铝阳极氧化工艺

铝阳极氧化工艺
铝阳极氧化工艺

铝阳极氧化

工艺

铝阳极氧化工艺

第一部分工艺流程

一、工艺流程及工艺条件

1、铝阳极氧化处理流程如下:

脱脂→水洗×2→(酸蚀→水洗×2)→碱蚀→水洗×2→中和→

→锡盐着色(红底香槟色系)→

→单锡盐着色(古铜色系)→

水洗×2→氧化→水洗×2→→镍锡盐着色(古铜色系)→→

→硒盐着色(钛金色系)→

→锰盐着色(金黄色系)→

→水洗×2→封闭→水洗→水洗(或热水洗)→晾干

→纯水洗→电泳→纯水洗→纯水洗→滴干→烘烤

二.设备材质:

管道材料:PVC

槽体材料:PVC或PP

第二部份化工工艺

1.槽液组成及化学品简介

第一步:脱脂

选用化学品:Potencer AC

酸性脱脂剂AC是为铝及铝合金设计的专业清洗配方。适用于常温浸

渍脱脂。对铝材的侵蚀很小,但能有效清除表面的各种油污,及去除

自然氧化膜,且不会如碱蚀产生大量气体和黑污。对水质要求低,水

洗容易。低泡沫、避免脱脂槽泡沫过多而溢流。

使用条件:

AC 浓度: 4~7%(体积比)

时间: 2~10 分钟(视油污及处理流程而定)

温度:20~30℃

开槽方法:先加入槽体积一半的水,然后加入计算量的AC,搅拌5min 左右,再补加水至规定体积。

第二、三步:自来水水洗

第四步:酸蚀

选用化学品:Potencer C-11

Potencer C-11是精心研发使用于铝材酸蚀砂面作业中。能快速

整平、消除铝材表面的模具痕,获得美观的磨砂外观,并可大量降低

铝材损耗。

使用条件:

开槽浓度:Potencer C-11 80~160克/升;

温度:常温~50℃。

时间: 3~ 6分钟。

须使用过滤设施。

开槽方法:先加入槽体积一半的水,然后在搅拌下慢慢加入计算量的C-11,再补加水至规定体积。控制温度在规定范围,放一根废铝材反

应30min左右,取出,即可试生产。

第五、六步:自来水水洗

(第四、五、六步在有的厂家没有应用)

第七步:碱蚀

选用化学品:Potencer ADD及氢氧化钠

Potencer ADD添加于碱蚀槽中,能强化梨面效果、减少铝泥结晶、延长溶液寿命,从而避免时常更换槽液。相对目前许多公司多则两三个月,少则数日的槽液更换频率,使用ADD后可有效减少维护工作,节省人力费用及降低废水处理量。

使用方法:

浓度:ADD 20~30g/l;NaOH(F) 40~70g/l。

温度:50~60℃。

时间:3~15min(视要得到的铝材表面状况而定)。

添加:请按“烧碱∶ET=5∶1”添加。

开槽方法:可采用下述两种方法之一。

①取三分之一经沉槽过的旧碱蚀液,加入计算量的ET,加入水使之约为槽体积的80%,加入45g/l的氢氧化钠,再补加水至规定体积。控制温度在规定范围,即可试生产。在生产过程中,当Al3+≤70g/l 时, 游离碱请控制在低范围, 温度请控制在低范围。当游离碱小于50g/l必须补加氢氧化钠和ET,补加比例为:每补加5kg氢氧化钠同时需补加1kg的ET。

②在槽中加入一半的水,加入约120 g/l氢氧化钠,(注意: 氢氧化钠溶解时会放出大量的热,需在搅拌下慢慢加入氢氧化钠,当氢氧化钠完全溶解再作下一步), 加入计算量的ET,取熔铸时的铝屑(约33g/l)加入槽中反应,使铝离子达到30g/l以上。铝屑的加入要求少量多次加入,要控制反应速度,不要使溶液溢出,时间可能需一天以上。补

加水至规定体积,控制温度在规定范围,即可试生产。在生产过程中,当Al3+≤70g/l时, 游离碱请控制在低范围, 温度请控制在低范围。当游离碱小于50g/l必须补加氢氧化钠和ET,补加比例为:每补加5kg氢氧化钠同时需补加1kg的ET。

第八、九步:自来水水洗

第十步:中和

选用化学品:硝酸

使用方法:

浓度:20~40%。

温度:常温。

时间:1~3min。

注意需先加入水至槽中,再加入硝酸。建议使用HNO3。

第十一、十二步:自来水水洗

第十三步:氧化

选用化学品:硫酸

使用方法:

H2SO4: 160~180g/l

D A: 130~150A/m2

U: 14~18v

T: 20±1℃

t: 视膜厚要求

Al3+: 5~15g/l

开槽方法:先加入槽体积三分之二的水,然后在搅拌下加入计算量的硫酸。(注意:需先加入水至槽中,再慢慢加入硫酸)。加入计算量的硫酸铝(约50g/l),完全溶解后再补加水到规定体积,控制温度在规定范围,即可试生产。

第十四、十五步:自来水水洗

第十六步:着色

⑴单锡盐着色(古铜色系)

选用化学品:硫酸、硫酸亚锡、Potencer DTRM-2

Potencer DTRM-2为铝材电解发色处理搭配硫酸亚锡使用的添加剂,有效的防止硫酸亚锡氧化,抑制硫酸亚锡消耗量,防止槽液浑蚀;发

色速度快;颜色均匀;色泽亮丽;可发颜色,从仿不锈钢色、香槟、

古铜到黑色等不同颜色;绝佳的化学平衡,稳定性高,使用寿命特长。

使用条件:

浓度:硫酸亚锡:7~15g/l

DTRM-2:30~50 g/l

H2SO4(F):8~15 g/l

温度:22~26℃

时间:视色泽要求。

电压:14~18v

⑵镍锡盐着色(古铜色系)

选用化学品:硫酸、硫酸亚锡、硫酸镍、Potencer DTRM-2 Potencer DTRM-2为铝材电解发色处理搭配硫酸亚锡使用的添加剂,

有效的防止硫酸亚锡氧化,抑制硫酸亚锡消耗量,防止槽液浑蚀;发

色速度快;颜色均匀;色泽亮丽;可发颜色,从仿不锈钢色、香槟、

古铜到黑色等不同颜色;绝佳的化学平衡,稳定性高,使用寿命特长。使用条件:

浓度:硫酸亚锡:7~15g/l

硫酸镍:15~25g/l

DTRM-2:30~50 g/l

H2SO4(F):8~15 g/l

温度:22~26℃

时间:视色泽要求。

电压:14~18v

开槽方法:先加入槽体积60%的水,然后在搅拌下加入计算量的硫酸, 在搅拌下分批加入计算量硫酸镍(最好用小槽将硫酸镍完全溶解后加入),要使硫酸镍完全溶解后才能作下一步。控制温度在规定范围,加

入DTRM,补加水到规定体积,用小槽或桶取刚配制的溶液分多次将

硫酸亚锡溶解后加入。加入2kg硫酸铝,即可试生产。

⑶硒盐着色(钛金色系)

选用化学品:Potencer GD

Potencer GD为铝材电解着钛金色剂,可单独及配合添加剂使用,其着色性能稳定,当与添加剂配合时、可得到一系列的优美的钛金色。

使用条件:

浓度:Potencer GD: 20~30 g/l

添加剂: 0~10g/l

温度:25~50℃

时间:3~5min

⑷锰盐着色(金黄色系)

选用化学品:Potencer Electroglod

Potencer Electroglod普德金黄色系统是一金黄色二次电解系统,

其特色为发色快速,发色后颜色不易褪色,耐候性亦佳。其为“Electrogld GS”与“Electrogld AS”两种,操作及控制简单,发

色成本较一般电解发色为低,本系统有极度佳的发色力,发色均匀,

即使同物件因电流密度之不同都能均匀地发色。

使用方法:

浓度: GS 3.5~4.5%

AS 1.5~2.5%

温度: 20~35℃

时间: 3~5min

电压: 12~18v

说明:阳极处理对整个发色性影响极大,适当的阴/阳面积比,可使

厚薄误差控制在3MIRCON(百万分之一厘米)以下,并且保持电压,

电流密度,温度都相同,如此处理可确保阳极之孔隙一般大,控制

其发色均匀性佳。铝含量维持在20g/l以下,最佳为15g/l。

锡盐着色(红底香槟色系)

选用化学品:硫酸、硫酸亚锡、Potencer DTRM-2、Potencer DTRM-R Potencer DTRM-2 、Potencer DTRM-R为铝材电解发色处理搭配硫

酸亚锡使用的添加剂,有效的防止硫酸亚锡氧化,抑制硫酸亚锡消耗量,防止槽液浑蚀;发色速度快;颜色均匀;色泽亮丽;可发特殊的

红底香槟色,使用寿命特长。

使用条件:

浓度:硫酸亚锡:7~15g/l

DTRM-2:30 g/l

DTRM-R:5~15 g/l

H2SO4(F):15~20 g/l

温度:22~26℃

时间:视色泽要求。

电压:14~18v

第十七、十八步:自来水水洗

第十九步:封闭

选用化学品:Potencer S E

Potencer SE是本公司精心研发的铝材氧化膜强效封孔剂,因其

在封孔作业中,比一般封孔剂具更快、更好、更省的功效,故命名为

强效封孔剂。

开槽条件:

