專利名稱：：一種包括微弧氧化膜的鋁合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種包括微弧氧化膜的鋁合金，還涉及該包括微弧氧化膜的鋁合金的制備方法。
背景技術(shù)：
：微弧氧化(MAO)是一種對(duì)材料表面進(jìn)行處理的技術(shù)，是將浸入微弧氧化電解液中的待處理金屬作為一個(gè)陽(yáng)極，另一金屬作為陰極，當(dāng)兩極之間的電壓超過(guò)一定范圍，電極表面產(chǎn)生微弧放電，并發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而在作為陽(yáng)極的待處理金屬表面原位生成陶瓷膜。所獲得的微弧氧化膜具有優(yōu)異的耐高溫、耐磨損和耐腐蝕的性能，并且硬度非常高。因而經(jīng)過(guò)微弧氧化處理的金屬產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、建筑以及電子行業(yè)。但是，對(duì)金屬進(jìn)行微弧氧化處理后的微弧氧化膜表面會(huì)存在很多l(xiāng)-10^im的微孔，這是在微弧氧化過(guò)程中放電造成的。由于存在這些微孔使微弧氧化膜的耐臟污性能較差，光澤度較低，因而會(huì)影響微弧氧化膜的裝飾和美觀效果。因此有必要對(duì)微弧氧化膜進(jìn)行封孔處理。在"鎂合金微弧氧化膜的Si02溶膠封孔處理研究"(《特種鑄造及有色合金》2006年第26巻第10期)中公開了一種用于將鎂合金微弧氧化膜封孔的封孔劑及封孔處理方法，該文獻(xiàn)中采用將正硅酸乙酯、無(wú)水乙醇和蒸餾水按體積比4:3:1.28混合，加入適量的鹽酸作為催化劑攪拌混合，從而制成Si02溶膠，將Si02溶膠作為封孔劑對(duì)鎂合金的微弧氧化膜進(jìn)行封孔，可使該溶膠浸入微弧氧化膜層的孔洞中并填滿孔洞，形成有效的封孔。然而，將該Si02溶膠作為封孔劑應(yīng)用于封閉鋁合金表面的微弧氧化膜的微孔時(shí)，封孔效果較差，從而使該產(chǎn)品的耐臟污性能較差。而且，至今還沒(méi)有對(duì)鋁合金的微弧氧化膜進(jìn)行封孔的有效的封孔劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的Si02溶膠封孔劑使鋁合金表面的微弧氧化膜耐臟污性能較差的缺陷，提供一種使鋁合金表面的微弧氧化膜的耐臟污性能較好的包括微弧氧化膜的鋁合金，并提供該包括微弧氧化膜的鋁合金的制備方法。本發(fā)明提供了一種包括微弧氧化膜的鋁合金，所述鋁合金包括鋁合金基體和鋁合金基體表面的微弧氧化膜，其中，所述鋁合金還包括封孔物，所述封孔物位于所述微弧氧化膜上的微孔內(nèi)和/或位于所述微弧氧化膜的表面。本發(fā)明還提供了一種包括微弧氧化膜的鋁合金的制備方法，該方法包括在鋁合金的表面上形成微弧氧化膜，其特征在于，該方法還包括在所述微弧氧化膜上的微孔中和/或表面上形成封孔物。本發(fā)明提供的包括微弧氧化膜的鋁合金及其制備方法，可使微弧氧化膜表面的耐臟污性能較好，例如分別使用各種化妝品(例如護(hù)手霜、唇膏、防曬液和粉底霜)涂覆到鋁合金的微弧氧化膜上后，該微弧氧化膜均沒(méi)有受到臟污的影響。圖1為實(shí)施例1中鋁合金表面微弧氧化膜封孔前的截面的電鏡掃描圖；圖2為實(shí)施例1中鋁合金表面微弧氧化膜封孔后的截面的電鏡掃描圖3為采用現(xiàn)有技術(shù)中的Si02溶膠對(duì)鋁合金表面的微弧氧化膜進(jìn)行封孔后的截面的電鏡掃描圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供的包括微弧氧化膜的鋁合金，所述鋁合金包括鋁合金基體和鋁合金基體表面的微弧氧化膜，其中，所述鋁合金還包括封孔物，所述封孔物位于所述微弧氧化膜上的微孔內(nèi)和/或位于所述微弧氧化膜的表面。根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金，在優(yōu)選情況下，單位面積所述微弧氧化膜上封孔物的重量為0.001-1克/cm2。