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CN109837577A - 金属工件的表面处理方法及染色前处理剂 - Google Patents

金属工件的表面处理方法及染色前处理剂 Download PDF

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CN109837577A CN201711192682.0A CN201711192682A CN109837577A CN 109837577 A CN109837577 A CN 109837577A CN 201711192682 A CN201711192682 A CN 201711192682A CN 109837577 A CN109837577 A CN 109837577A
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彭小刚
房凯
裴永德
白成斌
刘伟
王奇
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种金属工件的表面处理方法，其包括以下步骤：对一金属工件进行阳极氧化处理，以在所述金属工件的表面形成一阳极氧化膜；将阳极氧化处理后的所述金属工件置于染色前处理剂中进行活化处理，所述染色前处理剂包括复合有机酸及醋酸钠；将所述金属工件置于染色液中进行染色处理；及对所述金属工件进行封孔处理。本发明还提供一种染色前处理剂。上述金属工件的表面处理方法包括活化处理的步骤，能够去除金属工件的通孔或者盲孔中残留的酸性溶液，避免染色不均的现象，提高了染色的质量。

Description

金属工件的表面处理方法及染色前处理剂
技术领域
本发明涉及一种金属工件的表面处理方法，尤其是关于一种阳极氧化处理后的金属工件表面的染色方法及一种染色前处理剂。
背景技术
金属产品，如铝/铝合金、镁/镁合金或钛/钛合金，一般会进行阳极氧化处理，以在其表面形成耐磨性较佳的阳极氧化膜。为使产品表面颜色多样化，阳极氧化后会对产品进行染色处理。然而，在阳极氧化的过程中，阳极氧化液可能够会渗透到产品的通孔或盲孔中，因此，在染色处理时，金属产品容易因残留的酸性阳极氧化液而产生染色不均的现象。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种金属工件的表面处理方法及一种染色前处理剂，以解决染色不均的问题。
一种金属工件的表面处理方法，包括以下步骤：对一金属工件进行阳极氧化处理，以在所述金属工件的表面形成一阳极氧化膜；将阳极氧化处理后的所述金属工件置于染色前处理剂中进行活化处理，所述染色前处理剂包括复合有机酸及醋酸钠；将所述金属工件置于染色液中进行染色处理；及对所述金属工件进行封孔处理。
一种用于金属工件的表面处理方法中的染色前处理剂，所述染色前处理剂用于对阳极氧化处理后的金属工件进行活化处理，所述染色前处理剂包括复合有机酸及醋酸钠。
上述金属工件的表面处理方法包括活化处理的步骤，能够去除金属工件的通孔或者盲孔中残留的酸性溶液，避免产生斑点或染色不均的现象，提高了染色的质量。
附图说明
图1是本发明金属工件的表面处理方法的流程示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施方式的金属工件的表面处理方法用于对金属工件进行阳极氧化及染色处理，金属工件可为铝、钛、镁金属或其合金。
本发明实施方式的金属工件的阳极氧化染色方法包括以下步骤：
步骤S101：制作一金属工件。
制作金属工件的方式可为冲压成型、压铸成型等。在本实施方式中，提供铝合金原材料，利用液压型锻压机床对铝合金原材料进行冲压成型，以形成一金属工件。然后，对金属工件的表面进行机械抛光，以提升金属工件的表面光泽度。可以理解，根据需要，也可在机械抛光后，对金属工件的表面进行喷砂处理。
可以理解，若需进行表面处理的金属工件已制作成型时，可直接提供该金属工件，此时，省略上述步骤S101，直接从步骤S102开始。
步骤S102：阳极前预处理。
对金属工件进行阳极前预处理，以去除金属工件的着色表面的缺陷、油污或自然氧化膜。阳极前预处理可包括脱脂、剥黑膜、化学抛光等处理中至少一种。
脱脂处理采用碱性脱脂剂。在本实施方式中，脱脂处理采用质量百分比为45～55g/L的焦磷酸钠溶液，脱脂处理的温度为47～53℃，时间为2～5分钟。
剥黑膜采用强酸性溶液。在本实施方式中，剥黑膜采用原液浓度为68％的硝酸(HNO3)溶液，其质量百分比为10～15％，剥黑膜溶液中同时添加了除渍去灰剂，其质量百分比为5～10％，剥黑膜的时间为50～70秒。
化学抛光采用的溶液包括浓度为98％的硫酸(H2S04)、浓度为85％的磷酸(H3P04)以及添加剂，硫酸、磷酸的质量比在1:3～1:4之间。在本实施方式中，硫酸、磷酸、添加剂的质量比为1:3.58:0.92，化学抛光槽中铝离子浓度为15g/L。化学抛光处理的温度为70～90℃，时间为50～90秒。采用上述化学抛光溶液对金属工件进行抛光，出光快且腐蚀量小，解决了金属工件的料纹不良的缺陷。在其他实施方式中，化学抛光槽中铝离子浓度可大于15g/L，并小于25g/L。
可以理解，脱脂、碱咬或剥黑膜处理也可分别采用其它化学溶液。
可以理解，在其他实施方式中，当金属工件表面比较洁净时，步骤S102可以省略。
步骤S103：阳极氧化处理。
将金属工件置于阳极氧化溶液中，对金属工件的表面进行阳极氧化处理，以在金属工件的表面形成一层阳极氧化膜，该阳极氧化膜包括多个膜孔。
