專利名稱：在鋁或鋁合金表面形成陽(yáng)極氧化層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
在電解溶液如硝酸、硫酸或鉻酸的水溶液中，對(duì)鋁或其合金進(jìn)行陽(yáng)極化處理以形成耐蝕氧化層，從而主要提高其耐蝕性，這種方法被稱為陽(yáng)極氧化鋁加工法。經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化鋁加工的制品廣泛地應(yīng)用于多種領(lǐng)域，主要集中于日用品如平鍋和茶壺。
但是，由于氧化鋁層的上層通常多孔，耐蝕性不足，耐磨性和著色難易度也不令人滿意。為了解決這些問(wèn)題，在下述文獻(xiàn)中提出了一種形成氧化鋁層和丙烯酸樹脂組合物的復(fù)合層的技術(shù)，一種在短時(shí)間內(nèi)形成致密復(fù)合層、而無(wú)需考慮待處理制品的形狀等因素的技術(shù)，以及一種提高著色性能的技術(shù)專利文獻(xiàn)1JP-B No.01-019479；專利文獻(xiàn)2JP-A No.02-097698；以及專利文獻(xiàn)3JP-B No.05-014033。
然而，這些表面處理方法中的任一種以及其它已知的陽(yáng)極氧化鋁加工方法中都存在一個(gè)問(wèn)題，即，盡管陽(yáng)極氧化層易于在Al-Mn合金上形成，但卻不可能對(duì)硬鋁或壓鑄合金實(shí)施該處理，也難以對(duì)其它鋁合金進(jìn)行該處理。
用常規(guī)方法形成的層有局限性厚度較小，為約30～約50μm，硬度低等，因而限制了其應(yīng)用。
為解決這些問(wèn)題而完成了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種鋁或鋁合金表面的處理方法，該方法能處理多種類型的鋁合金，該鋁合金不僅包括鋁本身，還包括硬鋁和壓鑄合金，該方法能獲得300～500μm的厚層，并具有一系列優(yōu)點(diǎn)使得形成的層具有高的表面硬度、優(yōu)良的耐熱性以及抗菌作用等，能制成多種類型的、比常規(guī)鋁材料用途更為廣泛的鋁材料。
本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)使用浴液進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理實(shí)現(xiàn)，該浴液包括含有250gr/l～350gr/l硫酸和15gr/l～25gr/l硫酸鎳的水溶液，處理?xiàng)l件如下(a)浴液溫度-10℃～+25℃；(b)電壓DC100V～200V；以及(c)電流密度0.5A/dm2～20A/dm2。
為了便于說(shuō)明，將本發(fā)明的上述處理稱為“處理(1)”，由其制備的產(chǎn)品稱為“產(chǎn)品(1)”。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)使用下述浴液而更有利地實(shí)現(xiàn)，其中在處理(1)所使用的浴液中進(jìn)一步加入280gr/l～320gr/l的低聚合丙烯酸樹脂組合物。
為了便于說(shuō)明，將本發(fā)明的上述處理稱為“處理(2)”，由其制備的產(chǎn)品稱為“產(chǎn)品(2)”。
在處理(2)中，為了避免所謂的“過(guò)燒”(日語(yǔ)中稱為YAKE)，推薦使用進(jìn)一步加入了5gr/l～15gr/l酒石酸的浴液。
將本發(fā)明所述方法應(yīng)用于鋁合金，所述鋁合金選自難以用常規(guī)表面處理方法處理的硬鋁、壓鑄鋁合金以及不含Mn的鋁合金，希望使用上述任一浴液進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，處理?xiàng)l件如下(d)浴液溫度-10℃～-5℃；(e)電壓DC130V～170V；以及(f)電流密度8A/dm2～12A/dm2。
在含Mn鋁合金表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理時(shí)，希望采用上述任一浴液，處理?xiàng)l件如下(g)浴液溫度+15℃～+18℃；(h)電壓DC130V～170V；以及(i)電流密度8A/dm2～12A/dm2。
