铝及铝合金彩色瓷质氧化制备方法 本发明属于铝及铝合金产品表面装饰及功能性处理范围。
目前，铝及铝合金产品通常采用电化学阳极氧化、化学氧化等工艺进行表面耐腐蚀、装饰性处理，如氧化溶液有：硫酸、铬酸、草酸、磷酸等，得到的阳极氧化膜具有优良的耐腐蚀性、绝缘性、耐磨性等，并且可以利用膜层的吸附特性使用无机、有机染料进行染色处理达到对铝产品的良好的装饰效果。目前在生产中使用的只有从硫酸溶液获得的膜层进行染色处理，但易出现脱色，膜层装饰效果不丰满。从铬酸、硼酸混合酸液中得到的膜层为瓷质氧化膜，膜层为不透明灰白色，外观近似搪瓷釉层。此种膜层作为铝制毛衣针的表面耐磨装饰层，深受人们的青睐，并得到广大消费者的欢迎。但此种膜层的毛衣针色泽单一，目前还没有关于彩色瓷化工艺的报导。就是传统的硫酸阳极化膜层染色也由于膜染色不牢、脱色等原因影响其使用效果。再者我国机械工业出版社出版的《电镀工艺手册》对瓷质阳极化工艺规定的铬酸溶液成分、温度、电压范围较窄，使用不当就会影响膜的质量。
本发明的目的是提供一种铝及铝合金彩色瓷质氧化制备方法，采用此方法使膜层具有优良的多种色彩，并使染色牢固、均匀、装饰效果好、耐腐蚀、耐磨损，扩大铝制毛衣针及铝合金产品彩色瓷质阳极化的工艺范围。
本发明铝及铝合金彩色瓷质氧化制备方法，有如下步骤：
首先，将铝及铝合金产品进行脱脂、化学抛光等表面清冼处理，然后将清冼处理好的铝及铝合金产品置放在温度为30～55度、电压为20～55伏的瓷质阳极氧化液中进行20～90分钟的瓷质阳极氧化，通过氧化使铝及铝合金产品表面形成瓷质阳极氧化膜层，然后将形成瓷质氧化膜层的铝及铝合金产品由瓷质阳极氧化液中取出进行清水漂冼处理，再将经清水漂冼后具有瓷质阳极氧化膜层的铝及铝合金产品置放在温度为15～50度的染料与固色、封闭混合液中进行1～10分钟的染色处理，经染色处理后，在铝及铝合金产品表面便形成色泽均匀、牢固、美观大方地彩色瓷质阳极氧化膜。
其中，铝及铝合金产品进行瓷质阳极氧化处理时，所使用的瓷质阳极氧化液的配制是：先将30～55g/L(克/升)的三氧化铬(CrO3)溶解于水，再将1～6g/L的硼酸溶解于100ml的热水中，热水的水温是70～80度，然后将三氧化铬溶液与硼酸溶液混合，再加入规定体积的水，则制成瓷质阳极氧化液，当溶液在使用过程中有大量铝离子出现时，可加入适量的稳定剂进行调整。
其中，铝及铝合金产品进行染色处理时，所使用的染料与固色、封闭混合液的配制是：先将0.5～10g/L的染料与温度为40～50度200ml的热水溶解，然后选用各种含量为0.1～2g/L的：Zn2+(锌)、Ni2+(镍)、Co2+1(钴)、Ba2+(钡)、F-(氟)的固色封闭剂与溶解好的染料混合，加入醋酸并将水补充到规定体积，则制成染料与固色、封闭混合液。
本发明的优点是：本发明的瓷质阳极氧化液比一般的氧化液允许使用的温度范围宽，电压范围宽，而且氧化液使用寿命长。尤其是本发明的染料与固色、封闭混合液，集染色、固色、封闭多种功能为一体，克服了传统氧化膜染色的工艺复杂、操作不便等缺点，本发明使用简便、膜层经染色固色处理后，可保持色泽鲜艳、均匀、牢固、美观大方、耐磨性好、耐腐蚀的优良膜层，其膜层即具有瓷釉感又具有美观丰满之效果。
兹结合具体铝及铝合金产品说明如下：
实施例一：产品是铝质毛衣针，首先将经过脱脂、化学抛光及表面清冼处理好的铝制毛衣针，置放于具有：三氧化铬(CrO3)30g/L、硼酸2g/L、温度为40度、电压为28伏的瓷质阳极氧化液中，进行30分钟的阳极氧化处理，经处理后所获得的瓷质阳极氧化膜层瓷釉感优良，然后再将经清水漂冼后具有瓷质阳极氧化膜层的铝制毛衣针，置放于具有：酸性紫1g/L、Zn2+0.02g/L、Co2+0.02g/L、F-0.05g/L、Ba2+0.5g/L、醋酸1ml/L，温度为20度的染料与固色、封闭混合液中进行3分钟的染色处理，即可使铝制毛衣针表面获得色泽鲜艳、不脱色的紫色彩色瓷质阳极氧化膜层。该彩色瓷质阳极氧化膜层，经盐酸重锰酸钾腐蚀液检验，耐腐蚀性优良。
实施例二：产品是铝-镁(5％)合金板，首先将经碱腐蚀、硝酸出光、磷酸、硫酸化学抛光及清水处理好的铝-镁合金板，置入于具有：三氧化铬(CrO3)50g/L、硼酸4g/L、温度为48度、电压为20伏的瓷质阳极氧化液中进行60分钟的阳极氧化处理，再将经处理后获得瓷质阳极氧化膜层的铝-镁合金板，经清水漂冼后置放于具有：酸性红2g/L、Zn2+0.05g/L、F-0.1g/L、醋酸1.5ml/L，温度为30度染料与固色、封闭剂合并液中进行5分钟的染色处理，即可使铝-镁合金板获得色泽鲜艳、瓷釉感极强的红色膜层，该膜层色泽均匀、牢固、经多次摩擦均不掉色，且耐腐蚀性好。
实施例三：产品是铝制毛衣针，将经过脱脂、化学抛光及表面清冼处理好的铝制毛衣针，放在已经使用三个月的瓷质阳极氧化液中进行阳极氧化处理，此时在氧化液中加入稳定剂0.5g/L、温度为40度、电压为40伏、氧化时间为60分钟，仍然可获得瓷釉感良好的瓷质阳极氧化膜层，然后再将经清水漂冼后具有瓷质阳极氧化膜层的铝制毛衣针，置放于：酸性绿或茜素黄、茜素红、耐晒翠兰等不同颜色、温度为25度的染色与固色、封闭剂合并液中进行1～5分钟的染色处理，同样可以使毛衣针表面获得绿、黄、红、兰等色泽均匀、彩色瓷质阳极化氧化膜层。