专利名称:铝制品的电镀方法及所用的电镀液的制作方法铝及铝合金在工业上和日常生活中已得到广泛应用,其应用形式有板材、带材、棒材、线材、管材、结构元件、家用器具和器皿、小零件以及其它许多制品。这些都见诸于1960年6月21日授予莫斯托维奇(Mostovych)等人的美国专利2,941,930。正如该专利中所述,铝制品的销路甚广,其中包括诸如用于各种建筑物内部和外部的装饰壁板、餐馆陈列品、艺术品及很多其它用途的铝及铝合金装饰制品。由于铝是轻金属,有表面腐蚀倾向,因此向来都有必要在该金属表面上被覆某种合适的覆层,以赋予其结构强度并使之免遭腐蚀及/或环境破坏。在其表面上涂漆或搪瓷,可对该金属起到某些保护作用。但是,涂漆和搪瓷对该金属所提供的保护作用始终并不令人满意,这是因为这些有机覆层在高温下会被破坏,而且这些涂层常常与金属表面结合不良,特别是在经受温度变化的时候。为了提供一种更合适的覆层来改善对金属铝及其合金的保护,已曾将铝在各种各样的电解质溶液中进行阳极化处理。虽然,较之涂漆和搪瓷而言,铝的阳极化处理可在该金属表面提供一种更有效的耐腐蚀和剥蚀的保护层,但所获得的被镀覆金属却仍然不都是令人满意的,因为它不能完全抵抗多种酸或碱的腐蚀。况且,用已知的电沉积方法在金属表面上形成的镀层往往缺乏为满足工业上和日常生活中日益提高的要求所必需的硬度、光滑度、耐久性、结合牢固性及/或不透水性。时常还由于该种表面覆层质量差和外观欠佳而使镀覆过的铝制品不能令人满意地用作装饰性制品。涉及金属铝及其合金阳极化处理的已有技术专利枚不胜举。下列一些专利代表了已有工艺的研究人员在该领域内的成就美国专利630,246;1,735,286;2,231,086;2,260,278;2,349,083;2,363,339;2,780,591;2,791,553;2,941,930;3,003,933;3,275,537;3,355,368;3,445,349;3,532,607;3,672,964;3,899,400;3,996,115;4,113,579;4,128,461;4,170,525;4,440,606;以及4,502,925。虽然上面所列绝非无一遗漏,但是对这些专利的回顾可以看出,在阳极化工艺过程中和在对铝及其合金提供理想防护层时,电解液所起的重要作用。因此,一般说来,铝及铝合金上所形成的覆层,其性质和特性在很大程度上取决于金属阳极化处理所用的阳极氧化槽液(电解液)的组成。诸如电沉积过程中所用工艺条件之类的其它参数,也对覆层的性质和质量产生影响。实际上,本发明人在其美国专利4,082,626(1978年4月4日授予)中考虑并讨论了在金属表面上形成合适覆层时电解液的重要性。正如该专利中所述,整流金属(rectifier metal)在电解液中以低压电沉积工艺进行阳极化处理,该电解液中所含的相当纯的硅酸钾,其浓度超过了以往所用的硅酸钾浓度。该工艺过程包括把一种整流金属(例如铝)浸入电解液中,以该整流金属作为阳极,把第二种金属浸入该电解液中,该第二种金属相对于整流金属为阴极,在阴、阳极之间施加电压,并使电流在其间流过,直至在整流金属表面放出可见的电火花,再将电压增加到约300伏,然后将电压基本上维持在这水平上,直到整流金属表面电积出所需厚度的覆层为止。虽然与用早先的方法所制备覆层相比,用上述专利中所述方法形成的覆层显示出某些改进和更合要求的特征,但是仍然不能满足工业上和日常生活中所提出的多种多样的,并且常常是严格的要求。况且,该金属的这种表面加工不能完全令人满意地作为被镀覆金属的装饰性面层来应用。因而,本发明的目的是提供一种镀覆金属铝及其合金表面的改进方法。所以,本发明提供了一种在铝或铝基合金制品上镀覆一种坚硬、结合牢固、光滑、表面均匀而且耐腐蚀覆层的方法,该方法包括,将合金制件浸入一种电解质水溶液中,将第二种金属物体置于该溶液中,然后在作为阳极的制品和作为阴极的物体之间施加电压,其特征在于,电解液含有一种过氧化物、一种含羧基的水溶性有机酸、一种水溶性氟化物以及一种选自硅酸盐和氟硅酸的含硅化合物。