本發(fā)明進(jìn)一步希望，使用上述多種處理方法中的任一種在鋁或鋁合金表面形成陽(yáng)極氧化層之后，建議通過(guò)實(shí)施下述處理在陽(yáng)極氧化層中浸透銀使用的浴液包括進(jìn)一步含有10gr/l～30gr/l硫酸銀或硝酸銀、15gr/l～20gr/l硼酸和1gr/l～2gr/l硫酸鎳的水溶液，處理?xiàng)l件如下(j)浴液溫度+10℃～+20℃；
(k)電壓AC10V～15V；(l)電流密度1A/dm2～2A/dm2；以及(m)通電時(shí)間2分鐘～3分鐘。
為了便于說(shuō)明，將本發(fā)明的上述處理稱為“處理(3)”，由其制造的產(chǎn)品稱為“產(chǎn)品(3)”。
本發(fā)明的上述目的可以利用在鋁或鋁合金表面形成陽(yáng)極氧化層的方法而實(shí)現(xiàn)，其特征在于，通過(guò)上述多種處理方法中的任一種在鋁或鋁合金表面形成300μm～600μm厚的陽(yáng)極氧化層，在該層上實(shí)施上述銀浸透后，進(jìn)行拋光使表層厚度減薄50μm～100μm，從而獲得超硬平面。


圖1示意圖示出了實(shí)施本發(fā)明所述在鋁或鋁合金表面形成陽(yáng)極氧化層的方法所用裝置的一個(gè)實(shí)施方案；以及圖2是進(jìn)行了處理(2)的鋁或鋁合金的層部分的放大截面圖。
最佳實(shí)施方案下文中結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1中，附圖標(biāo)記1表示電解槽；附圖標(biāo)記2表示AC電源；附圖標(biāo)記3表示要用本發(fā)明所述方法處理的鋁或鋁合金部件；附圖標(biāo)記4表示永久電極(non-consumable electrode)，如碳或石墨；附圖標(biāo)記5表示包括預(yù)定電解溶液的浴液。
使用如圖1所示裝置，處理(1)實(shí)施陽(yáng)極氧化處理，采用含有250gr/l～350gr/l硫酸、15gr/l～25gr/l硫酸鎳的水溶液作為浴液，處理?xiàng)l件如下(a)浴液溫度-10℃～+25℃；(b)電壓DC100V～200V；以及(c)電流密度0.5A/dm2～20A/dm2。
如上所述，本發(fā)明所述陽(yáng)極氧化處理是在高硫酸離子濃度、低溫、高電流密度的處理?xiàng)l件下進(jìn)行，這完全不同于常規(guī)方法。
如果上述處理?xiàng)l件的每一項(xiàng)數(shù)值都低于其下限，處理效率會(huì)惡化，而每一項(xiàng)數(shù)值都高于其上限時(shí)，層的硬度降低，無(wú)法制成理想層；從而存在問(wèn)題。
為提高待形成層的硬度，加入硫酸鎳。
至于通過(guò)本發(fā)明所述處理方法要在其上形成陽(yáng)極氧化層的鋁或鋁合金原料，如表1所示。

而且，將本發(fā)明所述方法應(yīng)用于難以用常規(guī)方法處理的難加工鋁合金，如硬鋁、壓鑄鋁合金、或不合Mn的鋁合金、或任意其它鋁合金，采用上述任一浴液和下述條件可以獲得理想的陽(yáng)極氧化層(d)浴液溫度-10℃～-5℃；(e)電壓DC130V～170V；以及(f)電流密度8A/dm2～12A/dm2。
另一方面，在含Mn鋁合金的表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，采用下述條件可以獲得理想的陽(yáng)極氧化層(g)浴液溫度+15℃～+18℃；(h)電壓DC130V～170V；以及(i)電流密度8A/dm2～12A/dm2。
上述本發(fā)明方法與常規(guī)方法相比，本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)。
(1)常規(guī)方法雖然可以容易地在Al-Mn型合金形成陽(yáng)極氧化層，但不可能處理硬鋁和壓鑄鋁合金，并難以處理其它合金。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明所述方法可以處理硬鋁、壓鑄合金和所有其它類型鋁合金。
