1.本申請屬于鋁合金表面處理技術領域，尤其涉及一種鋁合金表面氧化處理方法和鋁合金陶瓷水管。

背景技術：

2.目前，常見的給排水管分為鍍鋅水管、塑料水管以及不銹鋼水管。鍍鋅水管具有強度高、造價便宜的優(yōu)點，但其在長期使用過程中易出現(xiàn)銹蝕，污染水質，無法滿足飲用水使用的要求，更嚴重的問題是水管易生銹導致管材漏水，造成不同程度的地下塌陷，給社會造成了極大的危害。塑料水管(包括ppr水管、pvc水管等)的價格便宜、安裝簡單，但此類水管承受的溫度范圍極其有限，當溫度過高或過低時會出現(xiàn)脆裂，增大了檢修難度，同時管道內壁易滋生細菌，長期使用會對人體健康產(chǎn)生不利的影響。不銹鋼水管具有耐腐蝕、耐高溫的特點，但其零配件通常需要焊接，長期使用后容易出現(xiàn)漏水問題，施工難度大且造價過高很難被社會認可。

技術實現(xiàn)要素：

3.有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N鋁合金表面氧化處理方法和鋁合金陶瓷水管，得到一種力學性能穩(wěn)定且生物安全性高的普適性給排水管。

4.本申請的具體技術方案如下：

5.本申請?zhí)峁┮环N鋁合金表面氧化處理方法，將鋁合金材料置于電解液中，在電壓逐漸升高的條件下進行陽極氧化處理。

6.本申請中，能夠在鋁合金的表面形成一層致密且均勻的陶瓷層(al2o3)，該陶瓷層的硬度高、耐磨性強、耐擊穿電壓高，孔隙率低、附著力強、厚度大，長期使用不會產(chǎn)生爆裂和老化；耐腐蝕、耐高溫、化學性質穩(wěn)定，且具有良好的生物安全性。結合鋁合金材料的強抗彎折和抗拉伸特性，經(jīng)過表面處理后的鋁合金材料可廣泛應用于給排水管道、燃氣管道、熱力管道或化學容器，也可應用于防火建筑用材中。

7.優(yōu)選的，所述陽極氧化的溫度為10～5℃。

8.優(yōu)選的，所述陽極氧化的電解液選自硫酸、草酸和鉻酸中一種或多種；

9.所述電解液的濃度為200～350g/l。更優(yōu)選的，所述電解液為硫酸。

10.優(yōu)選的，所述陽極氧化的電壓為15～100v，電流密度為0.5～5a/dm2。更優(yōu)選的，所述陽極氧化的電壓為25～100v，電流密度為2～5a/dm2。

11.優(yōu)選的，所述陽極氧化的起始電壓為15～20v、起始電流密度為0.5a/dm2，電壓的增速為3～5v/min，陽極氧化的時間為50min。

12.優(yōu)選的，所述陽極氧化中升壓的間隔時間為5～10min。

13.優(yōu)選的，所述陽極氧化之前還包括：

14.對鋁合金材料依次進行脫脂、水洗、堿蝕、中和出光和水洗；

15.所述中和出光的處理液為鹽酸；

16.所述鹽酸的質量濃度為10～25％。

17.優(yōu)選的，所述脫脂的處理液選自有機溶劑、表面活性劑、堿溶液或酸溶液；

18.所述堿蝕的處理液為氫氧化鈉溶液；

19.所述水洗的處理液為純水。

20.優(yōu)選的，所述陽極氧化之后還包括：

21.對鋁合金材料依次進行水洗、封閉、水洗和晾干。

22.優(yōu)選的，所述封閉的處理液選自熱水或無機鹽溶液。

23.本申請中，脫脂用于除去鋁合表面的油污和灰塵，堿蝕用于除去鋁合金表面的自然氧化膜層，并在陽極氧化之前利用稀鹽酸進行中和出光，有利于陽極氧化中獲得高純度、高附著力的三氧化二鋁膜層。在陽極氧化之后進行封閉，有利于提高氧化膜層的致密度，阻斷其對雜質的吸附作用。在脫脂、中和出光、陽極氧化以及封閉處理之后均進行水洗，及時除去附著在鋁合金表面殘留的處理液，同時水洗的緩沖作用還有利于在陽極氧化過程中生成均勻、低孔隙率的三氧化二鋁膜層，提高表面氧化膜層的光滑度，避免滋生細菌。

