一种阳极氧化外观缺陷修复工艺及其磨料
阅读说明：本技术 一种阳极氧化外观缺陷修复工艺及其磨料 (Anodic oxidation appearance defect repairing process and abrasive thereof ) 是由 李坤 于 2021-07-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种阳极氧化外观缺陷修复工艺及其磨料,使用含有氧化铝、氧化硅、松香、硅酸铝纤维等组分制成的磨料,对阳极氧化外观缺陷部分修复打磨,在阳极氧化件孔隙以及缺陷处沟槽内形成致密保护层,使磨料填充过后的工件耐用性高,高温高压高湿环境下的填充表现依旧稳定,同时修复缺陷效果优秀且不会对产品本身特性进行改性。(The invention provides an anodic oxidation appearance defect repairing process and an abrasive thereof, wherein the abrasive prepared from components such as aluminum oxide, silicon oxide, rosin, aluminum silicate fiber and the like is used for repairing and polishing the anodic oxidation appearance defect part, and a compact protective layer is formed in the hole of an anodic oxidation part and the groove at the defect part, so that the workpiece after being filled with the abrasive has high durability, the filling performance under the high-temperature high-pressure high-humidity environment is still stable, the defect repairing effect is excellent, and the characteristics of the product are not modified.)
所属
技术领域
本发明涉及铝或铝合金阳极氧化层及表面染色层修复技术领域，特别地，是一种针对阳极氧化外观缺陷(划伤、刮伤、压伤等)修复的工艺及其相关磨料。
背景技术
阳极氧化与染色是铝表面处理中应用非常广泛的一种装饰技术，该技术既可提高铝和铝合金制品耐蚀、耐光等性能，又可美化外观，获得绚丽多彩的装饰效果，增加产品附加值。
经阳极氧化的产品在日常运行使用或者装配、拆卸的过程中会不可避免的造成外观缺陷，进而影响其美观，继而造成产品的报废，常规修复技术手段是通过对产品进行退膜重镀的方式进行修复，即通过酸碱化学反应褪去氧化膜后再进行化学及机械抛光再对产品的表面重新进行阳极氧化，这样的方式其一阳极氧化本身的环境污染较大，其二使产品的尺寸产生较大的偏差，其三是加工成本增加一倍以上
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种阳极氧化外观缺陷修复的工艺及其磨料，该阳极氧化外观缺陷修复工艺及其磨料能够环保低成本的方式实现对阳极氧化件较好的修复。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种阳极氧化外观缺陷修复磨料，包括如下组分按质量比例制成：
氧化铝15～40％、水15～40％、甘油7～20％、氧化硅6～12％、松香2～5％、石油精7～13％、酸处理的轻镏出物5～10％、白色矿物油1～5％、硅酸铝纤维2～5％、乙苯0～0.1％、炭黑0～0.1％。
作为优选，所述氧化铝组分占比为25％，氧化硅组分占比为10％，对阳极氧化件的修复效果最佳。
一种阳极氧化外观缺陷修复工艺:
步骤一，使用海绵轮将磨料均匀摊开至含有外观缺陷的阳极氧化件的全部表面；
步骤二，使用羊毛轮均匀打磨所述阳极氧化件，使磨料中的氧化铝组分充分填充阳极氧化件上氧化膜层内的孔隙以及外观缺陷对应的沟槽中，所述阳极氧化件的表层打磨切削量控制在5μm之内，可达成以填充方式修复阳极氧化件外观缺陷的目的；
步骤三，采用海绵轮配合使用含水酒精溶液研磨所述阳极氧化件表面，含水酒精溶液的酒精组分质量占比为20～80％，用于去除多余磨料。
作为优选，步骤一中，磨料完全覆盖阳极氧化件后，静置至少1分钟。
作为优选，步骤一中的海绵轮配置有轨迹规划系统，实现对阳极氧化件的连续自动化作业。
作为优选，步骤二中，所述羊毛轮施加于阳极氧化件表面的压力为0.004～0.008Mpa。
作为优选，步骤二中所述羊毛轮设置在力控系统上，保证羊毛轮对所述阳极氧化件表面施力均衡，保证阳极氧化件表面一致性。
作为优选，步骤二中所述羊毛轮以转圈研磨的方式均匀研磨所述阳极氧化件表面，所述羊毛轮的转动方向与羊毛轮转圈研磨的方向相反。
作为优选，步骤二中使用5寸羊毛轮、磨削数据为800～1200r/min转速，所述力控系统施加给所述羊毛轮的研磨接触力为0.9～1.1KG，羊毛轮研磨所述阳极氧化件同一位置的研磨时间小于3min，匀速均匀打磨。
