鋁件陽極氧化時封孔工藝優(yōu)化與封孔槽維護
鋁件常溫封孔質(zhì)量的影響因素有:封孔液中的封孔物質(zhì)鎳鹽、氟離子、封孔添加劑及其含量,這3個因素是決定鋁件封孔質(zhì)量效果的關(guān)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(zhì)量的重要條件因素;而提高槽液的潔凈度、減小雜質(zhì)的含量是鋁件封孔質(zhì)量的重要保證、經(jīng)過試驗表明,保證鋁件常溫封孔質(zhì)量適宜生產(chǎn)工藝條件很重要。
封孔工藝的優(yōu)化
工藝流程一般工業(yè)上均采用如下的生產(chǎn)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2.2實驗材料與儀器試驗用鋁合金材料為6063型材料,所用試劑和藥品均為一般工廠所用,封孔添加劑為筆者試驗研究配制而成。
1.硫酸濃度優(yōu)化:生產(chǎn)實踐表明,當(dāng)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(dāng)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(chǎn)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(chǎn)中,需要權(quán)衡控制在合理范圍內(nèi)。
2.鎳離子溶度優(yōu)化:封孔是通過鎳離子進入氧化膜孔、水解沉淀得以實現(xiàn)的。鎳氟體系常溫快速封孔的機理是溶解一沉積反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物(塞孔物質(zhì))主要由Ni(OH)、A1OOH、AlF3組成,是金屬鹽的水解沉積、水化反應(yīng)和形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜三種作用的綜合結(jié)果。鎳離子填充速度直接影響封孔速度,其含量對封孔質(zhì)量影響很大,鎳離子溶度越高,封孔質(zhì)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(fā)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(chǎn)中鎳離子在0.9g/L以上即可保證封孔質(zhì)量。
3.氟離子溶度優(yōu)化:氟離子對氧化膜起電中和作用,膜表面電性轉(zhuǎn)負(fù),有利于鎳離子向孔內(nèi)擴散和水解。另一方面,氟離子半徑小,可以吸附在膜孔內(nèi),與孔壁的氧化膜反應(yīng)生成氟鋁絡(luò)合物,從而使孔內(nèi)鋁離子積累和pH升高,有利于Ni向膜孔內(nèi)表面的遷移和水解,生產(chǎn)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(jīng)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(luò)合反應(yīng)造成實際補充到槽液中的游離態(tài)氟離子十分有限。
4.PH值優(yōu)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(zhì)量提高。但pH值太高時鎳鹽易水解,槽液渾濁嚴(yán)重,型材表面容易產(chǎn)生白灰,槽液pH值太低時,不足以造成鎳鹽水解,達(dá)不到封孔效果。依生產(chǎn)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。
5.封孔溫度優(yōu)化:溫度太低時,F(xiàn)與氧化膜反應(yīng)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(dāng)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(chǎn)實踐,當(dāng)封孔溫度低于25℃或高于35℃均會出現(xiàn)封孔不良。
6.封孔時間優(yōu)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(nèi)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(chǎn)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(jù)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(jù)實際情況決定封孔時間。由于現(xiàn)代添加劑的發(fā)展,目前市場上已出現(xiàn)長時間(30分鐘)封孔不起灰的封孔劑,這對自動化生產(chǎn)十分有利。