根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金，在優(yōu)選情況下，所述微弧氧化膜上至少90%的微孔數(shù)量被封孔物覆蓋，更優(yōu)選至少95%的微孔數(shù)量被封孔物覆蓋。根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金，在優(yōu)選情況下，所述封孔物由封孔劑形成，所述封孔劑為格林陶瓷防污劑、丙烯酸樹脂和有機(jī)硅封孔劑中的一種或幾種。所述封孔劑優(yōu)選為格林陶瓷防污劑，所述格林陶瓷防污劑含有有機(jī)硅烷和硅氧垸在石油溶劑中的混合溶液，以格林陶瓷防污劑的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)硅烷和硅氧垸混合物的含量為0.2-10重量％，所述石油溶劑的含量為80-99%重量，其中有機(jī)硅烷與硅氧烷的重量比為1:0.01-100，優(yōu)選為1:0.1-10。所述格林陶瓷防污劑可以選用商購(gòu)的產(chǎn)品，例如佛山市格林陶瓷技術(shù)有限公司的牌號(hào)為2332的格林陶瓷防污劑。本文所描述的"石油溶劑"為由石油原油經(jīng)常壓蒸餾所得沸點(diǎn)范圍較窄的輕質(zhì)油餾分經(jīng)酸堿等精制而得。主要成分為垸烴、環(huán)垸烴和少量芳烴，不含任何添加劑。石油溶劑通常按98%餾出溫度或干點(diǎn)(100%餾出溫度)分為70、90、120、180、190、200等牌號(hào)。70號(hào)石油溶劑，也稱香花溶劑油，沸程60-70。C;90號(hào)石油溶劑，也稱石油醚，沸程60-9(TC;120號(hào)石油溶劑，也稱橡膠溶劑油，沸程80-120。C;180號(hào)石油溶劑，也稱航空洗滌油，沸程40-180°C;190號(hào)石油溶劑，也稱工業(yè)汽油，沸程40-190。C;200號(hào)石油溶劑，也稱油漆溶劑油。本發(fā)明所述石油溶劑可以是上述各種牌號(hào)的石油溶劑。根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金，微弧氧化膜的厚度為2-300微米。本發(fā)明提供的包括微弧氧化膜的鋁合金的制備方法包括在鋁合金的表面上形成微弧氧化膜，其中，該方法還包括在所述微弧氧化膜上的微孔中和/或表面上形成封孔物。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述封孔物的形成方法包括，在所述微弧氧化膜上涂覆封孔劑，然后干燥，使所述微弧氧化膜上至少90%的微孔數(shù)量被封孔物覆蓋。根據(jù)本發(fā)明的制備方法，在所述微弧氧化膜上涂覆封孔劑的方法可以采用各種涂覆方法，例如將包括微弧氧化膜的鋁合金放入封孔劑中浸泡0-5分鐘，然后取出，在該鋁合金干燥前用棉布反復(fù)擦拭，直至微弧氧化膜表面均勻?yàn)橹?，或者直接將封孔劑涂抹到該鋁合金表面的微弧氧化膜上，然后該鋁合金放入烤箱中在40-100'C的溫度下烘烤將該鋁合金干燥，也可以不經(jīng)過(guò)烘烤自然晾干。根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，所述在鋁合金的表面上形成微弧氧化膜的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，例如該方法包括，將鋁合金置于盛有電解質(zhì)溶液的電解槽中，以鋁合金為陽(yáng)極，電解槽作為陰極，微弧氧化的條件使鋁合金表面形成厚為2-300微米的微弧氧化膜；所述微弧氧化的條件包括電流密度為0.5-10A/dm2，電壓為400-600伏，電解質(zhì)溶液的溫度為15-60°C，微弧氧化的時(shí)間為2-60分鐘。用于進(jìn)行微弧氧化的電解液可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種電解液，例如采用含有六偏磷酸鈉、硅酸鈉和氫氧化鈉的電解液，該電解液的配方及各成分的含量為六偏磷酸鈉30-40g/L，硅酸鈉2-10g/L，氫氧化鈉0.5-5g/L。