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鋁型材陽極氧化生產(chǎn)工藝GB/T標(biāo)準(zhǔn)推薦
1:一般要求
(1)鋁型材上排時,型材之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g距,以保證陽極氧化膜均勻;
(2)臥式生產(chǎn)線鋁型材上排時應(yīng)有一定的傾斜度,傾斜度宜控制在5°左右;
(3)在經(jīng)過每一次處理(如預(yù)處理、陽極氧化處理、著色處理、封孔處理和電泳涂漆處理)之后都至少應(yīng)進行水洗一次;有些處理步驟應(yīng)進行幾次水洗,如堿洗處理、陽極氧化處理和電解著色處理之后至少應(yīng)進行兩次水洗;有些水洗工序應(yīng)采用去離子水進行,如在電泳涂漆之前,宜采用在20℃下測得電導(dǎo)率小于或等于30μm/cm的去離子水中清洗干凈;有條件的情況下,水洗槽中的水應(yīng)進行過濾;
(4)宜考慮水洗槽中水的循環(huán)利用;
(5)在陽極氧化處理前,預(yù)處理完成的鋁型材在水洗槽內(nèi)的停留時間不宜大于30min;
(6)陽極氧化處理完成后應(yīng)及時進入水洗槽進行水洗,水洗干凈后應(yīng)及時進入著色槽進行著色處理,以確保著色顏色的均勻性;
(7)臥式生產(chǎn)線鋁型材吊進、吊出槽液時應(yīng)斜進、斜出,傾斜度宜控制在30°左右;
(8)對含鎳鹽著色處理后及含鎳封孔處理后的水洗槽應(yīng)設(shè)置專用排水管,匯集后對廢水中的Ni^2+進行單獨處理;
(9)陽極氧化與陽極氧化電泳涂漆典型工藝見下表所示:
序號
|
工序
|
處理時間
|
槽液成分
|
溫度
|
備注
|
||
1
|
脫脂
|
根據(jù)表面要求確定
|
按脫脂劑供應(yīng)商要求規(guī)定
|
室溫
|
可用陽極氧化的廢酸
|
||
2
|
水洗1
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
pH>2
|
||
3
|
水洗2
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
pH>4
|
||
4
|
堿洗
|
根據(jù)表面要求確定
|
30g/L~60g/L氫氧化鈉
|
40℃~60℃
|
—
|
||
5
|
水洗1
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
—
|
||
6
|
水洗2
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
—
|
||
7
|
去灰
|
2min~5min
|
130g/L~225g/L硫酸
|
室溫
|
可用陽極氧化的廢酸
|
||
1min~5min
|
5g/L~20g/L硝酸 130g/L~225g/L硫酸 |
室溫
|
—
|
||||
8
|
水洗1
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
—
|
||
9
|
水洗2
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
pH>4
|
||
10
|
陽極氧化
|
按膜厚而定,一般20min~60min
|
130g/L~200g/L硫酸,鋁離子濃度為5g/L~20g/L
|
20℃±2℃
|
陽極氧化電壓:10V~20V;電流密度:100A/㎡~200A/㎡
|
||
11
|
水洗1
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
—
|
||
12
|
水洗2