作为优选，步骤三中的含水酒精溶液的酒精组分质量占比为70％，对磨料中的蜡类物质去除效果较佳。
本发明的优点在于：
处理费用低，目前客退品外观不良的报废率为100％，在制品外观不良良品率40％，用此技术良品率在95％以上，且磨料成本极低，环境处理成本几乎为零，旧技术环境处理成本十分高昂。
利用阳极氧化表面形成的间隙，选用本申请中的磨料，磨料填充过后的工件耐用性高，高温高压高湿环境下的填充表现依旧稳定，修复缺陷效果优秀且不会对产品本身特性进行改性(尺寸，外观，性状)
附图说明
图1为本阳极氧化外观缺陷修复工艺中阳极氧化件完好状态下的剖面图。
图2为本阳极氧化外观缺陷修复工艺中阳极氧化件具有外观缺陷下的剖面图。
图3为本阳极氧化外观缺陷修复工艺中阳极氧化件打磨后孔隙未填充状态的剖面图。
图4为本阳极氧化外观缺陷修复工艺中阳极氧化件打磨填充状态的剖面图
图5为本阳极氧化外观缺陷修复工艺中阳极氧化件打磨清理后的剖面图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
制备磨料，包括如下质量组分按比例制成：
氧化铝15～40％、水15～40％、甘油7～20％、氧化硅6～12％、松香2～5％、石油精7～13％、酸处理的轻镏出物5～10％、白色矿物油1～5％、硅酸铝纤维2～5％、乙苯0～0.1％、炭黑0～0.1％。
所述氧化铝、氧化硅、硅酸铝纤维均为纳米级材料。
一种阳极氧化外观缺陷修复工艺:
步骤一，使用海绵轮将磨料均匀摊开至含有外观缺陷的阳极氧化件的全部表面，而后静置至少1分钟；
可采用将海绵轮配置于轨迹规划系统上，实现对阳极氧化件连续自动化作业。轨迹规划系统可采用多轴机械臂实现，海绵轮的轨迹规划可通过人工采集或者对加工的阳极氧化件进行三位建模后规划虚拟轨迹。
步骤二，使用羊毛轮均匀打磨所述阳极氧化件，使磨料中的氧化铝组分充分填充阳极氧化件上氧化膜层内的孔隙以及外观缺陷对应的沟槽中，所述阳极氧化件的表层打磨切削量控制在5μm之内，可达成以填充方式修复阳极氧化件外观缺陷的目的。
为了保证羊毛轮对阳极氧化件表面施力均衡，保证表面一致性，可配置力系统装设所述羊毛轮对阳极氧化件表面进行加工，此处力系统可使用多轴机器人对工件进行加工。本申请中所述多轴机械臂及多轴机械人，均常见于机械加工领域(如涂装、装配、打磨)。
此外在较佳的实施例中所述步骤二中所述羊毛轮以转圈研磨的方式均匀研磨所述阳极氧化件表面，所述羊毛轮的转动方向与羊毛轮转圈研磨的方向相反，比如羊毛轮以逆时针打磨，力系统控制所述羊毛轮以反向转圈方式研磨，使羊毛轮和阳极氧化件之间产生反向剪切力，增加磨料对阳极氧化件孔隙内填料的效果。
步骤二中，所述羊毛轮施加于阳极氧化件表面的压力为0.004～0.008Mpa，磨料内的氧化铝和硅酸铝纤维对所述阳极氧化件的填充致密性较佳。
在一实施例中，步骤二中使用5寸羊毛轮、磨削数据为800～1200r/min转速，所述力控系统施加给所述羊毛轮的研磨接触力为0.9～1.1KG，羊毛轮研磨所述阳极氧化件同一位置的研磨时间小于3min，匀速均匀打磨，根据接触时间的长短，可控制阳极氧化外观件的表层切削量控制在5μm之内。
步骤三，采用海绵轮配合使用含水酒精溶液研磨所述阳极氧化件表面，含水酒精溶液的酒精组分质量占比为20～80％，去除多余磨料。在实际测试中采用酒精质量占比为70％的含水酒精溶液进行擦拭，去除阳极氧化件表面多余磨料的效果最佳。
经过实验数据对比，在上述修复工艺中所使用的磨料中，当所述氧化铝组分占比为25％，氧化硅组分占比为10％，对阳极氧化件外观缺陷的修复效果(外观、硬度、耐磨性、耐候性、寿命)最佳。
在上述修复步骤中，参阅图1，完整状态下阳极氧化件10的氧化膜层中充满孔隙20，在孔隙20底部和孔隙20壁面上分布着着色层30，所述孔隙20顶部覆盖有封孔保护层40，当完整状态下阳极氧化件10产生划伤后，参阅图2，构成孔隙20的氧化膜层产生塌陷形成沟槽50，使用本发明中的磨料对阳极氧化件10进行打磨修复，参阅图3，打磨过程中封孔保护层40被清除，同时氧化膜层厚度也产生一定降低，所述磨料中的氧化铝和硅酸铝纤维，在羊毛轮施加压力的打磨下进入所述孔隙20和沟槽50，由于纳米级别的氧化铝较硅酸铝纤维更小更细，因此氧化铝在羊毛轮打磨施加的压力下自然的沉积在硅酸铝纤维下方，参阅图4，两者在所述孔隙20、沟槽50的底部和顶部分别形成致密的氧化铝填充层110和致密的硅酸铝纤维层120，而磨料剩余部分200覆盖在所述硅酸铝纤维层120上部，而后使用含水酒精溶液清除磨料剩余部分200，参阅图5，含水酒精溶液对磨料剩余部分200内的蜡类物质具有较佳的清除效果。
处于孔隙20、沟槽50中致密的氧化铝填充层110、硅酸铝纤维层120在常规状态、环境下难以被清除出所述孔隙20和沟槽50，同时也提供良好的结构支撑性，硅酸铝纤维层120所具有的高耐火性、延展性、高附着力、阻指纹的能力均适应修复后的阳极氧化件10的常规使用场景，此外，氧化铝填充层110所填充的孔隙20本身材质也为氧化铝，此类填充属于同材填充，因此具有更好的相容性、也不存在腐蚀的情况。
所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。