1、鋁合金（ly12）光干涉著色技術研究壤囊五結論1,本裝置結構簡單調試方便,樹脂處理方法先進,科學2出水量大,質量高.自帶電導儀,監測交換水的質量(責任編輯張玲)lo.o5鋁合金(ly12)光于涉著色技術研究.1一一一一-,.藝處-二替埕.謄鴦:.摘要_,i:本文耐鋁合金2)光f涉電解著色進行了研究.研究了電解著色液的穩定進,表面活縫垂斕淑中豫-力口痢.霓嬡了輯合金中銅的腐蝕,使其滿足工王業盛暑,填補了國內外寶自._塒光干涉電解著色的試樣進行了耐光性耐腐蝕性租耐囊掛試驗.結果社能良好.,!一.;一,囊述.;.鋁臺盎陽極化電解著色技術的原理早在本世紀蘭十年代就被人們所發現,贏到六十年代淺田使電解著

2、色實現r工業1七.從此,陽極化著色技術得到了廣泛的應用和不斷的發展.但電解著色存在的主要阿題是色調單一.sheasby等人開拓了蘭次電解著色,井實現了工業化生,生產出蘭灰色的鋁型材.我們對航空航天,機械電子,儀器儀裘工業中廣泛應用的lyl2lyll鋁合金進行了光干涉著色技術研究,并進行了中試,使韓具備了批置生產l7能力a氧(七膜的耐耐腐蝕性任國處于領先水平,lyl2lyll著色技術的研究成功填補丁含銅鋁合金著色用于工業應用的國內外空白.=,千涉光電解著色原理由于三次電解著色填中色素體的厚度與光的薄瑛干涉中的薄膜厚度相當,因此,鋁陽極化三次電解著色的各種色調可用光的薄膜干涉原理解釋.見圖(1).

3、同一自光源的一束光線照射在覆蓋有透明物質a(即薄膜)的基體b上,部分光線經a的表面反射成y,另一部分光線經折射后進入薄膜內,經ab的界面反射到a表面,最后折射到原媒質中成為z光線.因y和z來自同一光譚,一滿足發生干涉的條件因此,視薄膜厚度和光的波長而定會發生加強(即相長干涉)或削:三-弱(相消千涉).薄膜能否呈現顏色和色調與上述a,b兩b個反射界面的距離有關.圖1光的薄膜干涉原理三,實驗裝置,材辯及工藝過程l,實驗裝置鋁臺壘陽極化光干涉著色的主要實驗裝鼉見圖2,圖3,圖4.圖2硫酸陽極化槽實驗裝置圖圖3磷酸陽極化實驗裝置圖2,實驗材料l8圖4電解著色實驗裝置圖,jlf1i著色禳穩定劑i表面活性

4、荊,封閉用添加劑i鋁臺金板材(20x15)1111111常規藥品略.3,工藝過程備料一+裝架一+前處理一+水洗一+刷光-.-i,.-堿蝕一+水洗一+出光一+水洗-.-i,.-擊離子術洗一+陽極化一+水洗一一去離子術洗一+磷酸陽根化一+水洗一+去離子7k洗一+電解著色一+水洗-.-i,.-去離子水洗一+封閉一+純水洗一+卸料.四,工藝過程中溶液鼉方的篩選殛工藝參鼙的形響工藝過程中前處理,堿蝕,尉光,出光,硫酸陽極化等等作用,配方及工藝參數的影響見參考文獻.l,磷酸陽極化經硫酸陽極化再磷酸陽極化,電解著色后可使色調豐富,因為磷酸陽極化后改變了硫酸陽極化膜的孔隙結構,磷酸陽極化與硫酸陽極化斷面構造見

5、圖5.磷酸陽極化螬加了底部孔豫,使沉積的金屬產生光學干涉效應,產生各種顏色.對加強性的干涉,膩中的光程差是,n是奇整數,是光的波長.對于削弱性的干涉,光程差是n(/2).a硫酸阻極化斷面圖b磷酸陽極化斷面圖圖5硫酸陽極化與磷酸陽極化斷面構造圖磷酸陽極化配方及工藝參數.磷酸loog/l溫度室溫時間4lomin電壓()1015v.對極純鋁磷酸陽極化工藝參數對著色的影響如下.()擴孔時間的影響必須保證一定的擴孔時間,時間太短,無明顯的于涉效應.但足不能太長,否剮扁部壘部腐蝕掉,形成大片孔洞,不能著色,且容易魄落.在恒電壓下,磷酸陽極化電流與時間的關系見圖6.可見,隨著擴孔時間的延長,電流不斷增大,說

6、明陽極氧_化膜不斷被腐蝕掉.(2)電壓的影響ln電壓過小,由于氧化膜是絕緣的,電流不能進入膜砘底部,陽極l七擴孔不聘顯,不能產生干涉色.電壓過大,腐蝕速度太快,操作不易控翩,時間稍長,就不能著上色.蘭圖6恒電壓下磷酸陽極化電流與時間的關系(3)溫度的影響窀溫對.磷馥擴孔對電解著色影響不大,但溫度高低對著色重現性有較大影響.2,電解著色一電解著色照用鎳,錫混臺鹽配方,此配方兼聵了鎳鹽配方和錫鹽配方的優點,克服了其不足.配方具有著色均勻,牿著性,再生性好,生產效率高,溶液使用壽命長的特點溶液配方如下niso41525g/lsnso.0.53g/lh2soloml/l穩定劑0.52g/l,表面活性l