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
pH>4
|
||
13
|
中和
|
3min~5min
|
20g/L的碳酸氫鈉
|
室溫
|
專為染色而設(shè),如電解著色,可取消工序
|
||
14
|
水洗
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
—
|
||
15
|
著色
|
染色
|
按顏色而定,一般1min~10min
|
10g/L~20g/L染金黃色用草酸鐵銨或草酸鐵鈉,或按供應(yīng)商技術(shù)要求確定
|
40℃~55℃
|
pH值4.0~5.5
|
|
電解著色
|
按顏色深度而定
|
150g/L±5g/L硫酸鎳,40g/L±5g/L硼酸
|
25℃~3℃
|
pH值3.8~4.2
|
|||
50g/L±5g/L硫酸鎳30g/L±5g/L硼酸
|
25℃~3℃
|
pH值3.8~4.2
|
|||||
16
|
水洗1
|
0.5min~2min
|
自來水
|
室溫
|
—
|
||
17
|
水洗2
|
0.5min~2min
|
去離子水
|
室溫
|
—
|
||
18
|
封孔
|
熱封孔
|
沸水封孔
|
按2min/μm~3min/μm計算
|
去離子水
|
96℃以上
|
pH值5~8
|
高溫水蒸氣封孔
|
10min~15min
|
去離子水
|
100℃~110℃
|
水蒸氣壓力81 060Pa~101 325 Pa
|
|||
中溫封孔
|
按封孔劑供應(yīng)商的技術(shù)要求確定
|
按封孔劑供應(yīng)商技術(shù)要求確定
|
40℃~80℃
|
—
|
|||
冷封孔
|
按0.8min/μm~1.2min/μm計算
|
鎳離子濃度為0.8g/L~2.0g/L,氟離子濃度為0.3g/L~0.8g/L
|
18℃~32℃
|
pH值5.5~6.5
|
|||
19
|
冷封孔后處理
|
按0.8min/μm~1.2min/μm計算
|
去離子水
|
60℃~80℃
|
冷封孔后處理前應(yīng)先徹底清洗鋁型材附著的冷封孔溶液
|
||
按0.8min/μm~1.2min/μm計算
|
硫酸鎳濃度為5g/L~10g/L
|
不低于60℃
|
|||||
20
|
熱水洗1
|
3min~6min
|
去離子水
|
70℃~80℃
|
pH值4~6
|
||
21
|
純水洗2
|
2min~4min
|
去離子水
|
室溫
|
pH值5~6
|
||
22
|
電泳涂漆
|
2min~4min
|
丙烯酸系電泳涂料固體分3%~12%
|
18℃~25℃
|
pH值7.0~8.5,極間距離,500mm~700mm,極比0.5~1.0
|
||
23
|
水洗1
|
0.5min~3min
|
去離子水
|
室溫
|
—
|
||
24
|
水洗2
|
0.5min~3min
|
去離子水
|
室溫
|
—
|
||
25
|
滴干
|
按電泳涂料供應(yīng)商要求確定
|
|||||
26
|
固化
|
按電泳涂料供應(yīng)商要求確定
|
2:陽極氧化預(yù)處理
(1)脫脂
①陽極氧化處理前都應(yīng)進行脫脂處理,脫脂處理的目的是去除鋁型材表面的油污,以保證堿洗后的鋁型材表面效果均勻,并減少油污對堿洗槽液的污染,從而提高陽極氧化質(zhì)量;
②脫脂處理可選擇適宜的脫脂劑(如硫酸溶液)進行;
③脫脂處理可采用噴淋法或浸漬法;
④槽液濃度應(yīng)符合脫脂劑供應(yīng)商提供的技術(shù)要求;脫脂處理典型工藝如上表1所示:
(2)堿洗
①堿洗處理的目的是去除鋁型材表面自然氧化膜和進一步除掉油污;堿洗是陽極氧化前影響表面質(zhì)量的關(guān)鍵性工序;
②堿洗處理典型工藝如上表1所示:
(3)去灰
①去灰處理的目的是除掉堿洗后殘留在鋁型材表面的黑灰;