(2)使用常規(guī)方法形成的層厚度約30～約50μm，最大約100μm。另一方面，本發(fā)明所述方法可以容易地形成厚度高達(dá)300～500μm的層。
(3)至于常規(guī)方法形成的層，雖然其表層堅(jiān)硬(維氏硬度400或以下)，但其內(nèi)部多孔、硬度較低。
另一方面，至于本發(fā)明所述方法形成的層，其表層堅(jiān)硬，維氏硬度為約450～約500。特別是下層比表面更為致密和堅(jiān)硬。從表面去除50～150μm厚度時(shí)，維氏硬度為800～1000。
(4)至于本發(fā)明所述方法形成的層，其導(dǎo)熱率高，可以比得上銅。
(5)至于本發(fā)明所述方法形成的層，其表面耐熱滲透性低。
因而，在具有用本發(fā)明所述方法形成的層的鋁或其合金材料制成的托盤上放置冰，冰融化的速度是放置在未經(jīng)處理的托盤中的兩倍。因此，該托盤可以有利地用作例如冷凍食品解凍托盤。而且，根據(jù)本發(fā)明所述方法對(duì)用于加熱爆米花的鋁制容器進(jìn)行處理，從開始加熱到玉米花爆裂的時(shí)間間隔從通常的6分鐘減少至3分鐘。
(6)至于本發(fā)明所述方法形成的層，其耐熱溫度高達(dá)約800℃。
(7)本發(fā)明所述方法形成的層具有抗菌作用。
因此，具有用本發(fā)明所述方法形成的陽(yáng)極氧化層的鋁材料或鋁合金材料可以有利地應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域，例如制冰或解凍托盤、飯鍋、平鍋、鍋、壺和其它加熱用烹飪用具、即時(shí)熱水加熱器、熱交換器、空調(diào)、冷凍器、電冰箱、油加熱器、散熱器、散熱片、空冷或水冷發(fā)動(dòng)機(jī)(加速放熱)、機(jī)翼(防凍)、半導(dǎo)體散熱器(heat sink)、半導(dǎo)體封裝(package)、熱管、軸承、多種滑動(dòng)部件、閘瓦(brake shoe)、爆米花或冰淇淋生產(chǎn)裝置、電氣設(shè)備底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸、變壓器等。
這些制品都利用本發(fā)明所述產(chǎn)品有效傳熱的性能。
下面描述處理(2)。
實(shí)施處理(2)時(shí)其特征在于，實(shí)施陽(yáng)極氧化處理所采用的浴液為在上述處理(1)所用浴液中進(jìn)一步加入280gr/l～320gr/l低聚合丙烯酸樹脂組合物。
至于要加入的低聚合丙烯酸樹脂組合物，例如有利地使用含有68％羥基丙基甲基丙烯酸酯、10％新戊基乙二醇二甲基丙烯酸酯、19.5％聚丙烯乙二醇甲基丙烯酸酯、1％1，6-己二醇二環(huán)氧甘油醚、1％丁基過(guò)辛酸鹽(peroxyoctoate)、500ppm對(duì)苯二酚一甲基醚(hydroquinone monmethyl ether)和0.3％二氰胺的物質(zhì)。
為了避免“過(guò)燒”，建議在上述浴液中進(jìn)一步加入5gr/l～15gr/l酒石酸。
通過(guò)上述處理(2)，形成為氧化鋁和丙烯酸樹脂組合物復(fù)合物的氧化層。即，冶金多孔氧化層和丙烯酸樹脂組合物被酸離子化，并且兩者之間發(fā)生聚合，隨后形成堅(jiān)韌致密的復(fù)合層，從而大幅度提高耐蝕性和耐磨性。而且，由于形成層時(shí)針孔部分內(nèi)的氣體被抽出，因而該層具有針孔數(shù)量少的特點(diǎn)，而且，由于氧化層是在低溫下緩慢形成，因而其密度極好，由于該層難以剝離，因而可以進(jìn)行機(jī)加工、而其表面粗糙度保持不變。
現(xiàn)在參考圖2中層部分的放大截面圖來(lái)解釋處理(2)所獲得的陽(yáng)極氧化層。
在圖2中，附圖標(biāo)記21表示作為基體金屬的鋁材料或鋁合金材料；附圖標(biāo)記22表示陽(yáng)極氧化物層；附圖標(biāo)記23表示阻擋層；附圖標(biāo)記24表示多孔層部分；附圖標(biāo)記25表示丙烯酸樹脂組合物層部分。