下面采用實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)地描述。實(shí)施例1選用型號(hào)為6061的鋁合金材料制備本發(fā)明的包括微弧氧化膜的鋁合金金1、鋁合金材料的前處理將上述鋁合金工件浸入含有氫氧化鈉30克/升、磷酸鈉40克/升、硅酸鈉20克/升的堿性溶液對(duì)鋁合金基材進(jìn)行脫脂。脫脂的溫度為85。C，脫脂的時(shí)間為8分鐘。然后水洗5分鐘。2、鋁合金材料的微弧氧化將上述脫脂后的鋁合金工件浸入含有六偏磷酸鈉35g/L，硅酸鈉6g/L，氫氧化鈉1.2g/L的電解液中，以鋁合金工件為陽(yáng)極，以不銹鋼板為陰極進(jìn)行微弧氧化。在電流密度為0.5-10A/dm2，電壓為400-600伏，電解質(zhì)溶液的溫度為25。C的條件下進(jìn)行微弧氧化，微弧氧化的時(shí)間為15分鐘，在鋁合金材料表面形成了厚為8微米的微弧氧化膜。用電子掃描電鏡觀察微弧氧化膜的表面，所得到的電子掃描電鏡圖見圖1。3、對(duì)微弧氧化膜的封孔處理將上述形成了微弧氧化膜的鋁合金放入格林陶瓷防污劑(佛山市格林陶瓷技術(shù)有限公司牌號(hào)為2332)中浸泡2分鐘，然后取出，用無(wú)塵布擦拭該鋁合金表面直至表面均勻，無(wú)任何痕跡，然后放入到烤箱中在8(TC的溫度下烘烤8小時(shí)，形成位于微弧氧化膜微孔內(nèi)和表面上的封孔物，得到本發(fā)明的包括微弧氧化膜的鋁合金。測(cè)得單位面積微弧氧化膜上封孔物的重量為0.1克/cm2，微弧氧化膜上至少90%的微孔數(shù)量被封孔物覆蓋。用電子掃描電鏡觀察微弧氧化膜的表面的封孔物，所得到的電子掃描電鏡圖見圖2。對(duì)比例1采用現(xiàn)有技術(shù)中的Si02溶膠作為封孔劑對(duì)進(jìn)行微弧氧化后的鋁合金進(jìn)行封孔。分別按照實(shí)施例1中描述的前處理以及微弧氧化方法對(duì)鋁合金進(jìn)行前處理和微弧氧化。接著，將正硅酸乙酯、無(wú)水乙醇和蒸餾水按體積比為4:3:1.28混合，加入適量的作為催化劑的鹽酸，用磁力攪拌機(jī)攪拌2小時(shí)，最終得到無(wú)色透明的Si02溶膠。將上述進(jìn)行了微弧氧化處理的鋁合金浸入所得到的Si02溶膠中20秒，然后以一定速度均勻地提起，讓底部溶膠落盡，5-10分鐘后，在微弧氧化膜表面形成半凝固的透明凝膠膜，在室溫下自然干燥24小時(shí)，再放入箱式電阻爐中緩慢加熱至30(TC并保溫10分鐘，制得微弧氧化膜表面的封孔涂層。用電子掃描電鏡觀察微弧氧化膜的表面的封孔涂層，所得到的電子掃描電鏡圖見圖3。性能測(cè)試1、用電子掃描電鏡觀察從圖1、2、3的電子掃描電鏡可以看出封孔前的樣品存在很多直徑為1-10微米的孔隙，用格林陶瓷防污劑封孔后樣品表面孔隙基本被填平，而圖3中采用溶膠-凝膠法封孔后樣品表面還殘留較多的孔隙。2、耐臟污性能測(cè)試取適量護(hù)手霜、唇膏、防曬液和粉底霜分別涂覆到實(shí)施例1中封孔前的鋁合金的微弧氧化膜表面和封孔后的鋁合金微弧氧化膜的封孔涂層上以及對(duì)比例1中封孔后的鋁合金微弧氧化膜的封孔涂層上，在空氣中放置24小時(shí)，然后用清水洗去，放置2小時(shí)后觀察樣品表面有無(wú)變化。觀察到測(cè)試后樣品表面無(wú)改變?yōu)楹细?，觀察到樣品表面留有痕跡為不合格。表l為上述測(cè)試所得到的結(jié)果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表1的測(cè)試結(jié)果可以看出，鋁合金表面的微弧氧化膜在封孔前的耐臟污性能較差，而封孔后的耐臟污性能很好，而對(duì)比例1中對(duì)鋁合金表面的微弧氧化膜進(jìn)行封孔后的耐臟污性能雖然比未封孔時(shí)好些，但比本發(fā)明的實(shí)施例1中所獲得的包括微弧氧化膜的鋁合金的耐臟污性能差。權(quán)利要求1、一種包括微弧氧化膜的鋁合金，所述鋁合金包括鋁合金基體和鋁合金基體表面的微弧氧化膜，其特征在于，所述鋁合金還包括封孔物，所述封孔物位于所述微弧氧化膜上的微孔內(nèi)和/或位于所述微弧氧化膜的表面。