、6070铝合金、6082铝合金中的一种。作为优选，所述的铝合金材料为6061铝合金、6063铝合金、6082铝合金中的一种。上述铝合金具有比强度高、色泽美观、无磁性、耐腐蚀性好的特点。其中如6061铝合金的化学成分如表1所示，6082铝合金的化学成分如表2所示：
表1：6061铝合金的化学成分

表2：6082铝合金的化学成分

在上述的用于用于水龙头的表面处理方法，作为优选，步骤A中采用旋转的抛光轮对坯件进行抛光，所述的抛光轮旋转时的圆周速度为20～50米/秒。
在上述的用于水龙头的表面处理方法，步骤B中所述的压缩空气的气压不超过0.8Mpa。本发明喷砂过程中是采用压缩空气为动力将喷料高速喷射到铝合金坯件表面的，压缩空气即是供料动力，又是加速动力，但是压缩空气的气压超过0.8Mpa会对铝合金坯件表面产生较大影响。
在上述的用于水龙头的表面处理方法，步骤B中所述的喷料为石英砂，粒度为5～220目。石英砂硬度大，对铝合金坯件表面的机械性能改善较为明显。其中采用的石英砂外观颗粒均匀，纯白色，二氧化硅的含量大于98％。
在上述的用于水龙头的表面处理方法，步骤C中所述的酸性电解液为体积分数为10％～30％的硫酸，体积分数为2％～10％的草酸，质量分数为30～100g/L的铬酸，质量分数为3～10g/L的硼酸中的一种或两种。采用硫酸作为电解液进行阳极氧化具有成本低，氧化膜透明度高，多孔层吸附性强，易于着色和着色，着色鲜艳不易退去，有很强的装饰作用。采用铬酸作为电解液进行阳极氧化形成的氧化膜耐腐蚀性较好，采用草酸作为电解液进行阳极氧化形成的氧化膜耐蚀性和硬度较高，孔隙率较低。
在上述的用于水龙头的表面处理方法，作为优选，步骤C中所述的阳极氧化温度为10℃～40℃，电流密度为1A·dm^-2～4.0A·dm^-2，阳极氧化时间为30～120min。阳极氧化温度越低，则膜层耐磨性越好，但是温度太低不易着色；在一定条件下阳极氧化时间长，则膜层厚度增加，但是时间过长，由于氧化膜的表层被电解液溶解，氧化膜的孔径逐渐变大，膜层逐渐变粗糙，硬度降低。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明采用铝合金材料制成水龙头或水龙头部件通过抛光、喷砂和阳极氧化后具有耐热性、耐磨性、抗腐蚀性；表面易着色且颜色鲜艳不易脱落。
2、本发明采用铝合金材料制成水龙头或水龙头部件环保性能较好、质量较轻，成本较低，易于市场化推广。
3、通过本发明的表面处理方法制成的水龙头外观美观，形成磨砂外型，手感较好；表面不易脱落，不会有刮痕。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
选择6061铝合金材料制成水龙头阀体坯件，采用旋转时圆周速度为30米/秒的抛光轮对水龙头阀体坯件进行抛光，抛光后坯件的表面粗燥度为Ra0.63～0.01微米；
采用喷砂机以气压不超过0.8Mpa的压缩空气为动力将粒度为5～220目的石英砂喷料喷射到经过上述抛光后的水龙头阀体坯件表面；
将上述经过喷砂后的水龙头阀体坯件置于体积分数为10％～30％硫酸电解液中作为阳极，在温度为18℃～22℃，电流密度为0.6A·dm^-2～3.0A·dm^-2，电压为0～100V的条件下进行阳极氧化60min后，经过着色封闭处理形成水龙头阀体，将水龙头阀体和水龙头其它铜或不锈钢等材料制成部件进行组装成水龙头。其中水龙头阀体表面硬度和耐磨性较好，可达250～500千克/平方毫米，耐热性较好阳极氧化膜熔点高达2320K，抗腐蚀性较好，在ω＝0.03 NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀；才外表面易着色且颜色鲜艳不易脱落，手感较好。
实施例2
选择6063铝合金材料制成水龙头阀体坯件和水龙头进出水座坯件，采用旋转时圆周速度为40米/秒的抛光轮对水龙头阀体坯件进行抛光，抛光后坯件的表面粗燥度为Ra 0.1～0.01微米；
采用喷砂机以气压不超过0.8Mpa的压缩空气为动力将粒度为5～220目的石英砂喷料喷射到经过上述抛光后的水龙头阀体坯件表面；
将上述经过喷砂后的水龙头阀体坯件置于体积分数为10％～30％硫酸和体积分数为2～10％草酸混合电解液中作为阳极，在温度为12℃～18℃，电流密度为1.2A·dm^-2～2.0A·dm^-2，电压为0～100V的条件下进行阳极氧化90min后，经过着色封闭处理形成水龙头阀体和水龙头进出水座，将水龙头阀体和水龙头进出水座与水龙头其它铜或不锈钢等材料制成部件进行组装成水龙头。其中水龙头阀体和水龙头进出水座表面硬度和耐磨性较好，可达250～500千克/平方毫米，耐热性较好阳极氧化膜熔点高达2320K，抗腐蚀性较好，在ω＝0.03 NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀；才外表面易着色且颜色鲜艳不易脱落，手感较好。
实施例3
选择6082铝合金材料制成水龙头阀体坯件，采用旋转时圆周速度为20米/秒的抛光轮对水龙头阀体坯件进行抛光，抛光后坯件的表面粗燥度为Ra 0.63～0.1微米；
采用喷砂机以气压不超过0.8Mpa的压缩空气为动力将粒度为5～220目的石英砂喷料喷射到经过上述抛光后的水龙头阀体坯件表面；
将上述经过喷砂后的水龙头阀体坯件置于质量分数为30～100g/L铬酸电解液中作为阳极，在温度为40℃～50℃，电流密度为0.1A·dm^-2～2.0A·dm^-2，电压为0～100V的条件下进行阳极氧化40min后，经过着色封闭处理形成水龙头阀体，将水龙头阀体和水龙头其它铜或不锈钢等材料制成部件进行组装成水龙头。其中水龙头阀体表面硬度和耐磨性较好，可达250～500千克/平方毫米，耐热性较好阳极氧化膜熔点高达2320K，抗腐蚀性较好，在ω＝0.03 NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀；才外表面易着色且颜色鲜艳不易脱落，手感较好。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已做出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。