陽(yáng)極氧化層22包括形成于鋁材料或鋁合金材料22上的阻擋層23，在其上形成多孔層部分24和丙烯酸樹脂組合物層部分25，后者深入多孔層內(nèi)部并于該處固定。通過(guò)這兩個(gè)層部分24和25，形成了堅(jiān)韌致密的復(fù)合層。至于該復(fù)合層，作為其靠近阻擋層23的一部分，該部分硬度更高、更致密，如下所述通過(guò)機(jī)加工去除靠近表面的一部分后，所得表面的硬度更高。
下面說(shuō)明處理(3)實(shí)施處理(3)時(shí)，通過(guò)上述多種處理方法中的任一種在鋁或鋁合金表面形成陽(yáng)極氧化層后，其特征在于通過(guò)實(shí)施陽(yáng)極氧化處理在陽(yáng)極氧化層中浸入銀，該處理所采用的浴液包括進(jìn)一步含有10gr/l～30gr/l硫酸銀或硝酸銀、15gr/l～20gr/l硼酸和1gr/l～2gr/l硫酸鎳的水溶液，處理?xiàng)l件如下(j)浴液溫度+10℃～+20℃；(k)電壓AC10V～15V；(l)電流密度1A/dm2～2A/dm2；以及(m)通電時(shí)間2分鐘～3分鐘。
隨著處理的進(jìn)行，銀離子濃度的降低會(huì)因硫酸銀或硝酸銀的補(bǔ)充而得到彌補(bǔ)。
加入硼酸主要是為了調(diào)整電解溶液的導(dǎo)電率。
電壓低于10V時(shí)，處理效率降低，而電壓超過(guò)15V時(shí)，銀的沉積過(guò)快，氧化層無(wú)法充分浸入多孔層內(nèi)部，傾向于發(fā)生不均勻著色、剝落等現(xiàn)象。
用同樣的方式，電解溶液的溫度低于+10℃時(shí)，處理效率變差，而溫度高于+20℃時(shí)，則傾向于發(fā)生不均勻著色。
通過(guò)進(jìn)行上述處理(3)，銀離子深入滲透到多孔陽(yáng)極氧化層內(nèi)部(通過(guò)交流電壓進(jìn)行電解滲透)，隨后與氧化鋁結(jié)合，從而形成堅(jiān)韌致密的復(fù)合層?；谶@種原因，形成的表層具有良好的熱傳導(dǎo)性、耐蝕性、耐磨性、抗菌作用等。而且，表層具有電導(dǎo)、較小的摩擦系數(shù)以及及時(shí)變色較小。而且，該層具有若干作用如放射遠(yuǎn)紅外線、清除靜電等。
這樣的處理(3)可以在所有類型的鋁材料和鋁合金材料上實(shí)施，可以如上所述在其表面上形成具有多種優(yōu)異特性的厚層。
進(jìn)一步地，本發(fā)明中，用上述多種處理方法在鋁或鋁合金表面形成300μm～600μm厚的陽(yáng)極氧化層，隨后再進(jìn)行上述銀浸透，之后通過(guò)拋光使表層去除50～100μm深，隨后可獲得具有超硬光滑表面的鋁材料或鋁合金材料。
也就是說(shuō)，至于本發(fā)明所述方法形成的層，其表面硬度高，以維氏硬度計(jì)為約450～約500。特別是，下層比表面更致密、硬度更高。當(dāng)從表面去除50～150μm后，獲得的鋁材料或鋁合金材料超硬，以維氏硬度計(jì)為800～1000，而且表面光滑。
下文中列出了本發(fā)明產(chǎn)品的多種特性。
表2中，通過(guò)具體材料，示出經(jīng)過(guò)本發(fā)明所述處理的產(chǎn)品的特性。

常規(guī)陽(yáng)極氧化鋁加工法標(biāo)記*不可能進(jìn)行機(jī)加工**難以進(jìn)行機(jī)加工***容易進(jìn)行機(jī)加工至于導(dǎo)熱率，如果將銀的導(dǎo)熱率設(shè)為1，則本發(fā)明的導(dǎo)熱率為0.9；銅為0.94；鋁為0.53。因此，本發(fā)明產(chǎn)品的導(dǎo)熱率高于以鋁為基體金屬的導(dǎo)熱率，而可與銅相比。
這一性能表明本發(fā)明產(chǎn)品適于作為多種類型傳熱部件、透熱部件、放熱部件的原材料。
至于硬度(Hv)，鋁的硬度為80，不銹鋼為200，本發(fā)明產(chǎn)品為450。因此，本發(fā)明產(chǎn)品的硬度比不銹鋼硬度的兩倍還高。
利用這一性能，可以制成多種需要耐磨性的部件，如齒輪、輥、導(dǎo)軌、軸、軸承、閘瓦、氣缸襯筒和活塞、閥門、活塞式泵以及螺桿泵等。
至于溫度上限(℃)，聚四氟乙烯的溫度上限為260℃；鋁為660℃；本發(fā)明產(chǎn)品的表層為800℃。
利用這一性能，本發(fā)明產(chǎn)品能提供阻燃閘門、耐熱壁材料等。
進(jìn)行耐磨性能試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明產(chǎn)品的磨損量是普通硬型耐酸鋁磨損量的十分之一。
