?1、前處理技術(shù)要求
除油處理:
東莞鋁陽極氧化鋁制品表面通常會(huì)有油污,這會(huì)影響氧化膜的質(zhì)量。除油要徹底,一般采用化學(xué)除油或電化學(xué)除油方法?;瘜W(xué)除油是利用堿性溶液(如氫氧化鈉、碳酸鈉等)與油污發(fā)生皂化反應(yīng)來去除油污。在這個(gè)過程中,溶液的溫度、濃度和處理時(shí)間是關(guān)鍵因素。
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例如,氫氧化鈉溶液濃度一般在 30 - 50g/L,溫度控制在 60 - 80℃,處理時(shí)間約 3 - 5 分鐘,這樣可以有效去除油污。電化學(xué)除油則是在堿性電解液中,以鋁制品為陽極或陰極,通過電解產(chǎn)生的氫氣或氧氣的攪拌作用來去除油污,這種方法效率更高,但對(duì)設(shè)備要求也更高。
堿蝕處理:堿蝕是為了去除鋁表面的自然氧化膜和輕微的劃痕等缺陷,使鋁表面形成均勻的微觀粗糙結(jié)構(gòu),有利于后續(xù)氧化膜的均勻生長。堿蝕液通常是氫氧化鈉溶液,濃度在 40 - 60g/L 左右,溫度在 50 - 70℃,處理時(shí)間一般為 1 - 3 分鐘。堿蝕過程需要嚴(yán)格控制時(shí)間,時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致鋁基體過度腐蝕,產(chǎn)生表面粗糙度過大、尺寸精度下降等問題;時(shí)間過短則無法有效去除自然氧化膜。
酸洗處理(可選):在一些情況下,需要進(jìn)行酸洗處理,以去除堿蝕后表面殘留的堿液和不溶性的金屬間化合物等雜質(zhì)。酸洗一般使用硝酸、硫酸等酸性溶液,硝酸溶液濃度約為 10% - 30%,硫酸溶液濃度約為 10% - 20%。酸洗時(shí)間不宜過長,通常在 1 - 2 分鐘,以免引起鋁的過腐蝕。
2、陽極氧化工藝技術(shù)要求
電解液成分與濃度:
硫酸電解液:硫酸陽極氧化是最常見的方法。電解液中硫酸的濃度一般在 15% - 20%。合適的硫酸濃度可以保證氧化膜的生長速度和質(zhì)量。如果硫酸濃度過高,氧化膜的溶解速度會(huì)加快,導(dǎo)致氧化膜變薄;濃度過低,則氧化膜生長速度慢,生產(chǎn)效率低。
草酸電解液(用于特殊要求):對(duì)于一些需要獲得較厚、硬度較高或顏色特殊的氧化膜的情況,可以使用草酸電解液。草酸濃度一般在 3% - 5%,但草酸電解液成本較高,且氧化過程對(duì)溫度和電流密度的控制要求更嚴(yán)格。
電流密度與電壓控制:
電流密度:在硫酸陽極氧化過程中,電流密度一般控制在 1 - 2A/dm2。合適的電流密度能夠保證氧化膜均勻生長。電流密度過大,會(huì)導(dǎo)致氧化膜生長過快,內(nèi)部應(yīng)力增大,容易出現(xiàn)氧化膜開裂、剝落等問題;電流密度過小,氧化膜生長緩慢,生產(chǎn)效率低。
電壓控制:氧化過程中的電壓隨著氧化膜的生長而逐漸升高。初始電壓一般在 10 - 15V 左右,隨著氧化膜厚度的增加,電壓可升高到 18 - 25V。電壓的控制要根據(jù)鋁制品的材質(zhì)、形狀和所需氧化膜的厚度等因素進(jìn)行調(diào)整。
氧化溫度與時(shí)間:
氧化溫度:硫酸陽極氧化的溫度通??刂圃?18 - 25℃。溫度對(duì)氧化膜的生長速度和質(zhì)量有顯著影響。溫度升高,氧化膜的溶解速度加快,生長速度也會(huì)加快,但氧化膜的硬度和耐磨性會(huì)降低;溫度過低,氧化膜生長速度慢,而且可能會(huì)出現(xiàn)膜層不均勻的現(xiàn)象。
氧化時(shí)間:氧化時(shí)間根據(jù)所需氧化膜的厚度來確定。一般來說,要獲得 10 - 20μm 厚的氧化膜,氧化時(shí)間在 30 - 60 分鐘左右。但實(shí)際的氧化時(shí)間還需要考慮電流密度、電解液濃度等因素的綜合影響。
3、后處理技術(shù)要求
封孔處理:
熱水封孔:熱水封孔是最常見的方法之一。將氧化后的鋁制品放入接近沸點(diǎn)(95 - 98℃)的純水中進(jìn)行封孔處理,時(shí)間一般為 10 - 30 分鐘。在熱水封孔過程中,氧化膜的孔隙會(huì)因水化作用而被封閉,提高氧化膜的耐腐蝕性和耐磨性。封孔質(zhì)量可以通過測量封孔后的氧化膜的抗污染性、耐蝕性等來評(píng)估。
鎳鹽封孔(用于特殊要求):對(duì)于一些對(duì)耐蝕性要求極高的鋁制品,可以采用鎳鹽封孔。鎳鹽封孔液中鎳離子濃度一般在 0.5 - 1g/L,封孔溫度在 80 - 90℃,時(shí)間為 10 - 20 分鐘。鎳鹽封孔能夠在氧化膜孔隙中沉積鎳化合物,進(jìn)一步提高氧化膜的耐蝕性和硬度。
染色處理(如果需要染色):
染料選擇:選擇合適的染料是關(guān)鍵。有機(jī)染料色彩豐富,但耐光性和耐候性相對(duì)較差;無機(jī)染料耐光性和耐候性好,但顏色種類相對(duì)較少。根據(jù)產(chǎn)品的用途和外觀要求選擇染料。例如,對(duì)于室內(nèi)裝飾用的鋁制品,可以使用有機(jī)染料來獲得豐富的色彩;對(duì)于戶外建筑用的鋁制品,優(yōu)先考慮無機(jī)染料。
染色工藝控制:染色溫度、時(shí)間和染料濃度對(duì)染色效果有重要影響。一般染色溫度在 40 - 60℃,時(shí)間為 10 - 30 分鐘,染料濃度根據(jù)所需顏色的深淺進(jìn)行調(diào)整。在染色過程中,要確保氧化膜孔隙充分吸收染料,并且要避免染色不均勻的現(xiàn)象。染色后,通常還需要進(jìn)行固色處理,以提高顏色的牢度。