[发明专利]一种含镁高硅变形铝合金表面彩色电泳涂膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种含镁高硅变形铝合金表面彩色电泳涂膜的制备方法。

背景技术

含镁高硅变形铝合金，是一种含硅量高达10-15wt%的含镁高硅变形铝合金，是我国研发的具有完全自主知识产权的新型铝合金，是一种典型的资源节约型、环境友好型的高性能低成本新材料。它具有优于6XXX系变形铝合金的室温强度和与之相当的塑性，在民用和工业领域具有广阔的应用空间。但在铝基体中添加高含量硅元素，能够改善其铸造性能，增加材料硬度和强度，却也降低了耐蚀性。

铝合金材型材传统的表面处理工艺是氧化、封闭及着色处理，这种铝材的转化膜在户外长期使用时，特别是在酸雨或海洋环境中时，容易腐蚀，耐久性差，因此自20世纪70年代开始，人们尝试用涂料涂装的方法来提高建筑用铝型材的装饰性能及使用年限。已工业化使用的有电泳涂装、粉末涂装和氟碳喷涂。电泳涂装法和其它涂装方法相比具有显著优点，如膜层均匀致密、耐蚀性高、涂料循环使用、易于自动化生产、适于大批量生产等。电泳涂装工艺的局限性是只适合具有导电性的单一金属材质。

发明内容

为了弥补现有技术对含镁高硅变形铝合金表面处理的国际空白，针对含镁高硅变形铝合金耐蚀性差、装饰性差的不足之处，本发明提供一种彩色电泳涂膜的制备方法，在含镁高硅变形铝合金表面涂装多种色彩的漆膜，用以提高含镁高硅变形铝合金的耐蚀性和装饰性。

本发明的电泳涂膜的制备过程为：预处理、直流阳极氧化和阳极电泳涂装。

具体按以下步骤进行：

（1）预处理

选取含镁高硅变形铝合金工件，将其先后经300^#水砂纸打磨、600^#水砂纸打磨、800^#水砂纸打磨和1000^#水砂纸打磨，再用抛光机抛光，使工件形成光泽表面；然后将其放入丙酮中超声10 min进行除油处理；之后将其置于碱槽中于60-65?C碱蚀2-3min，碱槽中的混合碱液成分为：5g/L NaOH、20g/L Na₃PO₄和20g/L Na₂CO₃；将碱蚀后工件在1min内移往清水槽中清洗，停留1min后，再将其放入酸槽中于98-100?C恒温酸洗2-3 min，酸槽中混合酸液的成分为：600 g/L 质量浓度为85%的H₃PO₄，400 g/L质量浓度为98%的H₂SO₄，3g/L Na₂CO₃；将酸洗后的工件在清水槽中浸泡1min，然后在空气中晾干；对晾干后的工件进行去灰处理，将工件在常温下于去灰槽液中浸泡2-3s，去灰槽液的配方为：90 g/L质量浓度为98%的H₂SO₄，15~30 g/L NaF和50 g/L质量浓度为68%的HNO₃。

去灰的目的是由于高硅铝合金材料本身含硅量较高，碱蚀之后在合金表面形成一层灰黑色的疏松的灰状物表面层，酸洗后仍残留，该灰状物要靠去灰工艺除去，去灰反应比较复杂，主要反应有：

Si + 4HNO₃ = SiO₂ˉ + 4NO₂- + 2H₂O                         (1)

SiO₂ + 6HF = H₂SiF₆ + 2H₂O                                 (2)

Al + 4HNO₃ = Al(NO₃)₃ + NO- + 2H₂O                        (3)

3M + 8HNO₃ = 3M(NO₃)₂ + 2NO- + 4H₂O                     (4)