②去灰溶液采用酸性溶液,一般采用硫酸溶液或硝酸-硫酸混合溶液;
③去灰溶液采用出光劑時,不宜含氟離子、六價鉻離子及其他有害重金屬離子;
④去灰處理典型工藝見上述表格1:
3:陽極氧化處理
(1)總則
主要采用硫酸陽極氧化處理,其他陽極氧化處理(如鉻酸陽極氧化處理、硫酸-草酸陽極氧化處理等)也可使用;陽極氧化處理典型工藝見上述表格1;
(2)陽極氧化槽液成分;
硫酸陽極氧化處理槽中硫酸濃度和鋁離子濃度對槽液的導(dǎo)電性、陽極氧化膜的耐蝕性和耐磨性以及封孔質(zhì)量等都有影響,所以應(yīng)注意控制硫酸濃度和鋁離子濃度;
(3)陽極氧化槽液溫度
陽極氧化槽液溫度過高,陽極氧化膜的硬度、耐蝕性和耐磨性差,陽極氧化膜槽液溫度過低陽極氧化膜的透明度和染色性差,易引起著色不均;陽極氧化槽液溫度范圍應(yīng)根據(jù)陽極氧化槽液類型、鋁型材類型、陽極氧化條件以及陽極氧化膜的性能要求等因素確定;
(4)陽極氧化電壓
陽極氧化電壓應(yīng)根據(jù)鋁型材類型、陽極氧化槽液類型、陽極氧化槽液濃度、陽極氧化槽液溫度以及攪拌強弱等因素確定;
(5)陽極氧化電流密度
恒電流直流陽極氧化是最普通、最常用的方法;電流密度應(yīng)根據(jù)鋁型材類型、陽極氧化槽液類型、陽極氧化槽液濃度、陽極氧化槽液溫度、電源波形以及攪拌強弱等因素確定;
(6)陽極氧化時間
原則上在電流密度恒定時,在一定范圍內(nèi),陽極氧化膜的厚度與陽極氧化時間成正比;在恒電流密度陽極氧化時,就是簡單地用陽極氧化時間來控制陽極氧化膜的厚度,因此陽極氧化時間應(yīng)根據(jù)所需生產(chǎn)的陽極氧化膜厚度來確定;
4:著色
(1)鋁型材陽極氧化著色的方法有電解著色和染色等;電解著色陽極氧化膜封孔性能、耐腐蝕性和耐候性能都比較好,操作成本也比較低,已廣泛應(yīng)用于建筑鋁型材陽極氧化膜的著色工藝;其他著色工藝也可使用,但其產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 5237.2或GB/T 5237.3的規(guī)定;由于采用的著色工藝不同,其著色工藝參數(shù)也不同,著色槽的槽液成分、槽液溫度和著色時間等工藝參數(shù)應(yīng)按供應(yīng)商提供的技術(shù)要求來確定;著色處理典型工藝請見上述表格1;
(2)電解著色處理工藝宜采用配有鎳回收裝置的單鎳鹽著色處理工藝;
5:封孔
(1)總則
①多孔型陽極氧化膜的封孔是保證鋁型材耐腐蝕性、耐候性、耐磨性,從而獲得持久的使用性能的關(guān)鍵工序;常用的封孔處理方法有熱封孔、冷封孔和中溫封孔等;封孔處理典型工藝請參見上述表格1;
②封孔工藝宜從含鎳含氟的冷封孔工藝或中溫封孔工藝逐步發(fā)展成為無鎳無氟的冷封孔工藝或中溫封孔工藝,也可發(fā)展成為熱封孔工藝;
(2)熱封孔
陽極氧化膜的熱封孔主要有沸水封孔及高溫水蒸氣封孔兩大類,其封孔原理都是熱-水合封孔;沸水封孔對水質(zhì)要求非常高,通常情況下,沸水封孔中各種雜質(zhì)的容許含量如下表2所示;
雜質(zhì)
|
AI^3+
|
Ca^2+
|
Fe^2+或Fe^3+
|
Mg^2+
|
Sn^2+
|
CI^-
|
F^-
|
NO3^-
|
PO4^3-
|
SO4^2-
|
SiO2
|
C2H2O4
|
最大容許含量
|
100
|
1000
|
60
|
1000
|
400
|
1000
|
14
|
1000
|
7
|
450
|
17
|
1000
|
(1)中溫封孔
目前常用的中溫封孔工藝是無氟含鎳的封孔工藝,其封孔溫度低于沸水封孔溫度,而高于冷封孔溫度;經(jīng)中溫封孔處理后陽極氧化膜的抗熱裂性或柔韌性通常略優(yōu)于冷封孔,對AA15級以上(包括AA15級)的陽極氧化膜,采用中溫封孔較冷封孔更容易保證封孔質(zhì)量,但中溫封孔的陳化時間通常比冷封孔更長;