封白料:

SE: 3~4g/l

添加剂SCO: 0.5g/l

PH : 5.1~6.3

温度: 15~35℃

封青底:

SE 5~6g/l

PH : 5.1~6.3

温度: 15~35℃

开槽方法:先加入槽体积三分之二的水, 用小槽或桶分多次将SE溶

解后加入。补加水到规定体积,即可试生产。

第二十步:自来水水洗

第二十一步:自来水水洗(建议使用约60℃热水)

第二十二步:晾干

注:在使用电泳的工艺中,水洗要用去离子水或其他纯净水,且要严格控制水的PH值,电泳工艺请咨询其他供应商。

2.反应原理和生产管理

⑴、脱脂

Potencer SPC含有复合酸和表面活性剂,酸会同Al和表面的Al2O3反应,产生的气体将油污剥离,油污同表面活性剂作用被乳化,

分散到槽液中,达到去除油污的自然氧化膜的目的。

A.表面有大块油污、特殊污垢或严重碰伤、划伤的物料,应先进行打磨、擦洗(注:如用丙酮等除去油性箱头笔迹)。

B.生产每进行四个小时,检查槽内液位,使之保持正常水平;

清除液面上的浮油、铝屑等污垢;同时取样检测药液浓度,

及时补充至规定范围。

C.脱脂槽长期使用,会积累污垢,生产进行3-4个工作周后,应将脱脂槽清理一次。

(2)、酸蚀

当酸蚀液与铝型材接触的极短时间内迅速反应生成络合物,这种络全物有一定的稠度,容易粘附在铝基体表面,形成一种保护膜。此

膜于凸处较薄,在凹处较厚。使厚薄处接触的酸蚀液几率不同,凹凸

处的溶解速度不同,最终达到消除挤压纹,平整表面的目的,使铝型

材获得表面细腻、均匀、色泽柔和的砂面效果。主要反应如下: 3F++Al→AlF3

6F++Al→AlF63-

AlF63-+Al2O3+H2O→AL3(OH)3F6+3OH-

生产时,检查槽内液位,使之保持正常水平;同时取样检测药液,

及时补充至规定范围。最好有过滤设备。生产进行1-3个月后,清理酸蚀槽。

(3)、碱蚀

氢氧化钠与铝发生反应,消除铝材的挤压纹及划痕,使铝材表面平整;氢氧化钠过低,难消除铝材的挤压纹及划痕,过高,则会产生

过腐蚀。生产时,检查槽内液位,使之保持正常水平;同时取样检测

药液,及时补充至规定范围。主要反应如下:

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+H2↑

2NaAlO2+4H2O=2Al(OH)3+2NaOH

2Al(OH)3= Al2O3·3H2O

(4)、中和

硝酸与碱蚀过程中产生的黑膜反应,生成可溶于水的盐,同时中和过多的碱。主要反应如下:

OH-+H+=H20

(5)、氧化

铝在硫酸电解液中,阴极上发生氢离子还原反应,生成氢气。

阳极上生成氧,进而与铝作用形成无水氧化铝薄膜。主要反应如下:2H++2e→H2↑

2Al+3H2O-6e→Al2O3+6 H++热量

为了保证氧化膜的一致,要严格控制硫酸及铝离子的含量,同时要保证温度在控制范围,当槽液发生变化时,要及时进行调整。(6)、电解着色

电解着色法本质上与电镀相似,是通过电解把金属盐溶液的金属离子沉积在阳极氧化膜的针孔底部,光线射到此类金属粒子上时发生漫散射,而使氧化膜呈现颜色。

A 单锡盐着色(古铜色系)

同一根极棒上不要同时处理不同成份的铝材,挂具材料的选用要与处理工件的材料相同。

每批加工件最好按标准色板进行比对。

保证电流密度及电压一致。

严格控制PH在1左右。

要控制好着色安定剂及锡盐的含量。

最好要有过滤设备。

B 镍锡盐着色(古铜色系)

同一根极棒上不要同时处理不同成份的铝材,挂具材料的选用要与处理工件的材料相同。

每批加工件最好按标准色板进行比对。

保证电流密度及电压一致。

严格控制PH在1左右。

要控制好着色安定剂及锡盐的含量。

最好要有过滤设备。

C 硒盐着色(钛金色系)

保证电压一致。

严格控制着色时间。

控制着色温度在25~35℃。

要保证氧化膜的厚度一致。

D 锰盐着色(金黄色系)

高锰酸钾为强氧化剂,很不稳定,开槽浓度不宜太高。

(7)、封闭

阳极化膜是带正电荷的,浸入封闭液后负电性很强的F-对膜起电中和作用,有利于Ni2+向孔内扩散和水解;另一方面F-与氧化膜作用而发生溶解,生成氟铝络合物导致孔内Al3+积累和pH升高, Ni2+、AlF63-、OH-作用生成Ni(OH)2、Al(OH)3混合物沉积。

与Al2O3反应生成的Al3+产生水合Al(H2O)63+,其浓度达到一定值时离子间发生缔合水解浓缩,最后转化为稳定相AlOOH(Al2O3)。

封闭剂中有机物与Al3+可形成有保护作用的化学转化膜。

SE在封闭时对Ni2+要求(F-≥0.25g/l) 试验时Ni2+﹤0.6 g/L封闭速度显着降低,封闭时间成倍增加,当Ni2+在0.6~1.8g/L,封闭速度正常;

SE在封闭时对F-要求(Ni2+≥0.6g/L) 试验时F-﹤0.25g/L封闭速度显着降低,封闭时间成倍增加,在0.25~1.5g/l时封闭正常。

SE在长期使用中的pH值变化 SE新配槽液(3~5 g/L)pH值在5.1~5.2之间,此时不用调节pH即可正常生产,随着生产进行pH会慢慢上升,长期使用可保持pH在5.5~6.5之间,

3.常见问题分析及处理措施

⑴、脱脂效果不佳

a.适当提高AC浓度。

b.适当延长时间。

c.及时更换槽液。

d.及时更换脱脂后的水洗槽液。

⑵、酸蚀砂面过粗或出现过腐蚀。

a.酸蚀添加剂C-12不足,正常补充。

b.氢氟酸或氟化氢铵过多,降低酸蚀槽的浓度。

c.温度过高。

d.时间过长。

(3)、碱蚀不良

a.脱脂未尽,按(1、)叙述处理

b.脱脂后水洗不够,可适度加大溢流

c.游离碱过高或过低,调整到正常范围即可。

d.温度过高或过低,调整到正常范围即可。

e.锌杂质过多,需加入沉锌剂。

f.碱蚀剂加入过低。

(4)、氧化膜不良

a、前处理不良,加强前处理的质量。

b、硫酸浓度过高或过低,请控制浓度在165g/l左右。

c、温度超过了22℃。

d、铝离子过多,请控制在5~15g/l。

(5)、着色不良

a、氧化膜的厚度不一致,加强氧化的质量控制。

b、硫酸亚锡过低,请控制浓度在适当范围。

c、温度超过了25℃。

d、铝离子过多,请控制在5g/l以下。

e、着色添加剂控制不当。

f、着钛金色时温度及电压不当。

g、锰盐着色时温度及电压不当。

(6)、封闭不良

a、氟含量太低。

b、镍含量过低,请控制浓度在适当范围。

c、温度小于10℃。

d、时间太少。

4.质量检测

⑴、氧化膜的检测

按国家标准“B/T14952.1~3—94铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜检验

方法”执行。

⑵、其它事项

按国家标准“B/T5237.2—2000 铝合金建筑型材第二部分阳极氧化、着色型材”执行。

5、槽液分析

酸脱脂(AC)槽之管理与分析

一、AC浓度的分析

以移液管移取20ml样品于250ml三角瓶中,加纯水50ml,

再加0.1%的酚酞指示剂3滴,以0.5 mol/L的标准氢氧化钠溶液

滴定,当溶液刚好由无色变为粉红色,并保持30秒不褪色为终点,

记录消耗氢氧化钠的体积数V.