也就是說(shuō)，進(jìn)行磨損試驗(yàn)是將試樣放置在旋轉(zhuǎn)部分，而將樹脂型無(wú)油軸承材料放置在固定部分。試驗(yàn)條件如下振動(dòng)速度1m/s；表面壓力20kgf/cm2；試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間3小時(shí)。結(jié)果，硬型耐酸鋁的磨損量為2.5μm，而本發(fā)明產(chǎn)品則為0.25μm。
當(dāng)進(jìn)行燒盡試驗(yàn)時(shí)，本發(fā)明產(chǎn)品燒盡的表面壓力為普通硬型耐酸鋁的兩倍。
也就是說(shuō)，對(duì)于燒盡試驗(yàn)，將試樣放置在旋轉(zhuǎn)部分，而將樹脂型無(wú)油軸承材料放置在固定部分，以測(cè)定磨損系數(shù)。將磨損系數(shù)陡增時(shí)的載荷定為燒盡的臨界載荷。普通硬型耐酸鋁的臨界載荷為160kgf/cm2，而本發(fā)明產(chǎn)品則為320kgf/cm2。
通過(guò)高溫試驗(yàn)測(cè)定裂紋的發(fā)展，與TUFRAM(商品名硬型耐酸鋁進(jìn)行燒結(jié)處理后、用聚四氟乙烯浸透所得的耐酸鋁所制成的產(chǎn)品)相比，本發(fā)明產(chǎn)品的初始裂紋數(shù)量少，因加熱而增加的裂紋數(shù)量也少。
也就是說(shuō)測(cè)量平面部分上16.4mm2的測(cè)量區(qū)域內(nèi)的裂紋數(shù)，加熱前本發(fā)明產(chǎn)品的該數(shù)值為0，加熱后為12，而TUFRAM加熱前為263，加熱后為321。
進(jìn)行抗菌性能試驗(yàn)。具體細(xì)節(jié)如下
(a)樣品樣品1鋁經(jīng)過(guò)本發(fā)明所述銀-浸透處理的表面處理制品(表層厚度25μm)樣品2鋁未經(jīng)處理的制品(b)試驗(yàn)?zāi)康膶?duì)樣品進(jìn)行抗菌能力試驗(yàn)。
(c)試驗(yàn)要點(diǎn)使樣品(下文中也稱為“試樣”)接種大腸桿菌(Escherichiacoli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococus aureus)、副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)和腸炎沙門氏菌(Salmonellna enteritidis)，具體是在其上分別滴落菌液，在35℃貯藏24小時(shí)，統(tǒng)計(jì)每種試樣內(nèi)的存活細(xì)菌數(shù)量。
(d)檢測(cè)方法(i)提供試驗(yàn)用細(xì)菌大腸桿菌IFO 3301；金黃色葡萄球菌IFO 12732；副溶血孤菌RIMD 2210100；以及腸炎沙門氏菌IFO 3313。
(ii)培養(yǎng)基NA培養(yǎng)基普通瓊脂培養(yǎng)基；NB培養(yǎng)基添加了0.2％肉汁的普通肉湯培養(yǎng)基。以及SA培養(yǎng)基標(biāo)準(zhǔn)瓊脂培養(yǎng)基；(iii)調(diào)整菌液在35℃下將試驗(yàn)中使用的細(xì)菌接種到NA培養(yǎng)基中，培養(yǎng)16～24小時(shí)，隨后再次在35℃下接種到NA培養(yǎng)基中，培養(yǎng)16～20小時(shí)。培養(yǎng)后，試驗(yàn)中所用細(xì)菌得到的菌體分散在1/200濃縮NB培養(yǎng)基中，在1/200濃縮NB培養(yǎng)基中適當(dāng)稀釋，使得菌體數(shù)量為105～106，從而制備菌液。在這種情況下，將NA培養(yǎng)基和加入了3％食鹽的1/200濃縮NB培養(yǎng)基用于副溶血弧菌RIMD 2210100。
(iv)調(diào)整試樣用含99.9％(v/v)乙醇的脫脂棉輕輕擦拭試樣的測(cè)試面，隨后充分干燥。
(v)試驗(yàn)操作將0.5ml菌液滴在試樣上，隨后附著聚乙烯層，在35℃保存24小時(shí)，隨后，統(tǒng)計(jì)存活細(xì)菌的數(shù)量。進(jìn)一步，將0.5ml菌液滴在塑料培養(yǎng)皿中，附著聚乙烯層后，可作為參考試樣，隨后以和上述相同的方式進(jìn)行測(cè)試。進(jìn)行三次平行測(cè)試。