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其中，單位面積所述微弧氧化膜上封孔物的重量為0.001-1克/cm2。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其中，所述微弧氧化膜上至少90%的微孔數(shù)量被封孔物覆蓋。4、根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的鋁合金，其中，所述封孔物由封孔劑形成，所述封孔劑為格林陶瓷防污劑、丙烯酸樹脂和有機(jī)硅封孔劑中的一種或幾種。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金，其中，所述封孔劑為格林陶瓷防污劑，所述格林陶瓷防污劑含有有機(jī)硅烷和硅氧烷在石油溶劑中的混合溶液，以格林陶瓷防污劑的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)硅垸和硅氧烷的總含量為0.2-10重量％，所述石油溶劑的含量為80-99重量％，其中有機(jī)硅烷與硅氧烷的重量比為1:0.01-100。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金，其中，在所述格林陶瓷防污劑中，有機(jī)硅垸與硅氧垸的重量比為1:0.1-10。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其中，微弧氧化膜的厚度為2-300微米。8、一種權(quán)利要求1所述的包括微弧氧化膜的鋁合金的制備方法，該方法包括在鋁合金的表面上形成微弧氧化膜，其特征在于，該方法還包括在所述微弧氧化膜上的微孔中和/或表面上形成封孔物。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中，所述封孔物的形成方法包括，在所述微弧氧化膜上涂覆封孔劑，然后干燥，使所述微弧氧化膜上至少90%的微孔數(shù)量被封孔物覆蓋。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述封孔劑為格林陶瓷防污劑、丙烯酸樹脂和有機(jī)硅封孔劑中的一種或幾種。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的制備方法，其中，所述封孔劑為格林陶瓷防污劑，所述格林陶瓷防污劑含有有機(jī)硅烷和硅氧烷在石油溶劑中的混合溶液，以格林陶瓷防污劑的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)硅烷和硅氧烷混的總含量為0.2-10重量％，所述石油溶劑的含量為80-99重量％，其中有機(jī)硅烷與硅氧烷的重量比為1:0.01-100。12、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中，所述在鋁合金的表面上附著微弧氧化膜的方法包括，將鋁合金置于盛有電解質(zhì)溶液的電解槽中，以鋁合金為陽(yáng)極，電解槽作為陰極，微弧氧化的條件使鋁合金表面形成厚為2-300微米的微弧氧化膜；所述微弧氧化的條件包括電流密度為0.5-10A/dm2，電壓為400-600伏，電解質(zhì)溶液的溫度為15-60°C，微弧氧化的時(shí)間為2-60分鐘。全文摘要本發(fā)明提供了一種包括微弧氧化膜的鋁合金，所述鋁合金包括鋁合金基體和鋁合金基體表面的微弧氧化膜，其中，所述鋁合金還包括封孔涂層，所述封孔涂層覆蓋在所述微弧氧化膜上。本發(fā)明提供的鋁合金耐臟污性能非常好。文檔編號(hào)C25D11/04GK101413139SQ20071016369公開日2009年4月22日申請(qǐng)日期2007年10月18日優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日發(fā)明者清宮,軍林,林宏業(yè),鑫王申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司