2015年2月11日星期三
鋁陽極氧化彩虹棕色混合染色工藝
1。1 染料的選擇
用於鋁制品染色的染料品種繁多，依發色處理據不同用途和產品要求選擇適合的染料。如染料類別有酸性染料、酸性絡合染料、酸性媒介染料、直接染料、分散染料、可溶性還原染料、活性染料、堿性染料、醇溶染料、油溶染料等。根據它們的成分、溶解度、色牢度、上染率，消耗率，PH值等性能選擇性能相近的染料，並結合棕色的要求，最後選擇600灰色染料和900黃色染料按一定的比例進行混合，配槽濃度為：4。8g/L。混合前同樣濃度的 600灰色染料PH值為：7。3，而900黃色染料的PH值為：5。4，混合後的染料PH值為：6。2。在此染料配比條件下，鋁陽極氧化膜可以染出帶紅黃底色的棕色。
1。2 試驗材料與工藝流程
試驗材料是6063鋁合金，按照試樣制備→脫脂→兩級清洗→堿蝕→兩級清洗→出光→兩級清洗→陽極氧化→兩級清洗→混合染色→兩級清洗→封閉→兩級清洗→外觀和封孔質量檢測的工藝流程進行試驗。
1。3 脫脂工藝與注意事項
選用浸泡式脫脂， 化學脫脂規範: 硫酸濃度100～150g/L； AC脫脂劑濃度30～60g/L；
溫度: 20～30℃，處理時間: 4～6分鐘。脫脂可以除掉鋁材表面的油污及洗脫自然氧化膜，如果脫脂處理不好，容易導致鋁材表面有油斑印和腐蝕點的產生而導致型材報廢。
1。4 堿蝕工藝與注意事項
堿蝕規範: 氫氧化鈉濃度50～80g/L；ADD添加劑濃度10～30g/L；溫度: 50～70℃， 處理時間: 7～13分鐘。堿蝕時間的控制對染色後顏色的鮮艷度有很大的影響，當堿蝕時間過短，表面砂面小，光澤高，染色後，顏色過於鮮艷，達不到柔和光澤的效果；而當堿蝕時間過長，表面的砂面過大，又會導致表面顏色發暗發啞。所以在批量生產時，每一天需要根據當天堿槽的堿腐蝕速度，對照標准色板的砂面選擇具體的堿蝕時間，以達到最佳的表面效果。
1。5 陽極氧化工藝
1。5。1 電流密度
電流密度的高低直接影響著氧化膜的孔徑結構和氧化膜孔的數量，當電流密度越高其孔徑就越大，反而氧化膜孔的數量就越小；反之，當電流密度越低其孔徑就越小，反而氧化膜孔的數量就越多。氧化膜孔的數量越多，染色速度會越快。也就是說，電流密度的高低直接影響染料的上色速度。我們在生產實踐中證實，當電流密度由0。8A/dm2增加到1。6A/dm2時，隨著電流密度升高，染料的上色速度減慢。根據顏色要求和考慮生產效率，選擇出對應的上色速度，最後確定電流密度為1。2A/dm2來生產，染色的色澤效果比較美觀。
1。5。2 氧化槽液溫度
在試驗中，氧化槽液溫度對染色的影響非常明顯，當溫度在18℃以下時其上色時間很長，甚至不能達到標准色板的底色要求或顏色深淺要求；而當溫度在21℃以上，其上色速度很快，染兩分鐘其顏色就出現紅黑底色， 造成色差而需要返工。當溫度在18至21℃氧化時，染色時間在8至12分鐘，可以得到底色穩定的棕色。原因是氧化溫度升高，會對氧化膜的孔徑有擴孔作用，進而提高其對染料的吸附能力，所以在選擇好合適的電流密度後，也就是說定了氧化膜孔的數量，還需要確定適合的氧化溫度。通過多次對比試驗，最後將溫度定在18--21℃進行氧化。
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氧化膜接觸了油污或堿性物質