iv)測(cè)定存活細(xì)菌的數(shù)量使用9.5ml SCDLP培養(yǎng)基(可從Nihon Pharmaceutical Co.，Ltd.獲得)從每個(gè)試樣中清洗出存活細(xì)菌。利用SA培養(yǎng)基、采用傾倒平板培養(yǎng)基培養(yǎng)方法(在35℃培養(yǎng)48小時(shí))對(duì)所得的清洗出的液體進(jìn)行存活細(xì)菌數(shù)量測(cè)定，從而測(cè)定每個(gè)試樣的存活細(xì)菌數(shù)。在這種情況下，將加入了3％食鹽的SCDLP培養(yǎng)基和SA培養(yǎng)基用于副溶血弧菌。
(e)試驗(yàn)結(jié)果試樣上滴落的本試驗(yàn)所用細(xì)菌的存活細(xì)菌數(shù)量測(cè)定結(jié)果如表3所示

下面的表4中，示出了根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1和2處理的制品(堅(jiān)韌層(Tough-coat)商品名)以及根據(jù)上述專利文獻(xiàn)3處理的另一種制品(金屬層(Metal-coat)商品名)的性能，以作比較。與已知制品相比，上述性能優(yōu)異得多，但仍不及上述本發(fā)明產(chǎn)品。


工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明由上述內(nèi)容構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明所述，可以獲得如下效果。
(1)常規(guī)方法雖然可以容易地在Al-Mn型合金形成陽(yáng)極氧化層，但不可能處理硬鋁和壓鑄鋁合金，并難以處理其它合金。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明所述方法可以處理硬鋁、壓鑄鋁合金和所有其它類型鋁合金。
(2)使用常規(guī)方法形成的層厚度約30～約50μm，最大約100μm。另一方面，本發(fā)明所述方法可以容易地形成厚度高達(dá)300～500μm的層。
(3)至于常規(guī)方法形成的層，雖然其表層堅(jiān)硬(維氏硬度400或以下)，但其內(nèi)部多孔、硬度較低。
另一方面，至于本發(fā)明所述方法形成的層，其表層堅(jiān)硬，維氏硬度為約450～約500。特別是下層比表面更為致密和堅(jiān)硬。從表面去除50～150μm厚度時(shí)，維氏硬度為800～1000。
(4)至于本發(fā)明所述方法形成的層，其導(dǎo)熱率高，可以比得上銅。
(5)至于本發(fā)明所述方法形成的層，其表面耐熱滲透性低。
因而，在具有用本發(fā)明所述方法形成的層的鋁或其合金材料制成的托盤上放置冰，冰融化的速度是放置在未經(jīng)處理的托盤中的兩倍。因此，該托盤可以有利地用作例如冷凍食品解凍托盤。而且，根據(jù)本發(fā)明所述方法對(duì)用于加熱爆米花的鋁制容器進(jìn)行處理，從開始加熱到玉米花爆裂的時(shí)間間隔從通常的6分鐘減少至3分鐘。
(6)至于本發(fā)明所述方法形成的層，其耐熱溫度高達(dá)約800℃。
(7)本發(fā)明所述方法形成的層具有抗菌作用。
因此，具有用本發(fā)明所述方法形成的陽(yáng)極氧化層的鋁材料或鋁合金材料可以有利地應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域，例如制冰或解凍托盤、飯鍋、平鍋、鍋、茶壺和其它加熱用烹飪用具、即時(shí)熱水加熱器、熱交換器、空調(diào)、冷凍器、電冰箱、油加熱器、散熱器、散熱片、空冷或水冷發(fā)動(dòng)機(jī)(加速放熱)、機(jī)翼(防凍)、半導(dǎo)體散熱器、半導(dǎo)體封裝、熱管、軸承、多種滑動(dòng)部件、閘瓦、爆米花或冰淇淋生產(chǎn)裝置、電氣設(shè)備底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸、變壓器等。