计算: AC%=V×0.265×f.

f = NaOH的实际浓度÷0.5

Al3+之分析

一、原理:

在含氟溶液中,铝离子优先与氟结合;采用酸碱滴定法测试铝离子时,与氟结合的铝离子因不参加酸碱反应,不消耗碱标准溶液,测

试结果会出现大的误差。将硫酸加入待测液,加温至沸腾,使氟与氢

结合并在高温下以氢氟酸形式蒸发,铝离子与硫酸根结合而以硫酸铝形式留在待测液中,这样就可采用酸碱滴定法测试铝离子。

二、测试:

取50毫升试样于250毫升烧杯中,加入20%硫酸20毫升,在通风柜中加热至沸腾,保持10min;冷却至室温,再转移到100ml容量瓶中,定容。此为工作液。

取10毫升工作液(相当于5毫升试样)于250毫升锥形瓶中,加入70毫升蒸馏水及数滴P.P(酚酞)指示剂,以 1.0mol/l-NaOH滴定,当溶液由无色变为粉红色30秒钟内不退时为终点,并记录滴定所使用毫升数为V1。

另取10毫升工作液(相当于5毫升试样)于250毫升锥形瓶中,加入70毫升蒸馏水及数滴P.P(酚酞)指示剂,加3g KF,充分摇匀。以1.0mol/l-NaOH滴定,当溶液由无色变为粉红色30秒钟内不退时为

终点,并记录滴定所使用毫升数为V2。

计算:

Al3+(g/l)=N×(V1-V2)×1.8

注:此方法可应用于普德公司的CRY、CL-18、AC、ST、A-47等槽液中的铝离子测定。

酸脱脂(ST)槽之管理与分析

一、ST浓度的分析

以移液管移取20ml样品于250ml三角瓶中,加纯水50ml,

再加0.1%的酚酞指示剂3滴,以0.5 mol/L的标准氢氧化钠溶液

滴定,当溶液刚好由无色变为粉红色,并保持30秒不褪色为终点,

记录消耗氢氧化钠的体积数V.

计算: ST%=V×0.53×f.

f =NaOH的实际浓度÷0.5

犁面(碱蚀)槽之分析

一、NaOH(F)、NaOH(T)含量及铝含量之分析

1.吸取5.00ml试样于250ml之锥形瓶中.

2.续加入30ml酒石酸钾钠溶液及50ml蒸馏水。

3.加入3~4滴P.P指示剂,此时溶液为红色.

4.以1.0mol/l的HCl标准溶液滴定, 滴定至溶液红色消失为终点,记录滴定毫升数记为V1。

5.上液加入2~5克之氟化钾(KF),此时溶液又再呈现红色,再以

1.0mol/l的HCl标准溶液滴定, 滴定至溶液红色消失。

6.再将上溶液加入0.5~1.0克之KF,搅拌溶解之,若无粉红色产生则表示为终点.如仍有粉红色出现则继续滴定至粉红色消失,记录5. 6.步骤滴定所使用之毫升数为V2。

计算:

NaOH(T)(g/l)=40 ×V1÷5×f

铝含量(g/l)=27×V2÷15×f

NaOH(F)(g/l)=40 ×(V1-V2÷3)÷5×f

f =HCl的实际浓度÷1.0

二、ADD含量之分析

a)吸取50ml试样置于1升烧杯中,加入300~400毫升蒸馏水.

b)以浓盐酸调整PH等于2.0左右.

c)以淀粉为指示剂,0.1mol/l碘液(1/2I2)滴定,滴定至蓝色产生时为

终点.(因淀粉指示剂易酸解,故一边滴定一边再添加)

d)记录终点时所使用碘液之毫升数,记为C.

计算:

ADD(g/l)=11.35×C

中和槽中硝酸的分析

称取M约为10.000g样品,溶于约30ml水中,以100ml容量瓶定容.

移取20ml稀释液于250ml锥形瓶中,加水50ml,加3滴甲基红指示剂,以0.5N的NaOH标准溶液滴定至溶液刚变橙色为终点,记录为V。

计算: HNO3 % =V×24.23÷M

阳极处理槽之分析

一、硫酸总量的测定

取5毫升试样于250毫升锥形瓶中,加入70毫升蒸馏水及数滴P.P(酚酞)指示剂,以 1.0mol/l-NaOH滴定,当溶液由无色变为粉红色30秒钟内不退时为终点,并记录滴定所使用毫升数为V1。

计算:总硫酸(g/l)=N×V1×9.8

二、游离硫酸的测定

铝含量在27g/l以内。

取5毫升试样于250毫升锥形瓶中,加入70毫升蒸馏水及数滴

P.P(酚酞)指示剂,加3g KF,充分摇匀。以 1.0mol/l-NaOH滴定,当溶液由无色变为粉红色30秒钟内不退时为终点,并记录滴定所使用毫升数为V2。

计算: 游离硫酸(g/l)=N×V2×9.8

三、硫酸和铝的联合测定

计算: 硫酸(g/l)=N×V2×9.8

Al3+(g/l)=N×(V1-V2)×1.8

四、草酸的测定

取5毫升试样于250毫升锥形瓶中,加入50毫升蒸馏水及1∶1的硫酸溶液15毫升,加热至60~70℃,以0.1mol/l-高锰酸钾滴定至粉红色30秒钟内不退时为终点,并记录滴定所使用毫升数为V。

计算: 草酸(g/l)=6.3×V

发色槽之分析

(A)硫酸镍浓度

取试样5毫升于250ml锥形瓶中并加入50ml蒸馏水。加入3ml浓氨水及数滴MX指示剂,此时溶液为橙黄色。将上溶液用0.1mol/L-EDTA滴定,直至溶液变为紫红色为终点.记录终点时EDTA 毫升数。硫酸镍(g/L)=EDTA毫升数×5.2

(B)硫酸亚锡浓度

试样10毫升于250ml锥形瓶中并加入50ml蒸馏水。续加入15ml 浓盐酸及一小勺NaHCO3,及1~2毫升淀粉指示剂。以0.1mol/L (1/2I2)碘液滴定之,终点时溶液为蓝色,记录终点所使用碘液之毫升数。

硫酸亚锡(g/l)=碘液使用毫升数× 1.074

(C)游离酸

取试样25ml于250ml烧杯,并加入100ml蒸馏水。以PH计直接置入上溶液中并以 1.0mol/L-NaOH滴定,直至PH=2.1时,记录NaOH 之用量为A。游离酸(g/l)=1.96×A×f

(D)总酸

取试样25ml于250ml烧杯,并加入50ml蒸馏水。以PH计直接置入上溶液中并以 1.0 mol/L -NaOH滴定,直至PH=8.2时,记录NaOH之用量为B。总酸(g/l)=1.96×B×f

(E)铝含量

备两个250ml锥形瓶,分别置入10ml试样及50ml蒸馏水,再各滴入数滴P.P.指示剂。取其中一瓶以 1.0 mol/L - NaOH滴定至粉红色,记录用量为A。取另一锥形瓶加入一勺KF并使其溶解,用1.0 mol/L - NaOH 滴定,记录终点时NaOH的用量为B。

铝含量(g/l)=(A-B)×0.9×f

(F)DTRM -II着色安定促进剂的分析

取试样25ml于250ml容量瓶稀至刻度,此为A。取A 50ml于锥形瓶内,加入8.5mlHgCl2溶液,以小滴管沾一小滴溶液于碘化钾淀粉

试纸上,观其是否为橙色,如为黄色则再多加1~2 mlHgCl2,溶液直到橙色出现为止。以0.1 mol/L NaNO2滴定,经15秒后滴一小滴于试纸上,直至试纸上有蓝晕出现,并持续1~2分钟后滴于试纸上还能有蓝晕出现为终点,记录NaNO2使用毫升数.

安定剂DTRMⅡ含量(%)=NaNO2使用ml数×1.43

HgCl2的配制:取4g HgCl2溶于100ml蒸馏水中,混合均匀即可。

封闭槽(SE)分析方法

一、SE 的测定:

用移液管吸取冷封液15ml,加水50ml~100ml;加10ml PH=10缓冲溶液,以紫脲酸铵为批示剂,用0.05N EDTA溶液滴定,由黄色变成紫红色为终点,设消耗体积为V,则:

SE(g/l)=V×0.738

二、F-的测定:

1、标准溶液的配制:以分析纯氟化钠配制成含F- 为0.1mol/l, 0.05mol/l,

0.01mol/l, 0.005 mol/l的系列标准溶液。

2、用移液管分别移取20ml的0.1mol/l,0.05mol/l,0.01mol/l,0.005 mol/l 的系列标准溶液于4个50ml塑料杯中,分别加入20mlTISAB缓冲溶液,按F-浓度由低至高,分别插入电极,并在磁力搅拌器搅拌3min 后,读取电位值E1,E2,E3,E4。

3、F-浓度的对数值作横坐标,所测得的电位值E作纵坐标,描标

准曲线。

4、移液管分别移取20ml样品放入50ml塑料杯中,加20mlTISAB,

按上读取电位值E。依所得的电位值E在标准曲线上查出对应

的对数值,再换算成F-浓度。

封闭槽(C-28)分析方法

一、C-28的测定:

用移液管吸取冷封液15ml,加水50ml~100ml;加10ml PH=10缓冲溶液,以紫脲酸铵为批示剂,用0.05N EDTA溶液滴定,由黄色变成紫红色为终点,设消耗体积为V,则:

C-28(g/l)=V×0.889

二、F-的测定:

1、标准溶液的配制:以分析纯氟化钠配制成含F- 为0.1mol/l, 0.05mol/l, 0.01mol/l, 0.005 mol/l的系列标准溶液。

2、用移液管分别移取20ml的0.1mol/l,0.05mol/l,0.01mol/l,0.005 mol/l 的系列标准溶液于4个50ml塑料杯中,分别加入20mlTISAB缓冲溶液,按F-浓度由低至高,分别插入电极,并在磁力搅拌器搅拌3min 后,读取电位值E1,E2,E3,E4。