24.本申請還提供一種鋁合金陶瓷水管，由所述鋁合金表面氧化處理方法處理得到；

25.所述鋁合金陶瓷水管的內壁和外壁均設有三氧化二鋁膜層。

26.本申請中，能夠在鋁合金管材的內壁和外壁形成致密且均勻的三氧化二鋁膜層，對于鋁合金管材的表面處理可塑性強，且能夠保持優(yōu)異的力學性能，有效解決現(xiàn)有技術中采用陶瓷胚體燒結、開壓或泡漿等處理方法導致成型管材的脆性大、抗壓性能差的缺陷。本申請的鋁合金陶瓷水管是對高溫擠壓成型的鋁合金管材進行陽極氧化處理，由于其內壁的三氧化二鋁膜層，具有良好的密封性和化學穩(wěn)定性，且生物安全性能優(yōu)異，能夠達到食品衛(wèi)生級別，能有效杜絕細菌、雜質的粘附，可確保水質干凈、衛(wèi)生，可用作自來水或飲用水管、啤酒設備管、化妝品設備管、乳制品設備管或藥物制造設備管等液體管道領域，具有安裝便利、造價便宜的優(yōu)點。

27.優(yōu)選的，所述三氧化二鋁膜層的厚度為25～150μm。

28.優(yōu)選的，所述鋁合金陶瓷水管的外徑為10～400mm，壁厚為1.0～30mm。

29.優(yōu)選的，所述鋁合金的型號選自6061、6065、6005或6082。

30.本申請中，鋁合金的選材加工性能佳、韌性高，易在管材的內壁形成氧化膜。本申請的鋁合金表面氧化處理方法能夠適用的管材尺寸范圍較寬，可根據(jù)不同使用功能將鋁合金材料加工成不同規(guī)格的管材，以滿足不同領域對管道壓力的需求。

31.綜上所述，本申請?zhí)峁┝艘环N鋁合金表面氧化處理方法及應用和鋁合金陶瓷水管。本申請的表面氧化處理方法能夠在鋁合金的表面形成一層致密且均勻的陶瓷層(al2o3)，該陶瓷層的硬度高、耐磨性強、耐擊穿電壓高，孔隙率低、附著力強、厚度大，長期使用不會產(chǎn)生爆裂和老化；耐腐蝕、耐高溫、化學性質穩(wěn)定，且具有良好的生物安全性。本申請的表面氧化處理方法對于鋁合金管材的表面處理可塑性強。鋁合金陶瓷水管由于其內壁的三氧化二鋁膜層，具有良好的密封性和化學穩(wěn)定性，且生物安全性能優(yōu)異，能夠達到食品衛(wèi)生級別，可廣泛應用于給排水管道、燃氣管道、熱力管道或化學容器，也可應用于防火建筑用材中。

附圖說明

32.為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

33.圖1為本申請實施例1制得鋁合金陶瓷水管的實物照片。

具體實施方式

34.為使得本申請的目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而非全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本申請保護的范圍。

35.取熱擠壓成型的鋁合金管材(6061)進行如下處理：

36.(1)脫脂：將鋁合金管材的首尾部位利用夾具固定于排架上，在常溫下放入有機溶液中進行沉泡反應后取出，在純水中進行水洗，除去管材表面黏附的油污和粉塵后取出；

37.(2)堿蝕：在常溫下放入氫氧化鈉溶液中進行，反應結束后，在質量濃度為15％的鹽酸溶液中進行中和出光，然后在純水中進行水洗后取出；

38.(3)陽極氧化：在溫度為2℃下，設置起始電壓為15v、起始電流密度為0.5a/dm2，電壓的增速為4v/min，以鋁合金管材作為陽極，以金屬導體作為陰極，在濃度為250g/l的硫酸溶液中進行反應50min后取出，用純水沖洗鋁合金管材；

39.(4)封閉：在無機鹽溶液中進行封閉，反應結束后，在排架上自然風干，制得鋁合金陶瓷水管。

40.本申請實施例1制得鋁合金陶瓷水管的實物照片如圖1所示，經(jīng)過本申請的鋁合金表面氧化處理方法得到的鋁合金陶瓷水管在內壁和外壁均形成致密且均勻的三氧化二鋁膜層，該三氧化二鋁膜層的厚度為25μm，且具有孔隙率低、附著力強的優(yōu)點，使得其作為給排水管的密封性和化學穩(wěn)定性好，有效杜絕細菌、雜質的粘附，以及腐蝕變質，表現(xiàn)出優(yōu)異的生物安全性，能夠達到食品衛(wèi)生級別。