7、劑適囂電壓l5vph0.52溫度202.c對極不銹鋼時間o.5fimin(根據顏色而定)光于涉著色的均勻性和質鼉除磷酸陽極f等因素外,著色l液配方及工藝參數是決j匿.素.1)溶液配方晦影響鎳鹽的影響?鎳鹽是著色液的主要成份,一般隨著濃度的升高,色調變換加快.在zsg/lr,a上,著色膜色調不易控制,重現性差.在i5g/l以下,著色膜均勻性差.一般職20g/l為宜.錫鹽的影響!.錫鹽能引發鎳鹽共同沉積到膜孔中,但錫鹽含量不能太高,否剛顏色控制筒難.?含量太低,不能起到共沉積的作用一般為1.5g/l為宜,.,穩定劑的影響穩定劑可提高著色電極的極化作用,使著色膜均句,進可以防止亞錫離子氧,使溶液穩定

8、.不使用穩定劑,著色噗均勻性差,且溶液穩定性差配制的新溶澈幾詹己不能著2o色表面活性村的影響:表面潘性劑對改善著色均勻性有顯著效果.原因可能是由于其表面活性和吸附的戢晌,使氧化膜表面的金屬沉積更均勻一致,從而使著色膜均勻.因此,表面活性郝的選擇是電解著色的一個關鍵,必須十分重視.(2)工藝參數的影著色電壓,搟液pji,溫度等對著色膜的均勻性和重現性均有顯著影響.操作目.,必須確定最佳工藝,嚴格操怍.圖7冶出了在恒電壓下電流與時間曲線關系.3,封姍處理經電解著色的鍋氧化膜必須封孔,以提高其耐腐蝕和耐光住封閉澈配方圖7恒電壓下電流與時間去離子水的曲線盞系添加劑+一0.020.5g/l.ph+一70

9、.5溫度+一98l00.c時間+一2o一60min(根據膜厚定)如坷選攆封閉時鯽添加劑是整個鋁合金(ly12,lyl1)陽極化電解著色的關鍵.添擁劑必須具有列鉛合金中的銅元素有鈍化作用,使鉛臺金耐腐蝕,并滿足工業生產應用-l兩時添加劑應具備擊除粉霜的能力,使著色驥外觀華麗漂亮.且對水化反應的毒性小.現選用的添加劑具備了以上各項要求,實際應用中獲得了理想曲效果.五,實驗結果1,著色時間與顏色的關系由予坷:同電解著色時間產生不同的干涉顏色,其關系見表1.裹1著色時間與色調的關系磕酸陽磷酸剛電解著色【著色時間對凝.色的,影晌.11.極化極化條件0.5mi2mta-j4min右n.so17sg/lh.

10、poloo/lnisn電解液紫淺f灰些.li:一20l.c20l.ci201c藍藍綠綠4rainphl2d;1a/dm110v()20v()!色色色色1.1.l212,著色膜性能比較經對常規陽極氧化膜和光于涉著色膜進行嚴格測試,其耐磨性,耐腐蝕性,耐光性結果見表2,表3,表4從中可以看出,光干涉著色膜的耐磨性稍差,這是由于擴孔所影響的,其它性能基本一致.裹2耐磨性試驗結果序號編號磨前膜厚磨后膜厚磨削數耐磨情況l5m2um220次67次/urn25m2um200次67次/urn35um2uill200次67次/uml7um5um100次50次/um27um5umi00次5o次/urn_37urn

11、?5uill100次50次,um耐磨試驗執行標準1so/dp8251和日本企業標準jish-8682測試儀器(1)平面磨耗試驗機(2)wh一1oo0渦流鍘厚儀測試條件:(1)砂紙金相砂紙一(2)負荷400g表中序號一為常規陽極化電解著色,序號二為光干涉電解著色.從中可以看出,光干涉電解著色的耐磨性稍差,原因可能是由于擴孔引起的.(表3見下頁)試驗標準iso377ocass試驗評價標準1so1462試驗設備df-27型多用腐蝕試驗箱.試驗條件溫度502c溫度95樣品安裝位置t成20角表中序號一為常規電解著色,序號二為光于涉著色,結果兩者耐腐蝕性能相當.22裹3耐腐蝕性試驗結果序號編號第一次出現腐

12、蝕時間最終評價及備注l24h出現腐蝕點120h6.3級237.1級一47.3級55.4級l6.3級26.6級36.3級436h出現腐蝕點7.1級524h出現腐蝕點6.3級裹4耐光性試驗結果l6767級以上26767級以上l3676.7階以上._,試驗標準.gb680884,.試驗設備及條件ixenost150r曝曬倉內溫度20.c-黑極溫度36.c相對濕度405o.,.表中序號一為常規電解著色,序號二為光干涉著色,可見耐光性相同六,結論一l,鋁臺盒(lyl2)陽檄氧化膜經磷酸擴孔后電解著色,可得到各種鮮艷的顏,色,豐富了陽極他著色膜的顏色2,著色鹽工藝范圍寬,穩定性好,著色均勻性好,溶液使用壽命長.3,封閉添加剞和電解著色穩定幫,表面活性劑選擇優良.4,著色膜耐光性,耐腐蝕性好,耐磨性稍差.5,光干涉著色亟現性差,色髑控0較困難.參考文獻(1淺田,日永特許3104011963(2)陽極弛鋁著色的干涉效砬p?g?sheasby等l1屆國際金屬表面處理會議論文選譯武漢材料保護所譯.(3)鋁及鋁臺金閉檄,電解著色技術研究華春煜等鑒定資料(4】銷及鋁合金陽極氧化腆國際