5、F-浓度的对数值作横坐标,所测得的电位值E作纵坐标,描标

准曲线。

6、移液管分别移取20ml样品放入50ml塑料杯中,加20mlTISAB,

按上读取电位值E。依所得的电位值E在标准曲线上查出对应

的对数值,再换算成F-浓度。

TISAB的配制:

于1000ml烧杯中加入500ml纯水和57ml冰醋酸、58g NaCl、12g Na3C6H5O7·H2O,搅拌溶解。再用6mol/L NaOH调pH在5.0~5.5之间(约125ml,用pH计检测),转入1000ml容量瓶中,稀释至刻度。

封闭槽(MS-50)分析方法

一、MS-50、Ni2+的测定:

用移液管吸取冷封液15ml,加水50ml~100ml;加10ml PH=10缓冲溶液,以紫脲酸铵为批示剂,用0.05mol/LEDTA溶液滴定,由黄色变成紫红色为终点,设消耗体积为V,则:

Ni2+(g/l)=V×0.196

MS-50(g/l)=V×1.208

氟化钠标准溶液的配制

准确称取 2.210g分析纯氟化钠溶解于装有500ml蒸馏水的烧杯中,再移于1000ml容量瓶中,将洗涤烧杯的水也加入容量瓶中,定容。此配制的溶液即成含F- 为1.0g/l(即1000ppm)的溶液。将配制的1.0g/l 的溶液稀释一倍、十倍,即为0.5g/l, 0.1g/l, (即500ppm、100ppm) 的系列标准溶液。

准确称取0.6630g分析纯氟化钠溶解于装有500ml蒸馏水的烧杯中,再移于1000ml容量瓶中,将洗涤烧杯的水也加入容量瓶中,定容。此配制的溶液即成含F- 为0.3g/l(即300ppm)的溶液。

6、安全事项与废水处理

氧化线上使用了强酸及强碱,封闭剂中含有氟、镍。应避免皮肤接触。操作时要严格按化学品的使用规范进行,接触后用清水冲洗干净。

废水处理可参考附录的“废水处理”。

铝阳极氧化工艺

铝阳极氧化 工艺 铝阳极氧化工艺 第一部分工艺流程 一、工艺流程及工艺条件 1、铝阳极氧化处理流程如下: 脱脂→水洗×2→(酸蚀→水洗×2)→碱蚀→水洗×2→中和→ →锡盐着色(红底香槟色系)→ →单锡盐着色(古铜色系)→ 水洗×2→氧化→水洗×2→→镍锡盐着色(古铜色系)→→ →硒盐着色(钛金色系)→ →锰盐着色(金黄色系)→ →水洗×2→封闭→水洗→水洗(或热水洗)→晾干 →纯水洗→电泳→纯水洗→纯水洗→滴干→烘烤 二.设备材质: 管道材料:PVC 槽体材料:PVC或PP 第二部份化工工艺 1.槽液组成及化学品简介 第一步:脱脂 选用化学品:Potencer AC 酸性脱脂剂AC是为铝及铝合金设计的专业清洗配方。适用于常温浸

渍脱脂。对铝材的侵蚀很小,但能有效清除表面的各种油污,及去除 自然氧化膜,且不会如碱蚀产生大量气体和黑污。对水质要求低,水 洗容易。低泡沫、避免脱脂槽泡沫过多而溢流。 使用条件: AC 浓度: 4~7%(体积比) 时间: 2~10 分钟(视油污及处理流程而定) 温度:20~30℃ 开槽方法:先加入槽体积一半的水,然后加入计算量的AC,搅拌5min 左右,再补加水至规定体积。 第二、三步:自来水水洗 第四步:酸蚀 选用化学品:Potencer C-11 Potencer C-11是精心研发使用于铝材酸蚀砂面作业中。能快速 整平、消除铝材表面的模具痕,获得美观的磨砂外观,并可大量降低 铝材损耗。 使用条件: 开槽浓度:Potencer C-11 80~160克/升; 温度:常温~50℃。 时间: 3~ 6分钟。 须使用过滤设施。 开槽方法:先加入槽体积一半的水,然后在搅拌下慢慢加入计算量的C-11,再补加水至规定体积。控制温度在规定范围,放一根废铝材反 应30min左右,取出,即可试生产。 第五、六步:自来水水洗 (第四、五、六步在有的厂家没有应用) 第七步:碱蚀 选用化学品:Potencer ADD及氢氧化钠

铝表面阳极氧化处理方法

铝表面阳极氧化处理方法 一、表面预处理 无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。 (一)脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。在这些方法中,以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。 表-1 脱脂及主要工艺 脱脂方法溶液组成用量g/L 温度/度时间min 后处理备注 有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当无浸蚀 表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80 适当. 水清洗无浸蚀 碱性溶液NaOH 50-200 40-80 0.5-3 水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化,硝酸可用稀硫酸+铬酸代替 十二水磷酸钠NaOH硅酸钠40-608-1225-30 60-70 3-5 水清洗NaOH可用40-50g/L 碳酸钠代替,总碱度按NaOH计算为1.6%-2.5% 多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂15.64.84.84.80.3ml0.1ml 60 12-15 水清洗使用前搅拌4个小时 十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂50-7025-353-5 75-85 3-5 水清洗 碳酸钠磷酸钠25-4025-40 75-85 适当水清洗 磷酸钠碳酸钠NaOH 20106 45-65 3-5 水清洗 强碱阻化除油剂40-60 70 5 水清洗除油不净可延长处理时间 酸性溶液硫酸50-300 60-80 1-3 水清洗 硝酸162-354 常温3-5 水清洗松化处理 磷酸硫酸表面活性剂3075 50-60 5-6 水清洗 磷酸(85%)丁醇异丙醇水100%40%30%20% 常温5-10 水清洗溶液组成以体积记 电解溶液阳极氧化用电解质常温适当交流电或阴极电流电解 NaOH 100-200 常温0.5-3 水清洗后中和铝制品为阴极,电流密度为4-8A/dm2 乳化溶液石蜡三乙醇胺油酸松油水8.0%0.25%0.5%2.25%89% 常温适当水清洗溶液组成以体积记

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程(1) 铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程 1、主题内容与适用范围 本规程规定了铝及铝合金阳极氧化、着色、电泳生产的工艺和操作的技术要求及规范。 2、工艺流程(线路图) 基材→装挂→脱脂→碱蚀→中和→阳极氧化→电解着色→封孔→电泳涂漆→固化→卸料包装→入库 3、装挂: 3.1装挂前的准备。 3.1.1检查导电梁、导电杆等导电部位能否充分导电、并定期打磨、清洗或修理。 3.1.2准备好导电用的铝丝,并打磨导电杆 3.1.3检查传送带及相关设备是否正常。 3.1.4核对随料单或生产任务单的型号、长度、支数、颜色、膜厚等要求是否与订单及实物相符。 3.1.5根据型材规格(外接圆尺寸、外表面积等)确定装挂的支数和间距、色料间距控制在型材与型材间3公分左右,白料间距控制在型材与型材间2公分左右。

3.1.6选择合适的导电杆,在保证导电充分的前提下,导电斑痕最小。 3.2 装挂: 3.2.1装挂时应将型材均匀排布在导电杆有效区间、并上紧每一根料. 3.2.2装挂前应打磨净导电杆上的氧化膜,以防型材与挂具间的导电不良而影响氧化、着色或电泳。 3.2.3装挂时,严禁将型材全部装挂在挂具的下部或上部。 3.2.4装挂的型材必须保持一定的倾斜度(>5°)以利于电泳或着色时排气,减少斑点(气泡)。 3.2.5装挂时必须考虑型材装饰面和沟槽的朝向、防止色差、汽泡、麻点产生在装饰面上。 3.2.6易弯曲、变形的长型材,在型材的中间部位增加一支挂具或采用铝丝吊挂以防型材间碰擦或触碰槽内极板,而擦伤或烧伤型材表面。 3.2.7选用副导杆时,优先选用截面小的副杆,采用铝丝绑扎时,一定要间隔均匀,上紧铝丝防止因料移动而引起大面积的擦伤。 3.2.8截面大小、形状悬殊的型材严禁装挂在同一排上。 3.2.9装挂或搬运型材,必须戴好干净手套,轻拿轻放、爱护、防护好型材表面,严禁野蛮操作。