(2)冷封孔
冷封孔工藝一般是以氟化鎳為主要成分的封孔工藝,通常情況下,冷封孔槽液的雜質(zhì)容許含量如下表3所示;冷封孔之后通過一定的陳化時間才能達(dá)到封孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),陳化時間和陳化效果與環(huán)境溫度、環(huán)境濕度有明顯關(guān)系,通??刹捎美浞饪缀筇幚韥砜焖龠_(dá)到預(yù)期的陳化效果;
雜質(zhì)
|
最大容許含量
|
Na^+、K^+
|
300
|
AI^3+
|
250
|
NH4^+
|
1500
|
PO4^3-
|
5
|
SO4^2-
|
4000
|
6:電泳涂裝
(1)總則
應(yīng)重點控制好槽液固體分、pH值、電泳溫度、電導(dǎo)率、電泳電壓、電泳時間、極間距離和陽陰極面積之比(極比)等工藝參數(shù),而這些工藝參數(shù)與電泳涂漆設(shè)備、電泳涂料有很大關(guān)系,電泳涂漆鋁型材生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)電泳涂漆設(shè)備的性能和電泳涂料的性質(zhì)選擇合適的電泳涂漆生產(chǎn)工藝;電泳涂漆處理典型工藝請見表1所示;
(2)槽液固體分
槽液固體分是電泳涂漆處理中重要的工藝參數(shù)之一,它與電泳涂層的質(zhì)量密切相關(guān);固體分過低,可導(dǎo)致漆膜變薄,易產(chǎn)生針孔;固體分過高,可導(dǎo)致漆膜厚度不均;
(3)pH值
電泳液的pH值是確保電泳樹脂的水溶性以獲得高質(zhì)量電泳涂層的重要參數(shù);pH值過低,電泳樹脂的水溶性差;pH值過高,水的電解加劇而析出大量氣泡,導(dǎo)致泳透率下降;
(4)電泳溫度
在電泳涂漆處理過程中,由于有直流電壓施加于槽液中,使槽液溫度有上升的趨勢,當(dāng)槽液溫度過高時,將會影響漆膜質(zhì)量;
(5)電泳電壓
電泳電壓是由電泳樹脂本身的分子量和結(jié)構(gòu)特性決定的,當(dāng)電泳電壓過低,成膜速度緩慢,甚至無法成膜;電泳電壓與槽液的固體分、溫度、pH值、導(dǎo)電率、極間距離、鋁型材的表面特性等因素有關(guān),因此應(yīng)在特定的電泳液體系中,根據(jù)鋁型材的表面狀況經(jīng)常調(diào)整電泳電壓,使其保持在最佳范圍;
(6)電泳時間
電泳時間應(yīng)根據(jù)所需形成的漆膜厚度來確定,當(dāng)電泳時間過短時漆膜厚度偏低,當(dāng)電泳時間過長時將可能導(dǎo)致漆膜變粗糙;
(7)極間距離和陽陰極面積之比(極比)
極間距離太小,沉積在鋁型材各部位的漆膜厚度不均勻;極間距離太大,電沉積效率降低;陽陰極面積之比(極比)應(yīng)選擇適當(dāng),當(dāng)陽極面積過大時,易產(chǎn)生異常電沉積,漆膜變粗糙;
(8)精制處理
在生產(chǎn)過程中,電泳槽液會逐漸受到雜質(zhì)離子的污染,為了有效去除雜質(zhì)離子,需要進行精制處理;其原理是用離子交換樹脂法把雜質(zhì)離子去除,并對槽液pH值進行調(diào)整;
7:回收處理
在丙烯酸系的陽極電泳涂裝過程中,通常采用RO法(即反滲透法)回收裝置對漆液進行回收處理,以降低漆液的損耗、穩(wěn)定槽液成分,并減少環(huán)境污染;
8:固化
(1)電泳涂漆鋁型材在涂漆之后應(yīng)進行固化,固化條件應(yīng)根據(jù)電泳涂料供應(yīng)商提供的技術(shù)要求來確定,應(yīng)確保漆膜固化完全;
(2)固化爐應(yīng)保持清潔;
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