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鋁型材陽極氧化封孔工藝優化與維護

作者: 江河化工 編輯: 江河化工 來源: 江河化工 發布日期: 2020.04.06
信息摘要:
鋁材常溫封孔質量的影響因素有:封孔液中的封孔物質鎳鹽、氟離子、封孔添加劑及其含量,這3個因素是決定鋁材封孔質量效果的關鍵性因素

鋁材常溫封孔質量的影響因素有:封孔液中的封孔物質鎳鹽、氟離子、封孔添加劑及其含量,這3個因素是決定鋁材封孔質量效果的關鍵性因素;溶液的PH值、溫度和封孔時間是影響鋁型材封孔質量的重要條件因素;而提高槽液的潔凈度、減小雜質的含量是鋁材封孔質量的重要保證,經封孔劑廠家試驗表明,保證鋁材常溫封孔質量適宜生產工藝條件很重要。

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封孔工藝的優化:

工藝流程一般工業上均采用如下的生產工藝流程:常溫脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽極氧化→二次水洗→封孔→二次水洗。
一、硫酸濃度優化:生產實踐表明,當其它工藝條件不變時,隨著硫酸濃度的增大,陽極氧化過程中硫酸對氧化膜的溶解作用明顯加強,氧化膜孔錐度加大,封孔變得困難,因而封孔時間需要適當延長。一般情況下,硫酸濃度超過185g/L即對厚膜的染斑試驗產生明顯影響,但硫酸溶度過低,陽極氧化膜著色性能不佳,故實際生產中,需要權衡控制在合理范圍內。
二、鎳離子溶度優化:封孔是通過鎳離子進入氧化膜孔、水解沉淀得以實現的。鎳氟體系常溫快速封孔的機理是溶解一沉積反應,反應產物(塞孔物質)主要由Ni(OH)、A1OOH、AlF3組成,是金屬鹽的水解沉積、水化反應和形成化學轉化膜三種作用的綜合結果。鎳離子填充速度直接影響封孔速度,其含量對封孔質量影響很大,鎳離子溶度越高,封孔質量越好。
但是常溫封孔對坯料擠壓色差掩蓋作用十分有限,含量過高氧化膜底色發青,色差明顯。故鎳離子濃度控制在1.0~1.3g/L為宜,實際生產中鎳離子在0.9g/L以上即可保證封孔質量。
三、氟離子溶度優化:氟離子對氧化膜起電中和作用,膜表面電性轉負,有利于鎳離子向孔內擴散和水解。另一方面,氟離子半徑小,可以吸附在膜孔內,與孔壁的氧化膜反應生成氟鋁絡合物,從而使孔內鋁離子積累和PH升高,有利于Ni向膜孔內表面的遷移和水解,生產實踐表明,氟離子濃度在0.3~0.6g/L為宜,過高易起粉,過低則封孔不良。
同時在封孔過程中,氟離子消耗速度比鎳離子快,故需經常補充,但不推薦單獨添加氟化氨或氟化氫銨,一則易造成槽液老化;二則易引起槽液PH起伏過大;三則添加物易與鎳離子起絡合反應造成實際補充到槽液中的游離態氟離子十分有限。
四、PH值優化:提高槽液PH值,能有效降低氟離子消耗,促進鎳離子的吸收,封孔質量提高。但PH值太高時鎳鹽易水解,槽液渾濁嚴重,型材表面容易產生白灰,槽液PH值太低時,不足以造成鎳鹽水解,達不到封孔效果。依生產實踐,新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比較好,老槽PH控制在6.0-6.5為宜。
五、封孔溫度優化:溫度太低時, 氟離子與氧化膜反應弱,不足以引起鎳鹽水解,影響封孔效果,常溫封孔槽冬天一般也需要加溫維持在一定溫度。正常情況下,封孔溫度越高,封孔時間可以適當縮短。老槽或者氟離子含量低于0.3g/L槽,往往需要加熱到30℃以上才能正常封孔。依生產實踐,當封孔溫度低于25℃或高于35℃均會出現封孔不良。
六、封孔時間優化:封孔最開始的部位是氧化膜膜口處,隨時間增加,逐漸深入膜孔內部從而完成封孔,在整個封孔過程中,前半段時間封孔速度快,后半段時間封孔速度慢。
依生產實踐,白料、噴砂料、色料封孔時間存在較大差異,不能一味根據膜厚高低按比例分配封孔時間,尤其是古銅料和黑料,雖然氧化膜膜底會沉積3-8UM著色微粒,但過短的封孔時間會造成脫色黏膠危險。封孔時間稍長即容易起灰,需要車間操作者根據實際情況決定封孔時間。由于現代添加劑的發展,目前市場上已出現長時間(30分鐘)封孔不起灰的封孔劑,這對自動化生產十分有利。

七、陳化過程優化:封孔過程中氧化膜根部未完全封閉,需要陳化一段時間。正常工藝條件下,封孔后自然陳化1-3天內即可達到國家標準,但是自然封孔膜抗熱裂性能不佳,部分厚膜料在外暴曬一段時間即會出現明顯裂紋。采用熱純水陳化能顯著提高氧化膜熱裂性,熱純水電導率不大于50;溫度60-80℃;時間1um/min;熱水洗溫度對表面質量影響比較明顯,過高的陳化溫度會起灰。

成品鋁材產品

關于封孔劑使用工藝的幾點建議:

一、配制封孔槽溶液的水質不可以用自來水,要用去離子水,因為自來水里面含有過高的鈣離子,鎂離子,氯離子,等,這些離子都會影響膜層質量。
二、每天檢測PH值,使其控制在正常范圍,有變化用氨水或冰醋酸調整。
三、定期化驗鎳的濃度,當濃度過低時需要添加。
四、根據膜層厚度來確定封閉處理時間。
五、封孔處理后需要熱水清洗,封孔溶液比較難清洗干凈,長期吸附在鋁表面會對氧化膜影起腐蝕,流動水洗后在熱水清洗1分鐘,能潔凈表面。
六、要制定嚴格的陽極氧化工藝流程。影響封孔質量的因素除封孔工藝之外,還有氧化等,遇到問題要全面考慮。

七、定期檢查溶液老化程度。封孔溶液使用一段時間后,溶液會老化,要不定期檢測封孔質量問題,可采用染色實驗,明顯上色未不合格,微量上色為合格。

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