铝及铝合金阳极氧化

铝及铝合金阳极氧化、着色及封闭的现状和发展趋势 1前言 铝及其合金材料由于其高的强度/重量比,易成型加工以及优异的物理、化学性能,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而,铝合金材料硬度低、耐磨性差,常发生磨蚀破损,因此,铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性,减少磨蚀,延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层,以显著改变铝合金的耐蚀性,提高硬度、耐磨性和装饰性能。 阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性,广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。然而,铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力,容易受污染和腐蚀介质侵蚀,心须进行封孔处理,以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。 2铝及铝合金的阳极氧化 2.1普通阳极氧化 铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜,使用不同的阳极氧化液,得到的Al2O3膜结构不同。阳极氧化时,铝表面的氧化膜的成长包含两个过程:膜的电化学生成和化学溶解过程。只有膜的成长速度大于溶解速度时,氧化膜才能成长、加厚。普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等,以下介绍一些普通阳极氧化新工艺。 2.1.1宽温快速阳极氧化[1] 硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下,当溶液的温度高于25℃时,氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差,因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进,改进后的溶液配方为: 硫酸(ρ=1.84g/cm3)150-200g/L(最佳值160g/L)CK-LY添加剂20-35g/L (最佳值30g/L)铝离子0.5-20g/L(最佳值5g/L) CK-LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐,前者能提高电解液的工作温度,抑制阳极氧化膜的化学溶解,在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用;后者能增强电解液的导电性,提高电流密度,加快成膜速度。该添加剂溶于硫酸电解液,对电解液中的金属离子有络合作用,使溶液中铝离子的容忍量提高,氧化液的寿命延长,操作温度可达30℃以上,而普通硫酸氧化工艺21℃以上就必须开冷水机;同时减少了氧化时间,并可获得高质量的氧化膜。 2.1.2硼酸-硫酸阳极氧化[2] 硼酸-硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。硼酸-硫酸阳极氧化溶液的组成为:45g/L H2SO4+8g/L H3BO3。阳极氧化膜退膜溶液:按ASTMB137(美国实验材料标准)规定溶液,即:20g/L CrO3+35mL/L H3PO4。 2.1.3其它方面工艺的改进 巩运兰等对铝在铬酸中高电压阳极氧化进行了研究[3],结果表明,铬酸体系高电压阳极氧化得到的氧化膜多孔,膜孔径极不规整,呈树枝状,浓度对孔径和膜厚都有影响。

铝材阳极氧化工艺流程

铝材阳极氧化工艺流程: 机械抛光——除油——水洗——化学抛光——水洗——阳极氧化——水洗——封闭—机械光亮 化学抛光商品:铝材碱性抛光液 阳极氧化商品:铝材阳极氧化液 封闭商品:铝材着色封闭液 铝材阳极氧化和染色工艺 ???? 经过染色法处理的铝制品,颜色美观、鲜艳、抗腐蚀性、耐磨性及绝缘性高于一般的铝制品。将铝的工件悬于适当的电解质溶液内,以此作阳极进行电解。在电解过程中,水中的氢氧根离子在阳极放出电子成为水和新生态的氧,它使铝氧化成较厚的氧化铝膜,因为这个过程是金属制品作阳极被氧化的,所以叫做阳极氧化。铝制品经阳极氧化后,再经着色、封闭、处理即成染色品。 一、染色工艺 1.预处理:铝制件在多次机械加工过程中,沾有较多的油脂、少量磨料、灰尘及有缺陷的氧化膜等,这些物质导电性差,不能进行阳极氧化,故需预先处理。方法是用四氯化碳、三氯乙烯、汽油或甲苯作清洗剂,将铝件浸入,用毛刷刷洗,然后风干,再浸入水中,多次清洗。油去尽后,立即用热水冲洗。如果表面生成一层黑色的膜,还要放在32%的硝酸溶液浸泡20秒钟,以便除去黑膜,最后用冷水冲洗干净。浸入蒸馏水中,备作制氧化膜用。 2.阳极氧化: ⑴硫酸电解液的配制:由硫酸18-20公斤和去离子水80-82公斤混合而成,此时溶液比重约为1.125-1.140。有时为了获得防护性能好的氧极氧化膜,通常往硫酸电解液中添加少量草酸。 ⑵氧化工艺:将线路仪表安装好,将要染色铝件作阳极并全部浸入电解液中,然后接通电源,按下列工艺条件控制。 电解液温度控制在12-25℃,阳极电流密度1-2安/分米2,槽中电压13-23伏之间。时间30-40分钟左右。 按上述工艺操作完毕,随时将铝件从电解液中取出,把所沾的酸液用清水冲洗干净,低凹部分更应注意,否则会有白斑出现。酸液清洗干净后,浸入清洁水中备用。 3.染色:铝件经过阳极氧化后,表面形成了能吸附,以共价键或氢键等键型键合而成有色络合物,出现色泽。

铝的阳极氧化和电解着色

实验二铝的阳极氧化和电解着色 一、内容提要 采用直流阳极氧化技术在铝表面生成阳极氧化膜,并对其进行染色或电解着色处理。 二、目的要求 通过实验掌握铝的硫酸阳极氧化基本原理,并了解铝的装饰性阳极氧化及染色和电解着色的一般工艺过程。 三、实验关键 1. 掌握铝的硫酸阳极氧化技术和铝阳极氧化过程中氧化膜的生长规律。 2. 掌握铝阳极氧化膜的染色或电解着色原理。 四、实验原理 铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。后者虽然能使金属稍微有些钝化,但由于它太薄,孔隙率大,机械强度低,不能有效地防止金属腐蚀。用电化学方法即阳极氧化处理后,可以在其表面上获得厚达几十到几百微米的氧化膜。后者的耐蚀能力很好。硫酸阳极氧化法所得的氧化膜厚度在5 - 20微米之间,硬度较高,孔隙率大,吸附性强,容易染色和封闭。而且具有操作简便、稳定、成本低等特点,故应用最为广泛。 当把零件挂在阳极上,阴极用铅棒,通入电流后,发生如下反应 阴极上2H+ + 2e → H2 ↑ 阳极上Al-3e → Al3+ 6OH-→ 3H2O+3O2- 2Al3+ + 3O2-→ Al2O3 + 399 (卡) 硫酸还可以与Al、Al2O3发生反应 2Al + 2H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3H2↑ Al2O3 + H2SO4→ AL2(SO4)3 + 3H3O 铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中发生和发展的。通电后的最初数秒钟首先生成无孔的致密层(叫无孔层,或阻挡层),它虽只有0.01 ~ 0.015 m,可是具有很高的绝缘性。硫酸对膜产生腐蚀溶解。由于溶解的不均匀性,薄的地方(孔穴)电阻小,离子可通过,反应继续进行,氧化膜生长,又伴随着氧化膜溶解。循环往复。控制一定的工艺条件特别是硫酸浓度和温度可使膜的生长占主导地位。

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程 1、主题内容与适用范围 本规程规定了铝及铝合金阳极氧化、着色、电泳生产的工艺和操作的技术要求及规范。 2、工艺流程(线路图) 基材→装挂→脱脂→碱蚀→中和→阳极氧化→电解着色→封孔→电泳 涂漆→固化→卸料包装→入库 3、装挂: 3.1装挂前的准备。 3.1.1检查导电梁、导电杆等导电部位能否充分导电、并定期打磨、清洗或修理。 3.1.2准备好导电用的铝丝,并打磨导电杆 3.1.3检查传送带及相关设备是否正常。 3.1.4核对随料单或生产任务单的型号、长度、支数、颜色、膜厚等要求是否与订单及实物相符。 3.1.5根据型材规格(外接圆尺寸、外表面积等)确定装挂的支数和间距、色料间距控制在型材与型材间3公分左右,白料间距控制在型材与型材间2公分左右。 3.1.6选择合适的导电杆,在保证导电充分的前提下,导电斑痕最小。 3.2装挂: 3.2.1装挂时应将型材均匀排布在导电杆有效区间、并上紧每一根料. 3.2.2装挂前应打磨净导电杆上的氧化膜,以防型材与挂具间的导电不良而影响氧化、着色或电泳。 3.2.3装挂时,严禁将型材全部装挂在挂具的下部或上部。 3.2.4装挂的型材必须保持一定的倾斜度(>5°)以利于电泳或着色时排气,减少斑点(气泡)。

3.2.5装挂时必须考虑型材装饰面和沟槽的朝向、防止色差、汽泡、麻点产生在装饰面上。 3.2.6易弯曲、变形的长型材,在型材的中间部位增加一支挂具或采用铝丝吊挂以防型材间碰擦或触碰槽内极板,而擦伤或烧伤型材表面。 3.2.7选用副导杆时,优先选用截面小的副杆,采用铝丝绑扎时,一定要间隔均匀,上紧铝丝防止因料移动而引起大面积的擦伤。 3.2.8截面大小、形状悬殊的型材严禁装挂在同一排上。 3.2.9装挂或搬运型材,必须戴好干净手套,轻拿轻放、爱护、防护好型材表面,严禁野蛮操作。 3.2.10装挂或搬运型材时必须加强自检和互检,不合格的型材严禁装挂,表面沾有油污或铝屑(毛刺)的型材必须采取适当的措施处理干净。 3.2.11剔除不合格型材后,必须按订单支数及时补足。 3.2.12装挂区的型材不宜存放太久,以防废气腐蚀型材表面。 3.2.13认真填写《装挂记录》和《氧化工艺流程卡》上装挂部分的记录,准确计算填写每挂氧化面积,随时核对订单,确保型号、支数、颜色不出差错。 3.2.14认真做好交接班手续和工作区的环境卫生。 4、氧化台生产前的准备工作: 4.1检查各工艺槽的液面高度,根据化验报告单调整各槽液浓度,确保槽液始终符合工艺要求,并经常清除槽液中的污物。 4.2检查行车、冷冻机、整流器、循环酸泵、水泵、转移车、固化炉等设备是否正常,如有异常应及时排除,严禁带病运行。 4.3检查纯水洗槽和自来水洗槽的PH(或电导率)和洁净度、不符合工艺要求的应及时更换或补水溢流。 4.4打开碱蚀、热纯水槽、封孔槽的蒸汽或冷却水,打开氧化槽、着色槽、电泳槽的循环冷却系统,确保槽液均匀、温度达到工艺要求。 4.5检查罗茨风机和抽、排风机,并在生产前开启。 4.6认真核对《氧化工艺流程卡》,明确生产要求,准备好比色用色板。 5、氧化台操作的通用要求:

铝合金阳极氧化

基于铝合金阳极氧化现状的调查 王伟伟崔田江训练潘文海 南昌航空大学江西南昌 330063 【摘要】 铝合金由于其比重小, 加工性能好, 导电、导热性能优良, 塑性好, 抗大气腐蚀能力强, 易于成形, 价格便宜等优点而在轻工、建材、航天、电子等领域得到非常广泛的应用。随着铝制品工业的不断完善发展,人们开始采用各种方法以达到工艺上的要求, 阳极氧化法就是其中最为常用的一种。阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能、很高的耐蚀性, 同时还具有较强的吸附性, 采用各种着色方法处理后, 能获得诱人的装饰外观。阳极氧化膜除了提高铝及其合金的耐蚀及硬度性能外, 还可以作为很好的功能材料, 有关这方面的研究及应用也已获得相当的成效, 目前常用的阳极氧化方法有铝合金硼酸—硫酸阳极氧化工艺研究、草酸阳极氧化、硫酸阳极氧化、交流电阳极氧化、硬质阳极氧化等工艺。 【关键字】 铝合金阳极氧化、铬酸中高电压、硼酸—硫酸阳极氧化、草酸阳极氧化、硫酸阳极氧化、交流电阳极氧化、硬质阳极氧化 一、铝在铬酸中高电压阳极氧化的研究 金属铝经阳极氧化可在其表面形成一层Al 2O 3 膜, 使用不同的阳极氧化液, 所得到的Al 2O 3 膜结构不同。对金属铝在铬酸中经高电压阳极氧化所得到的多孔 膜结构采用扫描电镜( SEM)和透射电镜( TEM)进行观察和分析, 并讨论了各参数对多孔膜结构的影响。借助X 射线衍射技术分析了多孔膜的晶体结构得出:( 1) 在25℃, 2 w t%的铬酸体系中电解电压不能超过110 V。 ( 2) 铬酸体系高电压阳极氧化得到的多孔膜孔径极不规整, 且呈树枝状。浓度对孔径和膜厚都有影响。 ( 3) 铬酸体系高电压得到的多孔膜中含有少量晶态的 - Al 2O 3。 二、铝合金硼酸—硫酸阳极氧化工艺研究 硼酸—硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。该工艺在环保上属

铝合金阳极氧化及着色

1 前言 铝及其合金材料由于其高的强度/重量比,易成型加工以及优异的物理、化学性能,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而,铝合金材料硬度低、耐磨性差,常发生磨蚀破损,因此,铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性,减少磨蚀,延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层,以显著改变铝合金的耐蚀性,提高硬度、耐磨性和装饰性能。 阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性,广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。然而,铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力,容易受污染和腐蚀介质侵蚀,心须进行封孔处理,以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。 2 铝及铝合金的阳极氧化 2.1 普通阳极氧化 铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜,使用不同的阳极氧化液,得到的Al2O3膜结构不同。阳极氧化时,铝表面的氧化膜的成长包含两个过程:膜的电化学生成和化学溶解过程。只有膜的成长速度大于溶解速度时,氧化膜才能成长、加厚。普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等,以下介绍一些普通阳极氧化新工艺[骐骥导航https://www.360docs.net/doc/0914302477.html,:机械网址导航]。 2.1.1 宽温快速阳极氧化[1] 硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下,当溶液的温度高于25℃时,氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差,因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进,改进后的溶液配方为: 硫酸(ρ=1.84g/cm3)150-200g/ L(最佳值160g/L) CK-LY添加剂20-35g /L (最佳值30g/L) 铝离子 0.5-20g /L (最佳值5g/L) CK-LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐,前者能提高电解液的工作温度,抑制阳极氧化膜的化学溶解,在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用;后者能增强电解液的导电性,提高电流密度,加快成膜速度。该添加剂溶于硫酸电解液,对电解液中的金属离子有络合作用,使溶液中铝离子的容忍量提高,氧化液的寿命延长,操作温度可达30℃以上,而普通硫酸氧化工艺21℃以上就必须开冷水机;同时减少了氧化时间,并可获得高质量的氧化膜。 2.1.2 硼酸-硫酸阳极氧化[2] 硼酸-硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。硼酸-硫酸阳极氧化溶液的组成为:45g/L H2SO4+8g/L H3BO3。 阳极氧化膜退膜溶液:按ASTMB137(美国实验材料标准)规定溶液,即:20g/L CrO3+3 5mL/L H3PO4。

铝合金氧化

铝合金氧化

铝阳极氧化染黑色工作经验介绍 夹具的设计与制作 1.1夹具的特点 阳极氧化用的夹具与电镀用的挂具是截然不同的,若采用电镀用类似挂勾的挂具作阳极化夹具是不适宜的,因为阳极氧化时夹具与工件表面都会很快生成氧化膜,在此过程中夹具与工件稍有松动即会变更触点位置,阻碍电流流通,为此,必须采用具有弹性的夹具夹紧工件。只有这样才能使阳极氧化过程正常进行。 1.2夹具的结构形式 夹具结构以个体式为宜,若采用组装式的,则经几次使用后铆接或焊接处会因腐蚀而松动,阻碍阳极氧化过程中电流的正常流通。同时,夹具要有一定的横截面积。一定截面的夹具也就有足够的弹力和夹紧力,使工件与夹具保持良好的接触,保证所夹工件阳极氧化时所需电流正常流通。避免因接触不良产生热量而烧毁工件。 1.3夹具材料的选择 制作夹具以选择硬质铝材为好,硬质铝材弹性好,紧固耐用。 2工件的装夹 2.1给夹具清洗去膜 在阳极氧化过程中夹具也会产生氧化膜。为此,使用过的夹具再次使用之前一定要退除氧化膜。退膜可在铝的除油溶液中进行。也可将夹具与工件接触部位的氧化膜用锉刀锉去,此法对某些夹具来说还可延长夹具的使用寿命。 2.2装夹位置的选择 装夹工件的位置要选择得当,一般应装夹在工件的副面(即非装饰的部位)。否则工件与夹具的接触部位因被夹具遮盖而无法生成氧化膜,当然也就无法染上颜色,此处即会显现出明显的白色斑点,影响外观质量。此外,工件装夹后悬挂在溶液中的凹入部位会否产生窝气等问题也要予以考虑。 2.3防止工件装夹变形 夹具非同挂具,夹具有一定的弹性。装夹变形的工件时尤需注意,应避免用力过猛导致工件变形。 2.4防止装夹过松 当工件装夹过松时,夹具与工件之间的电流会时通时断,在这种情况下很可能把工件烧毁。 2.5逐一装夹需染色的阳极化件 有些单位对某些小件采用纱窗布包扎或用其它方法包扎后作阳极氧化处理。这种方法虽在一定场合下可节省工时和提高效率,但只可用于某些质量要求不高的本色阳极氧化,即使少量工件在相互遮盖处无法生成氧化膜,也不易被识别出来。但对于需要染黑色的工件,采用此种装夹方法显然是不可取的。必须逐一装夹,保证阳极氧化质量。 3阳极氧化工艺条件的控制 3.1溶液的温度与电压的关系 在额定的范围内溶液的温度越低,所需的电压应越高,因为溶液温度较低时氧化膜生成速度较缓慢,膜层较为致密,为获得一定厚度的氧化膜,阳极氧化过程需升高电压。当溶液的温度较高时,氧化膜的溶解速度加块,且生成的氧化膜是疏松的,此时降低电压能适当改善氧化膜的质量。 3.2阳极氧化溶液的温度与时间的关系 溶液的温度越低,所需的阳极氧化时间应越长。因为溶液温度较低时氧化膜的生成速度缓慢。溶液的温度升高时则氧化膜的生成速度加快。此时要缩短阳极氧化时间,否则由于氧化膜的外层电阻加大而导致膜层溶解,出现工件尺寸的改变、表面粗糙掉膜的现象。 以上措施只是在既无降温设备,又无加温装置的条件下采取的应急措施。 4染黑色溶液的配方与配制过程 4.1配方及工艺条件

铝的阳极氧化实验报告(添加剂)

