專利名稱：用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑及其應(yīng)用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑，本發(fā)明還涉及該處理劑對鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面進(jìn)行染色處理的工藝。
背景技術(shù)：
由鋁或者它的合金做成的金屬工件具有高品質(zhì)的機(jī)械性能，因此這些工件在許多工業(yè)中有極其廣泛的應(yīng)用，這些工件通常需要進(jìn)行表面處理以提高表面耐腐蝕性能。陽極氧化是一種在陽極氧化溶液中進(jìn)行的表面處理過程，以提高金屬工件的裝飾性和耐久性。在鋁合金工件陽極氧化過程中，多孔性的氧化膜在表面形成，氧化的工件通常進(jìn)行染色以獲得裝飾性的外表面，通常在染色溶液中進(jìn)行染色，溶解在染色液中的有機(jī)染料通過多孔性的陽極氧化膜的吸附而進(jìn)入到孔隙中從而使鋁合金表面具有光亮鮮艷的顏色。鋁合金工件通常由兩塊或者多塊工件焊接在一起形成。兩塊金屬的焊接形成了連接區(qū)域。該連接區(qū)域通常有許多微孔和細(xì)裂縫。然而在陽極氧化過程中，一部分陽極氧化槽液進(jìn)入微孔或者細(xì)裂縫中。進(jìn)入焊接部位的氧化槽液不易被沖洗出來。因此，焊接部位不能吸附有機(jī)染料，從而不能染上顏色。隨著鋁合金工件的形狀越來越復(fù)雜，工件上的深孔和盲孔也隨之增多，在陽極氧化過程中，一部分陽極氧化槽液進(jìn)入深孔和盲孔中，在陽極氧化后的水洗過程中很難將孔中殘留的氧化槽液清洗干凈，在染色過程中孔中的氧化槽液流出會造成孔周圍的顏色變淺或形成發(fā)白流痕?，F(xiàn)在常采用的增強(qiáng)染色質(zhì)量的方法有兩種一是在陽極氧化水洗后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1-3%的NH3. H2O中和殘留在焊縫、深孔或者盲孔中的氧化槽液以提高染色效果，但其存在的缺點是提高染色質(zhì)量的效果非常有限，良品率不能得到保證，產(chǎn)品顏色質(zhì)量波動大，而且 1-3%的NH3. H2O的氣味重，有害于操作人員的健康安全。二是陽極氧化水洗后采用硝酸活化的方法。專利號US 2008/0149494 Al,發(fā)明了一種焊接金屬工件表面染色工藝，該工藝采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 30%的HNO3在20 30°C對焊接工件進(jìn)行活化處理。由于該方法使用 10 30%的HNO3,HNO3具有揮發(fā)性對環(huán)境污染大，對操作人員的健康也有損傷，同時提高染色質(zhì)量的效果也有限，良品率不能得到保證，產(chǎn)品顏色質(zhì)量波動大。綜合上述情況，迫切希望有一種克服上述缺點的鋁合金焊接、盲孔工件表面染色前處理劑及其應(yīng)用工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的一個目的是要提供一種既能提高鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件染色的質(zhì)量、提高染色速度、減少染色時間、大大地減少染色不良率、又不會污染環(huán)境且減少對操作人員的健康損傷的染色前處理劑。本發(fā)明的另一個目的是要提供一種應(yīng)用該處理劑對鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面進(jìn)行前處理的染色處理工藝。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑，其特征在于其包含有如下質(zhì)量百分比的原料有機(jī)酸70 85%，有機(jī)酸鹽13 28%，陰離子表面活性劑0. 5 11所述的有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、丁二酸、丙二酸、草酸、蘋果酸、抗壞血酸、苯甲酸、水楊酸、鄰苯二甲酸、磺基水楊酸中的一種或多種的混合物。所述的有機(jī)酸鹽為檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉、草酸鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、苯甲酸鈉、植酸鈉、葡萄酸鈉、肉桂酸鉀中的一種或多種混合物。所述的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉、甘油單酸酯二硫酸鈉中的一種或多種的混合物。