本发明目的是这样来达到的,即制备一种独特的电解液,其中含有某些特定组分以形成一种稳定的阳极液,改进电沉积工艺并在铝或铝合金上形成一种独特的覆层。在金属上所形成的这种覆层,其特征在于,具有高度的结合性能、硬度、光滑度、组织均匀性、抗腐蚀性能和装饰性外观。阳极液是一种含有硅酸盐、过氧化物、含羧基的水溶性酸以及水溶性氟化物的水溶液。如果打算把被镀覆的制品用于装饰目的,则溶液中还应含有钒的化合物。电解液组分发生协合反应,形成一种稳定的溶液,特别是在本发明所用工艺条件下稳定的溶液。此外,电解液的组分在金属表面上形成一种独特的配合物覆层。该电解工艺包括,将金属铝浸入电解液中,铝在其中作为阳极。再将第二种相对于铝为阳极的金属浸入该电解液中。另一种可代替的方法是,把电解液盛于一个本身相对于铝为阴极的容器中。然后,在两个电极之间施加电压,在约2至10秒钟内将电压升至约300伏,对金属铝进行电压“冲击”。接着,在数分钟内将该电压逐渐升至约450伏,以形成所需厚度的覆层。连同上面所述以及其它如本发明书进一步叙述的那样将为本发明所涉
权利要求
1.铝或铝基合金制品上镀覆硬质、结合力强、光滑、均匀及耐腐蚀覆层的方法,该方法包括,把制品合金浸入一种电解质水溶液中,在该水溶液中浸有第二种金属物体,并在作为阳极的制品和作为阴极的第二种物体之间施加电压,其特征在于,该溶液含有一种过氧化物、一种含羧基的水溶性有机酸、一种水溶性氟化物以及一种选自碱金属硅酸盐和氟硅酸的硅化合物。
2.权利要求
1所述的方法,其中所施加的电压要在不到10秒钟左右的时间内迅速升高到约300V,接着再把电压逐渐升高到约450V,直到形成所需厚度的覆层。
3.权利要求
1或2所述的方法,其中所述的碱金属硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、四硅酸钾、氟硅酸钾以及它们的混合物。
4.权利要求
1、2或3所述的方法,其中所述的过氧化物选自过氧化钾、过氧化钠、过氧化锂、过氧化铯以及它们的混合物。
5.前列任何一项权利要求
中所述的方法,其中所述的含羧基有机酸选自乙酸、壬酸、丙酸、酒石酸以及它们的混合物。
6.前列任何一项权利要求
中所述的方法,其中所述的含氟化合物选自氢氟酸、氟硅酸、氟化钠、氟化钾、氟化锂以及它们的混合物。
7.前列任何一项权利要求
中所述的方法,其中所述的槽液维持在约0.5至约30Bè之间。
8.前列任何一项权利要求
中所述的方法,其中所述的电解质水溶液还含有使覆层着色的钒化合物。
9.前列任何一项权利要求
中所述的方法,其中所述的溶液基本上由硅酸钾、过氧化钠、乙酸、氢氟酸、钒酸钠和水组成。
10.凡是表面具有按前列任何一项权利要求
所述方法形成覆层的铝制品或铝基合金制品。
11.铝及铝基合金表面上形成覆层用的电解液,其特征在于,该电解液基本上由一种水溶液组成,该水溶液含有,约1-20g/l过氧化物、约1-30cm3/l含羧基的水溶性有机酸、约1-30cm3/l水溶性氟化物以及约1-200cm3/l含硅化合物,该化合物选自由碱金属硅酸盐和氢氟酸所组成的这组物质。
镀覆铝及铝基合金制品用的电解液,该电解液基本上由一种水溶液组成,该水溶液含有一种碱金属硅酸盐或氟硅酸、一种过氧化物、一种含羧基的水溶性有机酸及一种水溶性氟化物。凡当经镀覆的制品准备用于装饰目的时,该电解液中也可以包含钒化合物。在工艺方法中,铝制品被浸于电解液中并在作为阳极的金属铝和浸于电解液中的阴极之间施加电压,进行电压冲击。电压在约2至10秒钟内迅速升高到约300V,随后在数分钟内逐渐升到约450V,直至形成所需厚度的覆层。
铝制品的电镀方法及所用的电镀液制作方法
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