铝的阳极氧化和着色 ——添加剂甘油对氧化膜性能的影响 09化4 20092401099 摘要:铝的阳极氧化膜性能受到诸多因素的影响,主要包括电流密度、硫酸浓度、氧化时间、添加剂等。本文主要探讨了其它因素选择文献最优值的情况下,添加剂甘油对铝的阳极氧化的影响,并对氧化膜进行有机着色、氧化膜厚度测定和氧化膜绝缘性、耐腐蚀性进行表征。 关键词:铝氧化膜添加剂甘油 Abstract:Anodic aluminum oxide film properties affected by many facto rs, including current density, sulfuric acid concentration, oxidation time, additives and other factors. This paper discusses the literature of other factors that select the optimal value of the case, the additive of glycerin on anodic oxidation of aluminum.And the oxidation film organic coloring, oxidation film thickness measurement and oxidation film insulation, corrosion resistance characterized Keywords:Aluminum Oxide film Additive Glycerin 1 研究进展 铝由于其比重小,加工性能好,导电、热性能优良,塑性好,抗大气腐蚀能力强,易于成形,价格便宜等优点在轻工,建材,航天等领域广泛应用。 铝在空气中可自然形成一层氧化膜,起到一定的防护作用,但这种在空气中自然形成的膜性能并不足以真正地保护铝基体。因而人们研究了各类方法以制得性能优良的氧化膜,阳极氧化法是其中最为常用的一种。阳极氧化膜不仅具有良好的力学性能、很高的耐蚀性,同时还具有较强的吸附性,可对其进行着色处理获得诱人的装饰外观。 铝阳极氧化的方法可以根据是电解液的不同分为硫酸法、草酸法、铬酸法、磷酸法、有机酸法和混合酸法等。阳极氧化使用的电源从开始时的直流电,发展到交流电、交直流叠加、方波脉冲电源等。用硫酸配电解液直流电进行阳极氧化,是最为经典的方法,此法具有

铝表面阳极氧化处理方法

铝表面阳极氧化处理方法(一) 一、表面预处理 无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。 (一)脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺 列于表-1。在这些方法中,以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。 表-1 脱脂及主要工艺 脱脂方法溶液组成用量g/L 温度/度时间min 后处理备注 有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当无浸蚀 表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80 适当. 水清洗无浸蚀 碱性溶液 NaOH 50-200 40-80 0.5-3 水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化,硝酸可用稀硫酸+铬酸代替 十二水磷酸钠NaOH硅酸钠 40-608-1225-30 60-70 3-5 水清洗 NaOH可用40-50g/L碳酸钠代替,总碱度按NaOH计算为1.6%-2.5% 多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂 15.64.84.84.80.3ml0.1ml 60 12-15 水清洗使用前搅拌4个小时 十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂 50-7025-353-5 75-85 3-5 水清洗 碳酸钠磷酸钠 25-4025-40 75-85 适当水清洗 磷酸钠碳酸钠NaOH 20106 45-65 3-5 水清洗

铝合金阳极氧化前处理工艺

铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节,型材机械纹的去除、起砂、亚光、增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种:(1)、碱蚀工艺:由除油→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成,即型材经除油后,在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、起砂,然后经出光槽除去表面黑灰,即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀,型材的表面平整度、起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的,一般需碱蚀12-15分钟,铝耗达40-50Kg/T,碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗,既浪费资源,又带来严重的环保问题,增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年,全球大部分铝材厂沿用至今,直到近两年,才由酸蚀逐渐取代。 (2)、酸蚀工艺:由除油→水洗→酸蚀→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成。型材经除油后先酸蚀,后碱蚀,出光,完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀,去机械纹、起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀,酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、起砂快、铝耗低,一般3-5分钟即可完成,铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看,酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而,酸蚀的环保问题更加突出:酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽Fˉ的污染。氟化物一般都有剧毒,处理更加困难。另外,酸蚀处理后,型材外观发黑发暗,尽管不得已延续了碱蚀和出光,可增亮一些,但仍然很暗,既增加了工序,又损失了光泽,这些问题至今还没有有效的解决方案。 (3)、抛光工艺:由除油→水洗→抛光→水洗组成,型材经除油后即放入抛光槽,经2-5分钟抛光后,可形成镜面,水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光,去纹、镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、型材光亮的优点,但抛光槽的NOx的逸出,造成严重的环境污染及操作工的身体伤害,同时,昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。通观上述三种工艺,虽各有特点,但缺点也比较突出,如碱蚀铝耗高、碱渣多、工效低;酸蚀氟化物污染、型材发暗;抛光污染严重,成本过高等等。这些工艺要么污染了环境,要么浪费了铝资源,要么降低了铝材表面质量,亟待进行工艺改进。 二、整平光亮工艺所谓整平光亮工艺,是继抛光、碱蚀、酸蚀之后推出的一项 新的表面前处理工艺,是对碱蚀、酸蚀工艺的深刻改造和变革,它既具有酸蚀铝耗低、去机械纹能力强、起砂快的优点,又具有抛光的亮丽,但却根本杜绝了抛光NOx污染、酸蚀氟化物污染、碱蚀碱渣污染等弊端,是一项颇具前途、具有革命性的新工艺。 (一)、工艺流程整平光亮工艺比酸蚀、碱蚀要简单得多,甚至比抛光工艺都简单,主要由下述工序组成:整平光亮→水洗→氧化。本工艺的核心是整平光亮,整平机械纹、起砂、光亮等均由整平光亮槽完成,整平光亮后即可氧化,省去除油、碱蚀、中和等工序。 (二)、型材外观经过整平光亮技术处理过的型材具有三大特点:1、平整:在整平剂作用下,1-5分钟内,可完全去掉机械纹,表面特别平整。2、细砂:在起砂剂的作用下,型材表面起了一层均匀细砂,是喷砂和酸蚀技术很难达到的。3、光亮:在光亮剂的作用下,型材表面非常光亮,几乎可跟抛光材媲美。 (三)、适用范围1、建筑型材:银白料经整平光亮后,表面非常平整、光亮、砂粒细腻均匀;着色、染色与整平光亮技术的结合,使得型材表面象经过打蜡处理后一样鲜艳;电泳与整平光亮技术的结合能大幅度提高型材档次。2、工业用材:汽车轮毂、自行车圈、自行车架等用铝合金制成的各类工业用材都可用整平光亮技术处理,以取代机械抛光,提高生产效率及产品档次。3、家用电器:很多家用电器铝制外壳,都可借助本技术提高外观质量。灯饰及装饰用材也可借用本技术。 (四)、工艺规范1、开槽:整平光亮液(开槽液) 2、生产:温度:95-110℃时间:1-5min 3、添加:当槽液液面不能满足生产要求时,应及时补充添加液。补充添加液时一定要补充到初始液位。添加后,应充分搅拌槽液,然后开始生产。 4、管理:整平光亮槽管理非常

铝合金阳极氧化与表面处理技术

铝合金阳极氧化与表面处理技术第一章引论 1. 铝及铝合金的性能特点密度低;塑性好;易强化;导电好;耐腐蚀;易回收;可 焊接;易表面处理 2. 简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1)腐蚀性:(1)酸性腐蚀:铝在不同的酸中有不同腐蚀行为,一般在氧化 性浓酸中生成钝化膜,具有很好的耐蚀性,而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀;(2)碱性腐蚀:铝在碱性溶液中的腐 蚀,碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水,然后再进一步与铝反应 生成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀;(3)中性腐蚀:在中性盐溶 液中,铝可以是钝态,也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发 生腐蚀。点腐蚀。 2)腐蚀形态:点腐蚀,电偶腐蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀,丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀:最常见的腐蚀形态,程度与介质和合金有关 电偶腐蚀:接触腐蚀,异(双)金属腐蚀,在电解质溶液中,当两种金属或合金相接触(电导通)时,电位较负的金属腐蚀被加速,而电位较正的金属 受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀:两个表面接触存在缝隙,该处充气溶解氧形成氧浓差原电池,使缝隙内产生腐蚀。 晶间腐蚀:与热处理不当有关,合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出,相对于晶粒是阳极,而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀:丝状腐蚀是一种膜下腐蚀,呈蠕虫状在膜下发展,这种膜可以是漆膜,或者其他涂层,一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合金成 分、涂层前预处理和环境因素有关,环境因素有适度、温度、氯化物; 层状腐蚀:剥层腐蚀,也叫剥蚀。 3. 铝合金表面处理技术包括哪几个方面?表面机械预处理(机械抛光或扫纹等) (2)化学预处理或化学处理(化学转化或化学镀等)(3)电化学处理(阳极氧化或电镀等)(4)物理处理(喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性)等。 搪瓷珐琅:将无机物的混合物熔融成不同熔点玻璃态物质。 4. 铝合金阳极氧化膜的特性有哪些?有:耐蚀性;硬度和耐磨性;装饰性;有机涂 层和电镀层附着性;电绝缘性;透明性;功能性 第二章铝的表面机械预处理 1. 预处理的目的:(1)提高良好的表观条件和表面精饰质量。(2)提高产品品 级。(3)减少焊接的影响。(4)产生装饰效果。(5)获得干净表面。 2. 磨光操作要求 (1)磨料种类和粒度的选择:根据工件材料的软硬程度、表面状况和质量要求等选用;表面越硬或越粗糙则用较硬及较粗的磨料。