本發(fā)明提供的應(yīng)用上述的染色前處理劑對鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面進(jìn)行染色處理的工藝，其特征在于包括如下步驟(1)、取鋁合金組成的焊接金屬工件或者具有深孔或者盲孔的鋁合金工件，對金屬工件進(jìn)行脫脂，在脫脂除油后對金屬工件進(jìn)行充分的水洗；(2)、金屬工件在化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光，拋光后進(jìn)行水洗，然后浸入除漬去灰劑中以去除不溶性的金屬氧化物，從而獲得清潔光亮的金屬表面；(3)、金屬工件在陽極氧化槽液中進(jìn)行陽極氧化以便在金屬表面形成一層多孔性的陽極氧化膜，在陽極氧化過程中，槽液中的H2SO4會進(jìn)入焊接部位的微孔、裂縫或者盲孔中；(4)、氧化過的鋁合金工件需要進(jìn)行3-4道流動水洗，以去除殘留的陽極氧化槽液；(5)、氧化過的鋁合金工件浸入染色前處理劑中，染色前處理劑的濃度為40-70克/升，染色前處理劑的溫度控制在40-60°C，金屬工件在染色前處理劑溶液中的處理時間為3-6分鐘；(6)、處理后的有氧化膜的鋁合金工件浸入染色溶液中，給金屬表面染上顏色，有機(jī)染料的濃度為1-10克/升，染色時間為5-15 分鐘；(7)、將染色后的金屬工件水洗后在鎳鹽中進(jìn)行封閉處理，封閉后的鋁合金工件通過流動水洗，即形成一個具有光澤而且顏色鮮艷的鋁合金工件。本發(fā)明的染色處理工藝中涉及的脫脂、化學(xué)拋光液、除漬去灰劑、陽極氧化槽液、 染色溶液的有機(jī)染料、封閉處理的鎳鹽均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的已知的物料和工藝。本發(fā)明的有益效果是1.防止從焊接部位、盲孔中因酸污流出而發(fā)生斑點狀、星狀的染色不良。經(jīng)使用統(tǒng)計證明，使用染色前處理劑能夠?qū)⒁蚝附硬课弧⒚た椎乃嵛哿鞒霭l(fā)生的染色不良率由90%降低到只有洲左右。2.防止因水洗不足造成的斑點、流掛狀的染色不良，經(jīng)染色前處理劑浸泡后，因水洗不足造成的斑點、流掛狀的不良率為零。3.提高染色速度。如黑色染料AML-黑-1082為了達(dá)到所需的深黑色，通常需要染色時間10分鐘，在使用了 SF-542浸泡后，染色時間縮短到4分鐘，大大地提高了工作效率，節(jié)約了時間成本。 4.減少了染色時的顏色模糊現(xiàn)象。5.顯著提高了難以得到均一顏色的鋁合金(AL-Mg系合金、例AC7A、ADC5等；AL-Si系、例ADC12等)的染色性，形狀復(fù)雜的工件也能保證各面上的色差ΔΕ<0.5。 6.改善硬質(zhì)氧化膜的染色性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明應(yīng)用生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式下面以具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。但所述的實施例并不構(gòu)成本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實施例1
按染色前處理劑的總量稱取檸檬酸70%、檸檬酸鈉觀％、十二烷基苯磺酸鈉2%，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?20-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。實施例2
按染色前處理劑的總量稱取酒石酸75%、酒石酸鉀鈉、月桂基硫酸鈉1%，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?20-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。實施例3
按染色前處理劑的總量稱取丙二酸80 %、鄰苯二甲酸氫鉀18. 5%、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉1. 5%，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。實施例4
按染色前處理劑的總量稱取水揚酸和抗壞血酸共85%，苯甲酸鈉、植酸鈉和葡萄酸鈉共 13 %，十二烷基二苯醚二磺酸鈉和琥珀酸二異辛酯磺酸鈉共2 %，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。實施例5
按染色前處理劑的總量稱取草酸、蘋果酸和丁二酸共85%，檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉和草酸鈉共13%、十二烷基苯磺酸鈉和月桂基硫酸鈉共2%，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。實施例6
按染色前處理劑的總量稱取蘋果酸35%、檸檬酸40%、草酸鈉24%和十二烷基苯磺酸鈉 1%，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、 有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。實施例7