工件硬陽處理經陽極化後在染色之前要防止與油污或堿性物質接觸，以避免氧化膜在染色過程中與染色液隔離或受到破壞。發現該廠操作工人裝夾時手上的油污陽極處理污染工件，而使有油污的部位染不上色，建議先裝夾再堿洗。
夾具的位置或陽極化時工件的懸掛角度不當
夾具的位置與陽極化工件的懸掛角度對氧化膜的質量有很大影響，尤其是因此而產生窩氣的更不是少見，為避免這一問題，除在裝夾和懸掛工序中需要特別注意之外，在陽極化和染色過程中還應多次搖晃工件，使工件的凹入部位在此工序中所產生的氣體能及時排除。
染色時工件間互相貼合
因染色時互相貼合而形成的“陰陽面”多出現在平面電鍍件上，出現這種情況的工件應在干燥之前先挑出來，在鉻酸或硝酸溶液中退色後重新染色。
為避免工件在染色時相互貼合，可采取下述方法:
①工件染色時不要從夾具上拆下來，帶夾具染色，並在染色過程中把夾具上下抖動幾次，以防夾具的接觸處因頂氣而產生過大的白點痕跡。
②從夾具上拆下後放人塑鋁表面處理料籃筐內染色，染色時在液面以下輕輕抖動多次也能獲得均勻一致的外觀質量，要注意的是只能在染色液中輕輕抖動，否則工件會被擦毛而顯現白色道痕。
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鋁材料：陽極氧化能給予我什麼
鋁及其合金材料由於其易成型加工以及優異的物理、化學性質鋁表面處理，成為目前工業中使用量僅次於鋼鐵的第二大金屬材料。然而，，鋁合金材料硬度低，耐磨性差，常發生磨蝕破損，因此，鋁合金在使用前往往需要經過相應的表面處理以滿足其對環境的適應性和安全性，延長其使用壽陽極處理命。在工業上越來越廣泛的采用陽極氧化的方法在鋁表面形成厚而致密的氧化膜層，以顯著改變鋁合金的耐磨，耐腐蝕性。
通過選用不同類型、不同濃度的電解液，以及控制氧化時的工藝條件，可以獲得具有不同性質、厚度約為幾十與幾百微米的陽極氧化膜，其耐蝕性，耐磨性和裝飾性等都有明顯改善和提高。
鋁合金陽極氧化的方法很多，常用的有硫酸陽極氧化、鉻酸陽極氧化、草酸陽極氧化、硬質陽極氧化和瓷質陽極氧化。鋁合金陽極氧化的類型包括普通陽極氧化本色、普通陽電鍍極氧化染色、硬質氧化本色、硬質氧化染色、特殊硬質陽極氧化等硬陽處理，甚至可以將化學拋光、噴砂、發色處理特氟龍的結合。
鋁及鋁合金表面氧化是鋁材重要的處理工藝，對鋁材料性能的提升有著顯著的效果，其中陽極氧化工藝的高低對鋁制品材料的處理好壞有明顯差異，因此選擇具備成熟穩定的陽極氧化工藝流程的企業對產品的質量至關重要。
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鋁合金陽極氧化膜滴堿試驗方法
我國鋁合金建築型材國家標准和日本工業標准對滴堿試陽極處理驗的方法原理都未進行描述，而為了更好的掌握滴堿試驗的操作方法，了解滴堿試驗的方法原理是有必要的。滴堿試驗主要用於考察陽極氧化膜的耐堿腐蝕性能。對於陽極氧化膜來說，其耐堿腐蝕性能相對比較差，當一定濃度的氫氧化鈉溶液滴在陽極氧化膜表面之後，將很快對陽極氧化膜進行侵蝕，如果封孔不良或氧化膜疏松等原因而導致陽極氧化膜耐堿腐蝕性差時，其侵蝕速度將會更快，因此通過計算陽極氧化膜被穿透時間可用於評價陽極氧化膜的耐堿腐蝕性能。但由於氫氧化鈉溶液對氧化膜的侵蝕速度快，給氧化膜耐堿腐蝕性能的評價帶來一定的難度。目前，滴堿試驗主要存在著兩種試驗方法，一種是目視觀察法，一種是儀器測量法。目視觀察法是基於當氫氧化鈉溶液滴在氧化膜表面之後，氧化膜將會慢慢溶解，其化學反應方程式如下：