7.陳化過程優(yōu)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(nèi)即可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),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(xiàn)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(dǎo)率不大于50;溫度60-80℃;時間1um/min;熱水洗溫度對表面質(zhì)量影響比較明顯,過高的陳化溫度會起灰。
前言:鋁件陽極氧化膜在氧化后為了保證耐蝕性及耐侯性必須進行封孔處理。目前大多數(shù)鋁型材廠家使用的是氟化鎳為主體的常溫封孔工藝,該工藝成分簡單,能耗低,雜質(zhì)容許量大,但是槽液使用壽命偏短。除開封孔劑本身成分外,工藝條件、環(huán)境水質(zhì)、日常操作習(xí)慣等因素對封孔質(zhì)量的影響較大。本文依據(jù)生產(chǎn)實際,對影響型材封孔質(zhì)量的幾個工藝和操作因素進行了探討,為提高產(chǎn)品質(zhì)量延長槽液壽命提供參考。
1.配制封孔槽溶液的水質(zhì)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(zhì)量。
2.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(diào)整。
3.定期化驗鎳的濃度,當(dāng)濃度過低時需要添加。
4.根據(jù)膜層厚度來確定封閉處理時間。
5.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。
6.要制定嚴(yán)格的陽極氧化工藝流程。影響封孔質(zhì)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。
7.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(zhì)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。
封孔槽維護
1.型材封孔前必須清洗干凈、控液徹底。在生產(chǎn)過程中如果清洗不干凈或控液不徹底,會不斷帶進雜質(zhì)離子,雜質(zhì)離子的積累將影響封閉液的穩(wěn)定性,造成交叉污染,從而導(dǎo)致F離子活性降低,不利于金屬離子進入微孔發(fā)生水解反應(yīng)。有條件的車間可以在封孔槽前加一道純水洗,能有效降低雜質(zhì)離子帶入。
2.封孔槽對水質(zhì)比較敏感,槽液補充盡量用純水,不推薦用地下水配槽和作為封孔前清洗槽,水質(zhì)中雜質(zhì)陽離子會極大消耗氟離子,部分車間使用明礬處理過的自來水,也會造成封孔槽氟鎳離子比例失調(diào)。由于水質(zhì)得不到保證,槽液氟離子含量偏低,很多車間采用提高槽溫增加氟離子活性達(dá)到封孔目的,但綜合各項成本,往往高出不少。
3.適當(dāng)?shù)难h(huán)能有效緩解封孔槽老化。常溫封孔對電解著色色澤保持性好,但是氟離子不可避免地與著色膜中的微粒起反應(yīng),如果著色料產(chǎn)量大,封孔槽中會產(chǎn)生土黃紅色膠狀沉淀,嚴(yán)重時會造成槽液顏色發(fā)黃紅,此時適當(dāng)降低封孔槽PH然后開啟過濾,能有效降低著色料封孔起灰現(xiàn)象。
4.補加藥劑需要注意的事項。帶攪拌的加藥桶補充效果最好,將封孔劑溶于桶中槽液攪拌均勻即可打入槽內(nèi),待槽液循環(huán)均勻后正常封孔即可。如沒有攪拌桶,則可以將小包封孔劑溶于簡易加藥容器內(nèi),攪拌均勻,然后用小勺均勻撒向槽面,封孔劑在自然沉降過程中溶解。一般而言,補充藥劑半小時內(nèi)最好不要作業(yè),藥劑溶解的不均勻性會造成同一支料不同部位封孔效果不同。另不建議使用壓縮空氣攪拌槽液,車間的灰塵、油污及固體雜質(zhì)沉淀會因劇烈空氣攪拌造成槽液二次污染。
5.加強槽面巡查,封孔槽中如果有鋁件掉入,必須第一時間打撈,鋁件會極大消耗槽液中的氟離子造成封孔不良。同時,要及時撈出槽面油性泡沫,泡沫會包覆加藥過程中未及時溶解的藥劑顆粒,造成藥品浪費。
6.調(diào)整槽液PH:當(dāng)PH低時,建議用稀氨水調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)時將稀氨水均勻地灑在槽面上,邊灑邊輕輕攪動槽面可以有效減少藍(lán)色鎳沉淀。不推薦用片堿調(diào)節(jié),主要是片堿堿性過大,易造成沉淀。如果槽液PH偏離工藝很大,建議多次調(diào)節(jié),PH起伏過大,極易造成封孔不良。
相關(guān)標(biāo)簽:陽極氧化,表面處理,噴砂氧化
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