铝型材阳极氧化时封孔工艺优化与封孔槽维护
表面处理网铝材常温封孔质量的影响因素有封孔液中的封孔物质镍盐氟离子封孔添加剂及其含量这3个因素是决定铝材封孔质量效果的关键性因素溶液的PH值温度和封孔时间是影响铝型材封孔质量的重要条件因素;而提高槽液的洁净度减小杂质的含量是铝材封孔质量的重要保证经过试验表明保证铝材常温封孔质量适宜生产工艺条件很重要
封孔工艺的优化
工艺流程一般工业上均采用如下的生产工艺流程常温脱脂→水洗→碱蚀→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→阳极氧化→二次水洗→封孔→二次水洗2.2实验材料与仪器试验用铝合金材料为6063型材料所用试剂和药品均为一般工厂所用封孔添加剂为笔者试验研究配制而成
1.硫酸浓度优化生产实践表明当其它工艺条件不变时随着硫酸浓度的增大阳极氧化过程中硫酸对氧化膜的溶解作用明显加强氧化膜孔锥度加大封孔变得困难因而封孔时间需要适当延长一般情况下硫酸浓度超过185g/L即对厚膜的染斑试验产生明显影响但硫酸溶度过低阳极氧化膜着色性能不佳故实际生产中需要权衡控制在合理范围内
2.镍离子溶度优化封孔是通过镍离子进入氧化膜孔水解沉淀得以实现的镍氟体系常温快速封孔的机理是溶解一沉积反应反应产物塞孔物质主要由NiOHA1OOHAlF3组成是金属盐的水解沉积水化反应和形成化学转化膜三种作用的综合结果镍离子填充速度直接影响封孔速度其含量对封孔质量影响很大镍离子溶度越高封孔质量越好但是常温封孔对坯料挤压色差掩盖作用十分有限含量过高氧化膜底色发青色差明显故镍离子浓度控制在1.0～1.3g/L为宜实际生产中镍离子在0.9g/L以上即可保证封孔质量
3.氟离子溶度优化氟离子对氧化膜起电中和作用膜表面电性转负有利于镍离子向孔内扩散和水解另一方面氟离子半径小可以吸附在膜孔内与孔壁的氧化膜反应生成氟铝络合物从而使孔内铝离子积累和pH升高有利于Ni向膜孔内表面的迁移和水解生产实践表明氟离子浓度在0.3～0.6g/L为宜过高易起粉过低则封孔不良同时在封孔过程中氟离子消耗速度比镍离子快故需经常补充但不推荐单独添加氟化氨或氟化氢铵一则易造成槽液老化;二则易引起槽液PH起伏过大;三则添加物易与镍离子起络合反应造成实际补充到槽液中的游离态氟离子十分有限
4.PH值优化提高槽液pH值能有效降低氟离子消耗促进镍离子的吸收封孔质量提高但pH值太高时镍盐易水解槽液浑浊严重型材表面容易产生白灰槽液pH值太低时不足以造成镍盐水解达不到封孔效果依生产实践新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比较好老槽PH控制在6.0-6.5为宜
5.封孔温度优化温度太低时F与氧化膜反应弱不足以引起镍盐水解影响封孔效果常温封孔槽冬天一般也需要加温维持在一定温度正常情况下封孔温度越高封孔时间可以适当缩短老槽或者氟离子含量低于0.3g/L槽往往需要加热到30℃以上才能正常封孔依生产实践当封孔温度低于25℃或高于35℃均会出现封孔不良
6.封孔时间优化封孔最开始的部位是氧化膜膜口处随时间增加逐渐深入膜孔内部从而完成封孔在整个封孔过程中前半段时间封孔速度快后半段时间封孔速度慢依生产实践白料喷砂料色料封孔时间存在较大差异不能一味根据膜厚高低按比例分配封孔时间尤其是古铜料和黑料虽然氧化膜膜底会沉积3-8UM着色微粒但过短的封孔时间会造成脱色黏胶危险封孔时间稍长即容易起灰需要车间操作者根据实际情况决定封孔时间由于现代添加剂的发展目前市场上已出现长时间30分钟封孔不起灰的封孔剂这对自动化生产十分有利