41.對實施例1制得的鋁合金陶瓷水管進行力學性能、耐腐蝕、耐高溫以及導電性能測試，測試結果表明本申請實施例1制得產(chǎn)品內壁生成的al2o3膜層光滑不受任何腐蝕、耐高溫、不導電，均勻度好、附著力強，同時具有高強抗彎折、抗拉神性能，滿足gb/t3091?2015中對于鍍鋅水管的各項性能要求。

42.對實施例1制得的鋁合金陶瓷水管參照gb4806.42016國家標準進行安全性能測試，結果表明本申請實施例1制得產(chǎn)品的內壁熔點由原來的667℃提升至2054℃，且該陶瓷層附著力強、孔隙率低，化學性質穩(wěn)定，不會產(chǎn)生有害金屬成分、也不易黏附有害生物質，該三氧化二鋁膜層達到了食用陶瓷級別，符合gb4806.4?2016的國家標準。

43.由于本申請的鋁合金表面三氧化二鋁膜層的耐高溫特性，將其用于建筑防火門窗的用材，防火等級可達到甲級，可替換鋼制防火窗，具有造價低、性能穩(wěn)定的優(yōu)點。

44.以上所述，以上實施例僅用以說明本申請的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本申請進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前

述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本申請各實施例技術方案的精神和范圍。技術特征：

1.一種鋁合金表面氧化處理方法，其特征在于，將鋁合金材料置于電解液中，在電壓逐漸升高的條件下進行陽極氧化處理。2.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金表面氧化處理方法，其特征在于，所述陽極氧化的溫度為?10～5℃。3.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金表面氧化處理方法，其特征在于，所述陽極氧化的電解液選自硫酸、草酸和鉻酸中一種或多種；所述電解液的濃度為200～350g/l。4.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金表面氧化處理方法，其特征在于，所述陽極氧化的電壓為15～100v，電流密度為0.5～5a/dm2。5.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金表面氧化處理方法，其特征在于，所述陽極氧化的起始電壓為15～20v、起始電流密度為0.5a/dm2，電壓的增速為3～5v/min，陽極氧化的時間為50min。6.根據(jù)權利要求1所述的鋁合金表面氧化處理方法，其特征在于，所述陽極氧化之前還包括：對鋁合金材料依次進行脫脂、水洗、堿蝕、中和出光和水洗；所述中和出光的處理液為鹽酸；所述鹽酸的質量濃度為10～25％。7.權利要求1～6任意一項所述鋁合金表面氧化處理方法在給排水管或防火裝修材料中的應用。8.一種鋁合金陶瓷水管，其特征在于，由權利要求1～6任意一項所述鋁合金表面氧化處理方法處理得到；所述鋁合金陶瓷水管的內壁和外壁均設有三氧化二鋁膜層。9.根據(jù)權利要求8所述的鋁合金陶瓷管，其特征在于，所述三氧化二鋁膜層的厚度為25～150μm。10.根據(jù)權利要求8所述的鋁合金陶瓷管，其特征在于，所述鋁合金陶瓷水管的外徑為10～400mm，壁厚為1.0～30mm。

技術總結

本申請屬于鋁合金表面處理技術領域。本申請?zhí)峁┝艘环N鋁合金表面氧化處理方法和鋁合金陶瓷水管。本申請的表面氧化處理方法能夠在鋁合金的表面形成一層致密且均勻的陶瓷層，該陶瓷層的硬度高、耐磨性強、耐擊穿電壓高，孔隙率低、附著力強、厚度大，長期使用不會產(chǎn)生爆裂和老化；耐腐蝕、耐高溫、化學性質穩(wěn)定，且具有良好的生物安全性。本申請的表面氧化處理方法對于鋁合金管材的表面處理可塑性強。鋁合金陶瓷水管由于其內壁的三氧化二鋁膜層，具有良好的密封性和化學穩(wěn)定性，且生物安全性能優(yōu)異，能夠達到食品衛(wèi)生級別，可廣泛應用于給排水管道、燃氣管道、熱力管道或化學容器，也可應用于防火建筑用材中。防火建筑用材中。

技術研發(fā)人員：莫志強 莫漢鋒

受保護的技術使用者：廣州市晨創(chuàng)玻璃發(fā)展有限公司

技術研發(fā)日：2021.01.21

技術公布日：2021/6/7