發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 04:51

【摘要】：鋁合金材料性能優(yōu)良,是一種在建筑、車輛、機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用廣泛的有色金屬材料。為提高鋁合金型材的耐蝕性、美觀性,常采用陽極氧化和電解著色工藝對鋁合金進(jìn)行表面處理。在眾多色彩中,金黃色因其具有莊重、絢麗的特點(diǎn)而備受市場青睞。當(dāng)前,鋁合金電解著金黃色工藝存在成本高、速度慢、工藝復(fù)雜、環(huán)保性不佳等缺陷。為此,本文通過調(diào)整電解液配方和操作條件,對現(xiàn)有高錳酸鹽鋁合金電解著金黃色體系進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),開發(fā)出一種環(huán)保、快速、經(jīng)濟(jì)、無需擴(kuò)孔的銅-錳-銀混合鹽體系鋁合金電解著金黃色工藝,并對著色工藝機(jī)理進(jìn)行分析研究。具體內(nèi)容如下:采用硫酸陽極氧化法對鋁合金表面進(jìn)行陽極氧化。以單因素實(shí)驗(yàn)法探究氧化時(shí)間、氧化溫度、氧化電壓、硫酸濃度、硫酸鋁濃度對生成氧化膜厚度的影響。以氧化膜厚度確定最優(yōu)硫酸陽極氧化工藝,具體工藝參數(shù):氧化時(shí)間50 min,氧化溫度25℃,氧化電壓14 V,硫酸濃度200 g/L,硫酸鋁濃度6 g/L。在該工藝條件下生成的氧化膜厚度為44.2μm。采用二次電解著色法對經(jīng)硫酸陽極氧化工藝處理后的鋁合金進(jìn)行電解著色。通過單因素實(shí)驗(yàn)法探究時(shí)間、溫度、電壓、硫酸濃度、硫酸鋁濃度、高錳酸鉀濃度、硫酸銅濃度、硝酸銀濃度、氧化膜厚度對生成著色膜外觀及耐蝕性的影響,在滿足著色膜外觀顏色金黃、色澤均勻,表面無缺陷的情況下,以著色膜耐蝕性確定最優(yōu)電解著色工藝,具體工藝參數(shù):時(shí)間4 min,溫度25℃,電壓7 V,硼酸濃度5 g/L,硫酸鋁濃度10 g/L,硫酸濃度10 g/L,高錳酸鉀濃度0.5 g/L,硝酸銀濃度0.4 g/L,硫酸銅濃度1.0 g/L。在該工藝條件下生成的著色膜耐蝕性檢測滴堿實(shí)驗(yàn)結(jié)果為136 s。對本論文提出的銅-錳-銀混合鹽鋁合金電解著金色工藝生成的著色膜進(jìn)行性能檢測,結(jié)果表明:生成的著色膜外觀顏色金黃、均勻,無表觀缺陷,各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異;著色膜表面存在分布均勻、大小相近的孔隙,主要含有氧、鋁、硫、錳、銅、銀元素并存在非晶態(tài)的顯色物質(zhì)和晶態(tài)的Mn_7O_(13)·5H_2O。采用半導(dǎo)體理論、散射原理對本論文提出的鋁合金電解著金黃色工藝的著色機(jī)理、顯色機(jī)理進(jìn)行解釋,提出了在促進(jìn)劑的作用下,高錳酸根離子與銅離子、銀離子競爭結(jié)合電子,還原產(chǎn)生共沉積的機(jī)理模型,很好地解釋了實(shí)驗(yàn)過程,并得出了著色粒子粒徑越大、沉積數(shù)量越多,著色膜顏色越深的結(jié)論。
【圖文】：

圖 2.1 實(shí)驗(yàn)流程圖Fig.2.1 Flow chart of the experiment.2.2 工件表面預(yù)處理（1）除油在鋁合金材料的生產(chǎn)加工過程中，材料表面不可避免會(huì)沾到表面活性劑、油垢等。除油的方法有：化學(xué)除油（酸液、堿液）、超聲除油、電化學(xué)除油等，本課題采液除油，具體工藝參數(shù)見表 2.4。表 2.4 除油工藝參數(shù)Tab.2.4 The technological parameters of oil removalNaOH Na3PO4Na2CO3OP-10 T t10~15 g/L 40~50 g/L 15~30 g/L 0.5~1 g/L 30~40 ℃ 1~2 min（2）堿蝕鋁合金試樣表面有層自然氧化膜，為不影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)效果，需要通過堿蝕將這層膜除去，使工件表面均一致。過度堿蝕，得到的氧化膜顏色黯淡并且表觀粗糙；堿

第二章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法金氧化膜、著色膜性能檢測方法觀質(zhì)量評(píng)定鋁合金氧化著色膜由于其應(yīng)用場景的特殊性，因此對其外觀質(zhì)量目前，評(píng)價(jià)著色膜表觀質(zhì)量主要基于兩種方法：一種是目視檢測本實(shí)驗(yàn)采用國際標(biāo)準(zhǔn) K7 系列勞爾比色卡并參照國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 80外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測。本實(shí)驗(yàn)著色膜外觀質(zhì)量要求為：顏色在 K7 系范圍內(nèi)，顏色飽滿、均勻，反光性能好，，表面無起皮、針孔、條（水印跡、接觸印記等除外）。在自然散射光下，距離樣品 0.5 45°角，參照比色卡標(biāo)準(zhǔn)顏色進(jìn)行目視觀察。K7 系列勞爾比色
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG174.4;TQ151

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2603952