[发明专利]改善阳极氧化薄膜的方法、阳极氧化薄膜结构和铝合金制造的舷外发动机

说明书

本发明涉及一种阳极氧化薄膜结构，其能改善在有水环境中使用的铝合金制品或部件的耐腐蚀性，这些部件例如在海洋或湖泊中使用的轮船螺旋桨或船身、通用发动机驱动的水泵或喷射装置、以及水稻田内使用的农用机械。

每种这样的制品或部件通常都覆盖有防腐抗锈表面涂层。其中特别重要的是抗锈涂层，其能使任何这样的制品或部件耐受住海水侵蚀，这些海水含有盐，而盐是加速腐蚀的成分。迄今为止，已经提出了许多有关防腐防锈涂层的技术方案，其包括名称为“铝材和铝制船身发动机的抗锈处理方法”的日本专利拟定公开第平-2-250997号，其特征在于在铝材或铝合金材料的表面上形成阳极氧化薄膜，用二硫化钼密封薄膜中的小孔，并在薄膜上形成表面涂层。

然而，已经发现所建议的铝制船身发动机仅展现出了防腐性能，那只是当时希望令人满意的，但是其未能满足近年来的严格要求。

本发明提供了一种改善了防腐性能的抗锈结构。

我们作为本发明的发明人已经注意到二硫化钼的建议使用，研究的结果发现了一个问题。更准确地说，我们已得出以下结论，二硫化钼是晶状物质，其不能与铝形成任何钝态层，而仅能封闭阳极氧化薄膜的小孔并附着在薄膜上面，其在耐用性方面不能令人满意。因此，我们研究了能够与铝形成钝态层的非晶态物质的使用，并成功地研制出能够克服现有技术问题的技术。

依照本发明的第一方面，提供了一种改善阳极氧化薄膜的方法，其包括以下步骤：在铝合金材料的表面上形成阳极氧化薄膜，用能与铝形成钝态层的非晶态物质浸渍薄膜，以便在薄膜生长过程中填充薄膜内形成的小孔，密封小孔，以便封闭它们的入口，由此将非晶态物质限制在小孔里。

如果薄膜具有能达到铝合金材料的裂痕，就要用非晶态物质浸渍阳极氧化薄膜，从而在非晶态物质与铝之间形成钝态层。该钝态层的形成可以抑制腐蚀。

依照本发明的优选实施例，可将磷酸锆用作非晶态物质。磷酸锆或铬酸铬可用作能与铝形成钝态层的非晶态物质，但是铬酸铬是有害的重金属，其产生废水而导致较高的处理成本。由于磷酸锆不需要任何这种昂贵处理，因此磷酸锆是优选的，另外磷酸锆还能降低改善阳极氧化薄膜的成本。依照优选示例，磷酸锆的使用量约为15mg/cm²到45mg/cm²是适当的。

甚至也能用沸水或硅酸钠密封小孔。然而，由于乙酸镍的耐腐蚀性，因此乙酸镍与沸水或硅酸钠相比是优选的。

该方法可进一步包括在封闭阳极氧化薄膜的小孔后用底漆涂覆阳极氧化薄膜表面的步骤。如果阳极氧化薄膜和底漆完好无损，它们就能保护铝合金，但是如果薄膜受损，磷酸锆和铝就能形成钝态层来保护铝合金材料。依照优选例，可将磷钼酸用作底漆颜料。还可以将磷酸锌或三磷酸用作颜料。然而，就耐腐蚀性而言磷钼酸是优选的。依照优选例，利用按重量计算比例为5到15％的磷钼酸是适当的。

依照本发明的第二方面，提供了一种阳极氧化薄膜结构，其包括：在铝合金材料表面上形成的阳极氧化薄膜，用于浸渍薄膜的磷酸锆，由此它可在薄膜生长过程中填充薄膜内形成的小孔，用于封闭小孔入口的密封剂。

依照该结构，用非晶态物质浸渍阳极氧化薄膜，从而，如果薄膜有达到铝合金材料的裂纹，磷酸锆与铝之间就会形成钝态层。该钝态层的形成可以抑制腐蚀。如果被密封了小孔的薄膜是完好无损的，则该薄膜就能保护铝合金材料，而如果薄膜受损，磷酸锆与铝能形成钝态层来保护铝合金材料。因此，该结构提供了对铝合金材料的长时间保护。至于作为浸渍剂的磷酸锆用量，使用量约为15mg/cm²是适当的。

该结构进一步包括在含密封剂的阳极氧化薄膜表面上形成的底漆层。底漆层和小孔被密封了的薄膜如果完好无损，则它们就能够保护铝合金材料，而如果薄膜受损，磷酸锆和铝就会形成钝态层来保护铝合金材料。因此，该结构提供了对铝合金材料的更长时间的保护。底漆层可以是含磷钼酸颜料的底漆。也可将磷酸锌或三磷酸用作颜料。然而，就耐腐蚀而言磷钼酸是优选的。

依照本发明的第三方面，提供了一种铝合金制造的舷外发动机，其包括发动机罩、与发动机罩的底部固定的下罩、与下罩底部固定的外延箱、以及与外延箱底部固定的齿轮箱，至少每个外延箱和齿轮箱具有阳极氧化薄膜结构，该结构包括在铝合金材料表面上形成的阳极氧化薄膜，浸渍薄膜以便填充薄膜生长过程中内部形成的小孔的磷酸锆、以及封闭小孔入口的密封剂。