權(quán)利要求
1.一種在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理采用的浴液包括含有250gr/l～350gr/l硫酸和15gr/l～25gr/l硫酸鎳的水溶液，處理?xiàng)l件如下(a)浴液溫度-10℃～+25℃；(b)電壓DC100V～200V；以及(c)電流密度0.5A/dm2～20A/dm2。
2.如權(quán)利要求1所述在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于所使用的浴液中進(jìn)一步加入280gr/l～320gr/l的低聚合丙烯酸類樹脂組合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于所使用的浴液中進(jìn)一步加入了5gr/l～15gr/l酒石酸。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于在下述條件下進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理(d)浴液溫度-10℃～-5℃；(e)電壓DC130V～170V；以及(f)電流密度8A/dm2～12A/dm2。
5.如權(quán)利要求4所述在鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其中所述待處理鋁合金選自下列鋁合金硬鋁、壓鑄鋁合金以及不含Mn的鋁合金。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述在鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于在下述條件下對(duì)含Mn鋁合金的表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理(g)浴液溫度+15℃～+18℃；(h)電壓DC130V～170V；以及(i)電流密度8A/dm2～12A/dm2。
7.一種在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于使用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述方法在鋁或鋁合金表面形成陽(yáng)極氧化層之后，在陽(yáng)極氧化層中浸漬銀，使用的浴液包括含有10gr/l～30gr/l硫酸銀或硝酸銀、15gr/l～20gr/l硼酸和1gr/l～2gr/l硫酸鎳的水溶液，處理?xiàng)l件如下(j)浴液溫度+10℃～+20℃；(k)電壓AC10V～15V；(l)電流密度1A/dm2～2A/dm2；以及(m)通電時(shí)間2分鐘～3分鐘。
8.一種在鋁或鋁合金表面上形成陽(yáng)極氧化層的方法，其特征在于使用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述方法在鋁或鋁合金表面形成300μm～600μm厚的陽(yáng)極氧化層，進(jìn)行權(quán)利要求7所述的銀浸漬后，進(jìn)行拋光使表層厚度減薄50μm～100μm，從而獲得超硬光滑表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種表面處理方法，其能對(duì)在任何鋁材料表面上的300～5 00μm厚的層進(jìn)行機(jī)加工，該層具有高硬度、優(yōu)良的耐熱性和抗菌作用。該方法特征在于，進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理使用的浴液包括含有250gr/l～350gr/l硫酸和15gr/l～25gr/l硫酸鎳的水溶液，處理?xiàng)l件如下(a)浴液溫度－10℃～+25℃；(b)電壓DC100V～200V；以及(c)電流密度0.5A/dm
文檔編號(hào)C25D11/04GK1745200SQ200480003309
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者三谷佳之 申請(qǐng)人:日本氧化鋁加工株式會(huì)社, 桐畑卓始