鋁型材陽極氧化時封孔工藝優(yōu)化與封孔槽的維護(hù)

鋁型材陽極氧化時封孔工藝優(yōu)化與封孔槽的維護(hù)鋁材常溫封孔質(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個因素是決定鋁材封孔質(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)的含量是鋁材封孔質(zhì)量的重要保證、經(jīng)過試驗(yàn)表明，保證鋁材常溫封孔質(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：常溫脫脂一水洗一堿蝕一水洗f水洗f出光f水洗f水洗f陽極氧化f二次水洗f封孔f二次水洗2.2實(shí)驗(yàn)材料與儀器試驗(yàn)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(yàn)研究配制而成。1?硫酸濃度優(yōu)化：生產(chǎn)實(shí)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(qiáng)，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(yàn)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(shí)際生產(chǎn)中，需要權(quán)衡控制在合理范圍內(nèi)。鎳離子溶度優(yōu)化:封孔是通過鎳離子進(jìn)入氧化膜孔、水解沉淀得以實(shí)現(xiàn)的。鎳氟體系常溫快速封孔的機(jī)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、A1F3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(shí)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(kuò)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(shí)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(bǔ)充，但不推薦單獨(dú)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(shí)際補(bǔ)充到槽液中的游離態(tài)氟離子十分有限。PH值優(yōu)化：提高槽液pH值，能有效降低氟離子消耗，促進(jìn)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(shí)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。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°C以上才能正常封孔。依生產(chǎn)實(shí)踐，當(dāng)封孔溫度低于25°C或高于35C均會出現(xiàn)封孔不良。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(shí)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(shí)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60-80C;時間lum/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：鋁陽極氧化膜在氧化后為了保證耐蝕性及耐侯性必須進(jìn)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(shí)際，對影響型材封孔質(zhì)量的幾個工藝和操作因素進(jìn)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?yàn)樽詠硭锩婧羞^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(yàn)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(shí)驗(yàn)，明顯上色未不合格，微量上色為合格。封孔槽維護(hù)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(jìn)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(jìn)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。封孔槽對水質(zhì)比較敏感，槽液補(bǔ)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，部分車間使用明磯處理過的自來水，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(xiàng)成本，往往高出不少。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(bǔ)加藥劑需要注意的事項(xiàng)。帶攪拌的加藥桶補(bǔ)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，圭寸孔劑在自然沉降過程中溶解。一般而言，補(bǔ)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(qiáng)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