铝表面阳极氧化处理方法

铝表面阳极氧化处理方法(一) 一、表面预处理 无论采用何种方法加工得铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢与缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然得或高温下形成得氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分就是脂肪酸与含氮得化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微得划擦伤等。因此在氧化处理之前,用化学与物理得方法对制品表面进行必要得清洗,使其裸露纯净得金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽与厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能得人工膜、 (一)脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺 列于表—1。在这些方法中,以碱性溶液特别就是热氢氧化钠溶液得脱脂最为有效。 表—1 脱脂及主要工艺 脱脂方法溶液组成用量g/L 温度/度时间min 后处理备注 有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当无浸蚀 表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80适当。水清洗无浸蚀 碱性溶液 NaOH 50-200 40—80 0。5—3水洗后用100—500g/L硝酸溶液中与及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化,硝酸可用稀硫酸+铬酸代替 十二水磷酸钠NaOH硅酸钠40—608-1225—30 60—70 3—5水清洗 NaOH可用40—50g/L碳酸钠代替,总碱度按NaOH计算为1.6%—2。5% 多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂15、64。84、84、80.3ml0。1ml 60 12-15 水清洗使用前搅拌4个小时 十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂 50-7025-353—5 75—85 3-5 水清洗 碳酸钠磷酸钠 25-4025-40 75—85 适当水清洗 磷酸钠碳酸钠NaOH 20106 45-65 3—5 水清洗

铝合金阳极氧化与表面处理技术

铝合极氧化与表面处理技术 第一章引论 1.铝及铝合金的性能特点 密度低;塑性好;易强化;导电好;耐腐蚀;易回收;可焊接;易表面处理 2.简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1)腐蚀性:(1)酸性腐蚀:铝在不同的酸中有不同腐蚀行为,一般在氧化性浓酸中生成钝化膜,具有很好的耐蚀性,而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀;(2)碱性腐蚀:铝在碱性溶液中的腐蚀, 碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水,然后再进一步与铝反应生 成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀;(3)中性腐蚀:在中性盐溶液中, 铝可以是钝态,也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发生腐 蚀。点腐蚀。 2)腐蚀形态:点腐蚀,电偶腐蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀,丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀:最常见的腐蚀形态,程度与介质和合金有关 电偶腐蚀:接触腐蚀,异(双)金属腐蚀,在电解质溶液中,当两种金属或合金相接触(电导通)时,电位较负的金属腐蚀被加速,而电位较正的 金属受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀:两个表面接触存在缝隙,该处充气溶解氧形成氧浓差原电池,使缝隙产生腐蚀。 晶间腐蚀:与热处理不当有关,合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出,相对于晶粒是阳极,而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀:丝状腐蚀是一种膜下腐蚀,呈蠕虫状在膜下发展,这种膜可以是漆膜,或者其他涂层,一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合 金成分、涂层前预处理和环境因素有关,环境因素有适度、温度、氯 化物; 层状腐蚀:剥层腐蚀,也叫剥蚀。 3.铝合金表面处理技术包括哪几个方面? 表面机械预处理(机械抛光或扫纹等)(2)化学预处理或化学处理(化学转化或化学镀等)(3)电化学处理(阳极氧化或电镀等)(4)物理处理(喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性)等。

铝氧化表面不良状况

铝的本色氧化铝材表面处理 铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极,以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解,使其表面生成氧化膜层。其中硫酸阳极氧化处理应用最为广泛。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力,易进行封孑L或着色处理,更加提高其抗蚀性和外观。阳极氧化膜层厚一般3~15μm,铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单,电解液稳定,成本也不高,是成熟的工艺方法,但在硫酸阳极化过程中往往免不了发生各种故障,影响氧化膜层质量。认真总结分析故障产生的原因并采取有效预防措施,对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有重要的现实意义。 1 常见故障及分析 (1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化摸,呈现肉眼可见的黑斑或条纹,氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。此类故障虽不多见但也有发生。 上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关,或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成,膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金,氧化膜则较难生成,且生成的膜发暗、发灰,光泽性不好。如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等,则易产生选择性氧化或选择性溶解。若铝合金中局部硅含量偏析,则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。另外,如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高,往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹,影响氧化膜的抗蚀防护性能。 偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光,有时产生点状腐蚀,严重时黑色点状腐蚀显著,导致零件报废,引起较大损失。

如何解决铝材阳极氧化着色色差

如何解决铝材阳极氧化着 色色差 Prepared on 24 November 2020

铝材氧化着色过程常见缺陷和处理方法 黄瑞强 (广西平铝集团有限公司) 摘要:实际生产中由于人员、工艺、设备、操作存在差异,型材氧化着色过程中产生的质量缺陷色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。本文从实际生产过程中对铝型材氧化着色常见的缺陷问题、提出解决的办法和技术途径。 关键词:铝材着色; 缺陷; 处理 随着铝加工工业的蓬勃发展,铝表面处理已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。铝制品经过表面处理之后。耐磨、耐蚀、耐光照、耐气候等性能都有很大提高,更重要的是可以着上各种美丽鲜艳的色彩。由于其它构成装饰的各种建筑物,曰用铝制品,工艺美术品,装饰品,家具用品等美观大方。适应时代美感的要求,因而铝材的应用价值大为得高。 为了装饰和提高铝材表面性能,在铝材氧化膜上进行着色处理,常用的方法有电解着色法、化学着色法、自然着色法等。 在实际生产中由于人员、工艺、设备、操作等存在差异,每批的产品色差也会存在一定的差异,产生不同的质量缺陷,在特定的介质下,色泽的深浅是由金属粒子沉积量来决定,而与氧化膜的厚度无关。铝材电解着色的色差的产生,与着色机理、氧化膜的厚度的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发

花、逃色等。如何解决这一问题,确保每批产品的色差保持一致,并在双方确认的偏差范围内,以满足消费者的要求。这就要求生产企业,在对型材进行电解着色表面处理时,加以研究和防范。 以下介绍我公司在阳极氧化电解着色生产工艺中常见的质量缺陷和处理方法: 一、要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内,减少着色缺陷的产生,在实际的生产过程中,首先在加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时注意以下几方面的要求。 1、在阳极氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度,并放置在两极中间,确保左右极距相等。同时控制上料绑料面积,每挂料总表面积最大不超过44m2。 2、检查槽液浓度,是否符合工艺要求。 3、送电着色时,行车挂钩与导电梁挂钩必须脱开,并静置~1分钟后才能送电着色。 4、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。 5、着色结束时,必须立即起吊,尽快流尽槽液,尽快转移至水槽水洗,不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后,才能用色板比色,比色时,掌握型材色略深于样板色。当颜色太浅时,重新放入着色槽通电补色,当颜色太深时,重新放入着色槽(不通电)或氧化槽后面的酸性水槽褪色。 6、由于金黄色不能褪色,设定着色时间时不宜过长。

铝及铝合金阳极氧化法综述

铝及铝合金阳极氧化法综述 近十年来,我国的铝氧化着色工艺技术发展较快,很多工厂已采用了新的工艺技术,并且在实际生产中积累了丰富的经验。已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多,可以根据实际生产需要,从中选取合适的工艺。 在选取氧化工艺之前,应对铝或铝合金材质情况有所了解,因为,材料质量的优劣、所含成份的不同,是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。关于这一点,洪九德、范济同志已有专门论述(参看《电镀与涂饰》1982年第2期P.27)。比如,铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷,经阳极氧化后,所有疵病依然会显露出来。而合金成份,对阳极氧化后的表面外观,也产生直接的影响。比如,含1~2%锰的铝合金,氧化后呈棕蓝色,随铝材中含锰量的增加,氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。含硅0.6~1.5%的铝合金,氧化后呈灰色,含硅3~6%时,呈白灰色。含锌的呈乳浊色,含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调,含镍的呈淡黄色。一般而言,只有含镁和含钛量大于5%的铝含金,经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。 在选择好铝及铝合金材料后,自然就要考虑到选取合适的阳极氧化工艺。目前,我国广泛应用的硫酸氧化法、草酸氧化法及铬酸氧化法,均在手册、书刊上有过详细的介绍,不必赘述。本文谨就目前在国内正在发展中的一些新工艺,以及国外的一些方法,作扼要的介绍。 一、国内已发展的新工艺 (一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化 采用草酸-甲酸混合液,是因为考虑到甲酸是一种强氧化剂,在这样的槽液中,甲酸起到对氧化膜内层(阻挡层和障壁层)加速溶解,从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的作用。这种槽液的导电率可以得到提高(即可提高电流密度),使氧化膜能快速生成。与纯草酸氧化法相比,这种溶液能使生产率提高37.5%,减少电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32度/平方米,此法为2度/平方米),节约电力40%。 工艺配方为:草酸4~5%、甲酸0.55%,三相交流44士2伏,电流密度2~ 2.5A/d㎡,温度30±2℃。 (二)混合酸氧化 此法于1976年正式纳入日本国家标准,并为日本北星日轻家庭用品株式会社所采用。其特点是成膜快,膜的硬度、耐磨、耐腐蚀性能都比普通的硫酸氧化法高,膜层呈银白色,适用于印花、着色产品。我国铝制品行业赴日考察后,于1979年开始推荐使用。其推荐工艺配方为:H2SO4 10~20%,COOHCOOH·2H2O 1~2%,电压10~20V,电流密度1~3A/d㎡,温度15~30℃,时间30分钟。 (三)瓷质氧化 瓷质氧化主要以铬酸、硼酸、草酸钛钾为电解质,用高电压和较高温度作电解处理。其膜层外观像瓷器上的釉,有高度的抗腐蚀性能,耐磨性能良好,膜层可用有机或无机的染料染色,使外观有特殊的光泽和色泽。目前多应用于铝炊具、打火机、金笔等产品上,很受群众喜爱。 (四)国防色氧化

相关文档
最新文档