在本实施方式中，阳极氧化溶液为硫酸溶液，硫酸溶液的质量百分比为210～220g/L，阳极氧化的电压为14～16V，电流密度为0.9～1.1A/dm3，温度为17～19℃，时间为20～50分钟。较佳地，阳极氧化处理的时间为32～36分钟。
步骤S104：活化处理。
由于金属工件可能设有通孔、盲孔或缝隙，可能会有部分阳极氧化溶液残留在这些孔或缝隙中。因此，需将金属工件置于染色前处理剂中进行活化处理，防止染色时酸性的阳极氧化溶液从金属工件中流出，而产生斑点或染色不均的问题。
在本实施方式中，染色前处理剂包括体积比为55％～76％的复合有机酸，以及体积比为24％～45％的醋酸钠。在常温下进行活化处理，活化处理的时间为2～4分钟。活化处理后，水洗该金属工件，清除金属工件表面的染色前处理剂。上述染色前处理剂能够有效清除金属工件残留的酸性溶液，且易于在后续清洗制程中清除。
较佳地，在活化处理后，再对金属工件进行超声波清洗，通过超声波振动，进一步去除藏在金属工件中的阳极氧化溶液，以提升染色的均匀性，避免染色流痕不良。
步骤S105：染色处理。
将金属工件置于染色液中进行染色，染色液中包括染色剂，所述染色剂能够吸附在阳极氧化膜的膜孔中，从而使金属工件着色。可以理解，可依据需要使用不同的染色剂。在本实施方式中，染色处理的温度为40～50℃，染色时间为4～8分钟，染色液的PH值为5.3～5.8。
采用两种不同规格的黑色染料以及一种红色染料作为染色剂，可将金属工件染成麻雀灰的颜色。在本实施方式中，染色剂包括浓度为0.96g/L的奥野黑色染料420，浓度为0.26g/L的奥野黑色染料411及浓度为0.02g/L的奥野红色染料102。
由于PH值对染色的影响较大，为了减少染色液的PH值发生波动，可在染色液中加入PH稳定剂。在本实施方式中，PH稳定剂为醋酸镍，其质量百分比为10～15g/L。
步骤S106：封孔处理。
将染色后的金属工件置于封孔液中进行封孔处理，封孔液中的封孔剂在阳极氧化膜的膜孔中水解而产生沉淀，填充了膜孔，从而使染色后的膜孔封闭，并将染料固定到膜孔中。封孔处理能够使染色后的阳极氧化膜的耐磨性能和耐腐蚀性能更佳。
在本实施方式中，封孔液中的封孔剂为质量百分比为10～15g/L的醋酸镍，温度为90～96℃，封孔时间大于20分钟。可以理解，在其他实施方式中，封孔液中也可含有硫酸镍、硫酸钴等封孔剂。
在封孔之后，还可将金属工件进行烘干，烘干的温度为80～90℃，时间为8～12分钟。
上述金属工件的表面处理方法，在对金属工件进行染色前，包括活化处理的步骤，能够去除金属工件中通孔或者盲孔中残留的酸性溶液，避免产生斑点或染色不均的现象，提高了染色的质量。另外，在染色液中添加PH稳定剂，能够避免染色溶液的PH值发生较大的波动，保证染色的品质。
本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种金属工件的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
对一金属工件进行阳极氧化处理，以在所述金属工件的表面形成一阳极氧化膜；
将阳极氧化处理后的所述金属工件置于染色前处理剂中进行活化处理，所述染色前处理剂包括复合有机酸及醋酸钠；
将所述金属工件置于染色液中进行染色处理；及
对所述金属工件进行封孔处理。
2.如权利要求1所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述染色前处理剂中，所述复合有机酸的体积比为55％～76％，所述醋酸钠的体积比为24％～45％。
3.如权利要求1所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述表面处理方法还包括在将所述工件进行活化处理后，对所述金属工件进行超声波清洗。
4.如权利要求1所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述染色处理步骤中，所述染色液中包括染色剂及PH稳定剂，所述染色液的PH值为5.3～5.8。
5.如权利要求4所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述PH稳定剂为醋酸镍，其质量百分比为10～15g/L。
6.如权利要求1所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述表面处理方法在阳极氧化处理之前还包括对所述金属工件进行阳极前预处理，所述阳极前预处理包括脱脂、剥黑膜、化学抛光等处理中的至少一种。
7.如权利要求6所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述剥黑膜处理采用的溶液为硝酸溶液。
8.如权利要求6所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述化学抛光处理采用的溶液包括硫酸、磷酸及添加剂，化学抛光处理的温度为70～90℃，时间为50～90秒。
9.如权利要求1所述的金属工件的表面处理方法，其特征在于：所述阳极氧化处理采用质量百分比为210～220g/L的硫酸溶液，阳极氧化处理的电压为14～16V，电流密度为0.9～1.1A/dm3，时间为32～36分钟。
10.一种用于金属工件的表面处理方法中的染色前处理剂，其特征在于：
所述染色前处理剂用于对阳极氧化处理后的金属工件进行活化处理，所述染色前处理剂包括复合有机酸及醋酸钠。
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