按染色前處理劑的總量稱取蘋果酸25%、酒石酸55%、鄰苯二甲酸氫鉀19. 5%和琥珀酸二異辛酯磺酸鈉0. 5%，將稱量好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入粉碎機(jī)中粉碎10-15分鐘，然后將粉碎好的有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽加入攪拌機(jī)中，再將稱量好的陰離子表面活性劑加入攪拌機(jī)中，在常溫常壓下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0-30分鐘，即混合而成染色前處理劑。應(yīng)用實施例1
(1)、取鋁合金組成的焊接金屬工件或者具有深孔或者盲孔的鋁合金工件，對金屬工件進(jìn)行脫脂，在脫脂除油后對金屬工件進(jìn)行充分的水洗；(2)、金屬工件在化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光，拋光后進(jìn)行水洗，然后浸入除漬去灰劑中以去除不溶性的金屬氧化物，從而獲得清潔光亮的金屬表面；(3)、金屬工件在陽極氧化槽液中進(jìn)行陽極氧化以便在金屬表面形成一層多孔性的陽極氧化膜，在陽極氧化過程中，槽液中的會進(jìn)入焊接部位的微孔、 裂縫或者盲孔中；(4)、氧化過的鋁合金工件需要進(jìn)行3-4道流動水洗，以去除殘留的陽極氧化槽液；(5)、氧化過的鋁合金工件浸入染色前處理劑中，取實施例1配制的染色前處理齊U，制成濃度為40-70克/升的溶液，染色前處理劑的溫度控制在40-60°C，金屬工件在染色前處理劑溶液中的處理時間為3-6分鐘；(6)、處理后的有氧化膜的鋁合金工件浸入染色溶液中，給金屬表面染上顏色，有機(jī)染料的濃度為1-10克/升，染色時間為5-15分鐘；(7)、將染色后的金屬工件水洗后在鎳鹽中進(jìn)行封閉處理，封閉后的鋁合金工件通過流動水洗，即形成一個具有光澤而且顏色鮮艷的鋁合金工件。流程如圖1所示。應(yīng)用實施例2
(1)、取鋁合金組成的焊接金屬工件或者具有深孔或者盲孔的鋁合金工件，對金屬工件進(jìn)行脫脂，在脫脂除油后對金屬工件進(jìn)行充分的水洗；(2)、金屬工件在化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光，拋光后進(jìn)行水洗，然后浸入除漬去灰劑中以去除不溶性的金屬氧化物，從而獲得清潔光亮的金屬表面；(3)、金屬工件在陽極氧化槽液中進(jìn)行陽極氧化以便在金屬表面形成一層多孔性的陽極氧化膜，在陽極氧化過程中，槽液中的會進(jìn)入焊接部位的微孔、 裂縫或者盲孔中；(4)、氧化過的鋁合金工件需要進(jìn)行3-4道流動水洗，以去除殘留的陽極氧化槽液；(5)、氧化過的鋁合金工件浸入染色前處理劑中，取實施例3配制的染色前處理齊U，制成濃度為40-70克/升的溶液，染色前處理劑的溫度控制在40-60°C，金屬工件在染色前處理劑溶液中的處理時間為3-6分鐘；(6)、處理后的有氧化膜的鋁合金工件浸入染色溶液中，給金屬表面染上顏色，有機(jī)染料的濃度為1-10克/升，染色時間為5-15分鐘；(7)、將染色后的金屬工件水洗后在鎳鹽中進(jìn)行封閉處理，封閉后的鋁合金工件通過流動水洗，即形成一個具有光澤而且顏色鮮艷的鋁合金工件。對比例
1，由鋁合金組成的焊接金屬工件，金屬工件通常包含兩個部件組成，通過激光焊連接； 具體深孔或者盲孔的鋁合金工件通常由數(shù)控機(jī)床加工而成。2，對金屬工件進(jìn)行脫脂，優(yōu)先選擇堿性脫脂溶液來去除表面的油污，如SF-514堿性除油劑，40-60克/升，30-70°C，3-10分鐘。在脫脂除油后要對金屬工件進(jìn)行充分的水洗。3，金屬工件在化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光?；瘜W(xué)拋光液通過由體積分?jǐn)?shù)為60-65% H3P04、35-40%H2S04、20克/升的SF-523化學(xué)拋光劑組成。將金屬工件放入100-110°C的拋光液中進(jìn)行拋光0. 5-3分鐘。在拋光過程中有不溶性的金屬氧化物在表面形成，需要浸入 SF-531無鉻除漬去灰劑中以去除不溶性的金屬氧化物，從而獲得清潔光亮的金屬表面。4，金屬工件在陽極氧化槽液中進(jìn)行陽極氧化以便在金屬表面形成一層多孔性的陽極氧化膜，通常普通陽極氧化槽液為160-220克/升的H2SO4溶液。在陽極氧化過程中，鋁合金工件做為陽極，鉛板或者不銹鋼板做為陰極板放在陽極氧化槽液中，槽液的溫度為 1814°C，氧化的電流密度控制在0. 8-1. 5A/dm2，氧化的時間由所需的膜厚來決定，通常為 15-60分鐘不等。在陽極氧化過程中，槽液中的會進(jìn)入焊接部位的微孔、裂縫或者盲孔中。5，氧化過的鋁合金工件需要進(jìn)行3-4道流動水洗，以去除殘留的陽極氧化槽液， 推薦使用純水進(jìn)行水洗。6，清洗過的有氧化膜的金屬工件浸入染色溶液中，是為了給金屬表面染上顏色， 有機(jī)染料的濃度為l-10g/l。7，金屬工件水洗后需要進(jìn)行封閉，封閉過程通常在鎳鹽中進(jìn)行，如SF-558高溫封閉劑，SF-558的濃度為5-7g/l，金屬工件浸入SF-558工作液在85_95°C封閉8_15min，便可將陽極氧化膜封閉完全。封閉后的鋁合金工件通過流動水洗，最終形成一個成品金屬工件。