Al2O3•χH2O+2NaOH=2NaAlO2+(χ+1)H2O
氧化膜在溶解過程中，氫氧化鈉溶液不斷向氧化膜內部侵蝕，當氫氧化鈉溶液侵蝕到基體金屬表面之後，金屬鋁與氫氧化鈉溶液發生置換反應，在反應過程中將會有氫氣析出而產生腐蝕冒泡。其化學反應方程式如下：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
而儀器測量法是基於陽極氧化膜的電絕緣性而提出的，鋁基體是電的良導體，鋁陽極氧化膜則是高電阻的絕緣膜，其絕緣性與氧化膜的厚度有關，在氧化膜被氫氧化鈉溶液溶解過程中，隨著氧化膜厚度電鍍的降低其電阻也將會慢慢降低，當電阻降低到一定數值的時候可認為導電，即認為氧化膜被溶解。
對於滴堿試驗考慮的關鍵是，試驗溫度的控制以及如何准確地判斷氧化膜剛好被穿透的時間。我國GB/T 5237。2-2000中對滴堿試驗方法規定為：“在35℃±1℃下，將大約10mg、100g/LNaOH溶液滴至型材試樣的表面，目視觀察液滴處直至產生腐蝕冒泡，計算其氧化膜被穿透的時間。也可用儀器測量氧化膜穿透的時間。”也就是說，國標認可了兩種滴堿試驗方法，即目視觀察法和儀器測量法。對於目試驗觀察法，國標描述的比較簡單，試驗操作中的一些注意事項及其影響因素未作描述鋁表面處理。而為了保證測試結果的准確性，在操作過程中對於影響因素應加以注意，以便盡可能減少或避免這些因素的影響，本方法應注意的事項主要有以下幾點：(1)試樣的控制，試樣受檢面必須保持完整，不允許有擦花或劃傷等破壞，而且受檢面必須清潔，不允許有污漬、油污等髒物覆蓋在受檢面上，因此測試前一般硬陽處理要用不破壞氧化膜的有機溶劑輕輕擦拭試樣表面；(2)試驗溶液濃度的控制，氫氧化鈉溶液的濃度必須嚴格控制到100g/L，濃度偏低或偏高將直接導致測試結果偏大或偏小；(3)試驗溫度的控制，試驗時不僅要保證試驗環境溫度控制在35℃±1℃，而且試驗溶液和試樣也必須控制在35℃±1℃，為此在測試前應先將試液和試樣放置於恆溫儀器中保持一段時間，只有當試液和試樣恆定在35℃±1℃之後才可以進行測試；其四是恆溫儀器的選用，恆溫儀器的選用在本方法中是一個非常重要的環節，因為所選用的恆溫儀器不僅應起到恆溫的作用，還必須考慮要便於觀察儀器內試樣的變化情況，如果所選用的恆溫儀器沒有一個能夠清晰地觀察儀器內試樣變化情況的觀察口，那麼要想准確地判斷出試樣何時開始腐蝕冒泡是不大可能的。另外，目視觀察法還受試驗人員經驗的影響，在實際檢驗工作中發現，從陽極氧化膜開始溶解到氧化膜被穿透(試樣開始腐蝕冒泡)這一過程中並沒有一個很明顯的變化，給氧化膜穿透時間的判斷帶來很大難發色處理度，這就對試驗人員提出了很高的要求，試驗人員必須要有非常豐富的實踐經驗，能夠准確地判斷出氧化膜何時被穿透而開始腐蝕冒泡。
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