7.陈化过程优化封孔过程中氧化膜根部未完全封闭需要陈化一段时间正常工艺条件下封孔后自然陈化1-3天内即可达到国家标准但是自然封孔膜抗热裂性能不佳部分厚膜料在外暴晒一段时间即会出现明显裂纹采用热纯水陈化能显著提高氧化膜热裂性热纯水电导率不大于50;温度60-80℃;时间1um/min;热水洗温度对表面质量影响比较明显过高的陈化温度会起灰
前言铝阳极氧化膜在氧化后为了保证耐蚀性及耐侯性必须进行封孔处理目前大多数铝型材厂家使用的是氟化镍为主体的常温封孔工艺该工艺成分简单能耗低杂质容许量大但是槽液使用寿命偏短除开封孔剂本身成分外工艺条件环境水质日常操作习惯等因素对封孔质量的影响较大本文依据生产实际对影响型材封孔质量的几个工艺和操作因素进行了探讨为提高产品质量延长槽液寿命提供参考
1.配制封孔槽溶液的水质不可以用自来水要用去离子水因为自来水里面含有过高的钙离子镁离子氯离子等这些离子都会影响膜层质量
2.每天检测PH值使其控制在正常范围有变化用氨水或冰醋酸调整
3.定期化验镍的浓度当浓度过低时需要添加
4.根据膜层厚度来确定封闭处理时间
5.封孔处理后需要热水清洗封孔溶液比较难清洗干净长期吸附在铝表面会对氧化膜影起腐蚀流动水洗后在热水清洗1分钟能洁净表面
6.要制定严格的阳极氧化工艺流程影响封孔质量的因素除封孔工艺之外还有氧化等遇到问题要全面考虑
7.定期检查溶液老化程度封孔溶液使用一段时间后溶液会老化要不定期检测封孔质量问题可采用染色实验明显上色未不合格微量上色为合格
封孔槽维护
1.型材封孔前必须清洗干净控液彻底在生产过程中如果清洗不干净或控液不彻底会不断带进杂质离子杂质离子的积累将影响封闭液的稳定性造成交叉污染从而导致F离子活性降低不利于金属离子进入微孔发生水解反应有条件的车间可以在封孔槽前加一道纯水洗能有效降低杂质离子带入
2.封孔槽对水质比较敏感槽液补充尽量用纯水不推荐用地下水配槽和作为封孔前清洗槽水质中杂质阳离子会极大消耗氟离子部分车间使用明矾处理过的自来水也会造成封孔槽氟镍离子比例失调由于水质得不到保证槽液氟离子含量偏低很多车间采用提高槽温增加氟离子活性达到封孔目的但综合各项成本往往高出不少
3.适当的循环能有效缓解封孔槽老化常温封孔对电解着色色泽保持性好但是氟离子不可避免地与着色膜中的微粒起反应如果着色料产量大封孔槽中会产生土黄红色胶状沉淀严重时会造成槽液颜色发黄红此时适当降低封孔槽PH然后开启过滤能有效降低着色料封孔起灰现象
｜4.补加药剂需要注意的事项带搅拌的加药桶补充效果最好将封孔剂溶于桶中槽液搅拌均匀即可打入槽内待槽液循环均匀后正常封孔即可如没有搅拌桶则可以将小包封孔剂溶于简易加药容器内搅拌均匀然后用小勺均匀撒向槽面,封孔剂在自然沉降过程中溶解一般而言补充药剂半小时内最好不要作业药剂溶解的不均匀性会造成同一支料不同部位封孔效果不同另不建议使用压缩空气搅拌槽液车间的灰尘油污及固体杂质沉淀会因剧烈空气搅拌造成槽液二次污染
5.加强槽面巡查封孔槽中如果有铝件掉入必须第一时间打捞铝件会极大消耗槽液中的氟离子造成封孔不良同时要及时捞出槽面油性泡沫泡沫会包覆加药过程中未及时溶解的药剂颗粒造成药品浪费
6.调整槽液PH:当PH低时,建议用稀氨水调节,调节时将稀氨水均匀地洒在槽面上,边洒边轻轻搅动槽面可以有效减少蓝色镍沉淀不推荐用片碱调节主要是片碱碱性过大易造成沉淀如果槽液PH偏离工艺很大建议多次调节,PH起伏过大极易造成封孔不良