將本發(fā)明應(yīng)用實施例1得到的鋁合金工件與對比例得到的鋁合金工件進(jìn)行比較可知，使用染色前處理劑能夠?qū)⒁蚝附硬课弧⒚た椎乃嵛哿鞒霭l(fā)生的染色不良率由90% 降低到只有洲左右。防止因水洗不足造成的斑點、流掛狀的染色不良，經(jīng)染色前處理劑浸泡后，因水洗不足造成的斑點、流掛狀的不良率為零。提高了染色速度。如黑色染料 AML-黑-1082為了達(dá)到所需的深黑色，通常需要染色時間10分鐘，在使用了 SF-542浸泡后，染色時間縮短到4分鐘，大大地提高了工作效率，節(jié)約了時間成本。減少了染色時的顏色模糊現(xiàn)象。顯著提高了難以得到均一顏色的鋁合金(AL-Mg系合金、例AC7A、ADC5等； AL-Si系、例ADC12等)的染色性，形狀復(fù)雜的工件也能保證各面上的色差Δ Ε<0. 5。改善了硬質(zhì)氧化膜的染色性。
權(quán)利要求
1.用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑，其特征在于其包含有如下質(zhì)量百分比的原料有機(jī)酸70 85%，有機(jī)酸鹽13 28%，陰離子表面活性劑0. 5 11
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑，其特征在于所述的有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、丁二酸、丙二酸、草酸、蘋果酸、抗壞血酸、苯甲酸、 水楊酸、鄰苯二甲酸、磺基水楊酸中的一種或多種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑，其特征在于所述的有機(jī)酸鹽為檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉、草酸鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、苯甲酸鈉、植酸鈉、葡萄酸鈉、肉桂酸鉀中的一種或多種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面的染色前處理劑，其特征在于所述的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉、甘油單酸酯二硫酸鈉中的一種或多種的混合物。
5.應(yīng)用權(quán)利要求1至4任一所述的染色前處理劑對鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面進(jìn)行染色處理的工藝，其特征在于包括如下步驟(1)、取鋁合金組成的焊接金屬工件或者具有深孔或者盲孔的鋁合金工件，對金屬工件進(jìn)行脫脂，在脫脂除油后對金屬工件進(jìn)行充分的水洗；(2)、金屬工件在化學(xué)拋光液中進(jìn)行化學(xué)拋光，拋光后進(jìn)行水洗，然后浸入除漬去灰劑中以去除不溶性的金屬氧化物，從而獲得清潔光亮的金屬表面；(3)、金屬工件在陽極氧化槽液中進(jìn)行陽極氧化以便在金屬表面形成一層多孔性的陽極氧化膜，在陽極氧化過程中，槽液中的H2SO4會進(jìn)入焊接部位的微孔、裂縫或者盲孔中；(4)、氧化過的鋁合金工件進(jìn)行3-4道流動水洗，以去除殘留的陽極氧化槽液；(5)、氧化過的鋁合金工件浸入染色前處理劑中，染色前處理劑的濃度為40-70克/升，染色前處理劑的溫度控制在40-60°C，金屬工件在染色前處理劑溶液中的處理時間為3-6分鐘；(6)、處理后的有氧化膜的鋁合金工件浸入染色溶液中，給金屬表面染上顏色，有機(jī)染料的濃度為1-10克/升，染色時間為5-15 分鐘；(7)、將染色后的金屬工件水洗后在鎳鹽中進(jìn)行封閉處理，封閉后的鋁合金工件通過流動水洗，即形成一個具有光澤而且顏色鮮艷的鋁合金工件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鋁合金焊接區(qū)域、盲孔工件表面染色前處理劑及其應(yīng)用工藝。該染色前處理劑包含有如下質(zhì)量百分比的原料有機(jī)酸70～85%，有機(jī)酸鹽13～28%，陰離子表面活性劑0.5～2%。利用本發(fā)明的工作液對具有焊接、盲孔結(jié)構(gòu)的鋁合金工件進(jìn)行染色前處理后，可以極大提高該類型工件染色的質(zhì)量、提高染色速度、減少染色時間、大大地減少染色不良率。利用本發(fā)明的染色前處理劑工作液對具有焊接、盲孔結(jié)構(gòu)的鋁合金工件進(jìn)行處理，無環(huán)境污染且能極大地提高染色的良品率，染色良品率在98%以上，產(chǎn)品顏色質(zhì)量穩(wěn)定，而且大大地節(jié)約了時間和提高了生產(chǎn)效率，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足和處理效果差的缺點。
文檔編號C25D11/24GK102534722SQ20111038396
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者敖中華, 舒?zhèn)?申請人:珠海市奧美倫精細(xì)化工有限公司