鋁陽極氧化染黑色工作經(jīng)驗(yàn)介紹-富坤氧化

1　夾具的設(shè)計(jì)與制作

1.1　夾具的特點(diǎn)

陽極氧化用的夾具與電鍍用的掛具是截然不同的，若采用電鍍用類似掛勾的掛具作陽極化夾具是不適宜的，因?yàn)殛枠O氧化時(shí)夾具與工件表面都會(huì)很快生成氧化膜，在此過程中夾具與工件稍有松動(dòng)即會(huì)變更觸點(diǎn)位置，阻礙電流流通，為此，必須采用具有彈性的夾具夾緊工件。只有這樣才能使陽極氧化過程正常進(jìn)行。

1.2　夾具的結(jié)構(gòu)形式

夾具結(jié)構(gòu)以個(gè)體式為宜，若采用組裝式的，則經(jīng)幾次使用后鉚接或焊接處會(huì)因腐蝕而松動(dòng)，阻礙陽極氧化過程中電流的正常流通。同時(shí)，夾具要有一定的橫截面積。一定截面的夾具也就有足夠的彈力和夾緊力，使工件與夾具保持良好的接觸，保證所夾工件陽極氧化時(shí)所需電流正常流通。避免因接觸不良產(chǎn)生熱量而燒毀工件。

1.3　夾具材料的選擇

制作夾具以選擇硬質(zhì)鋁材為好，硬質(zhì)鋁材彈性好，緊固耐用。

2　工件的裝夾

2.1　給夾具清洗去膜

在陽極氧化過程中夾具也會(huì)產(chǎn)生氧化膜。為此，使用過的夾具再次使用之前一定要退除氧化膜。退膜可在鋁的除油溶液中進(jìn)行。也可將夾具與工件接觸部位的氧化膜用銼刀銼去，此法對(duì)某些夾具來說還可延長(zhǎng)夾具的使用壽命。

2.2　裝夾位置的選擇

裝夾工件的位置要選擇得當(dāng)，一般應(yīng)裝夾在工件的副面（即非裝飾的部位）。否則工件與夾具的接觸部位因被夾具遮蓋而無法生成氧化膜，當(dāng)然也就無法染上顏色，此處即會(huì)顯現(xiàn)出明顯的白澀班點(diǎn)，影響外觀質(zhì)量。此外，工件裝夾后懸掛在溶液中的凹入部位會(huì)否產(chǎn)生窩氣等問題也要予以考慮。

2.3　防止工件裝夾變形

夾具非同掛具，夾具有一定的彈性。裝夾變形的工件時(shí)尤需注意，應(yīng)避免用力過猛導(dǎo)致工件變形。

2.4　防止裝夾過松

當(dāng)工件裝夾過松時(shí)，夾具與工件之間的電流會(huì)時(shí)通時(shí)斷，在這種情況下很可能把工件燒毀。

2.5　逐一裝夾需染色的陽極化件

有些單位對(duì)某些小件采用紗窗布包扎或用其它方法包扎后作陽極氧化處理。這種方法雖在一定場(chǎng)合下可節(jié)省工時(shí)和提率，但只可用于某些質(zhì)量要求不高的本色陽極氧化，即使少量工件在相互遮蓋處無法生成氧化膜，也不易被識(shí)別出來。但對(duì)于需要染黑色的工件，采用此種裝夾方法顯然是不可取的。必須逐一裝夾，保證陽極氧化質(zhì)量。

3　陽極氧化工藝條件的控制

3.1　溶液的溫度與電壓的關(guān)系

在額定的范圍內(nèi)溶液的溫度越低，所需的電壓應(yīng)越高，因?yàn)槿芤簻囟容^低時(shí)氧化膜生成速度較緩慢，膜層較為致密，為獲得一定厚度的氧化膜，陽極氧化過程需升高電壓。當(dāng)溶液的溫度較高時(shí)，氧化膜的溶解速度加塊，且生成的氧化膜是疏松的，此時(shí)降低電壓能適當(dāng)改善氧化膜的質(zhì)量。

3.2　陽極氧化溶液的溫度與時(shí)間的關(guān)系

溶液的溫度越低，所需的陽極氧化時(shí)間應(yīng)越長(zhǎng)。因?yàn)槿芤簻囟容^低時(shí)氧化膜的生成速度緩慢。溶液的溫度升高時(shí)則氧化膜的生成速度加快。此時(shí)要縮短陽極氧化時(shí)間，否則由于氧化深圳氧化加工深圳氧化加工膜的外層電阻加大而導(dǎo)致膜層溶解，出現(xiàn)工件尺寸的改變、表面粗糙掉膜的現(xiàn)象。

以上措施只是在既無降溫設(shè)備，又無加溫裝置的條件下采取的應(yīng)急措施。

4　染黑色溶液的配方與配制過程

4.1　配方及工藝條件

酸性毛元 ATT　　　　　　　　　20～30g/L酸性湖藍(lán)　　　　　　　　　　　　　   2～3g/L溫度　　　　　　　　　　50～70℃時(shí)間　　　　　　　　　　　　　　  10～15minpH　　　　　　　　　   3～3。5（或4。5～5。5）

4.2煮沸溶液，促使染料溶解完全，保證無疙瘩。待溶液冷卻后用濾紙過濾，濾去不溶物微粒及液面上漂浮的油狀物質(zhì)。較后測(cè)量pH值，用冷醋酸或氨水調(diào)整至工藝要求。

5　染色過程應(yīng)注意事項(xiàng)

5.1　加強(qiáng)染色前的沖洗

工件由陽極氧化槽中取出后要充分沖洗，特別是工件的狹縫，盲孔等處，否則殘余的酸、堿在染色過程中會(huì)緩慢流出來，使染色溶液的pH值偏離正常范圍，并使殘留酸堿部位表面的色澤與潔凈部位有明顯差別，甚至腐蝕氧化膜而顯示白色。

5.2　陽極氧化后即染色

工件經(jīng)陽極氧化后要立即染色。若工件陽極氧化后在空氣中暴露時(shí)間過久膜層孔隙即會(huì)縮小，并有可能沾上污物，導(dǎo)致染色困難。若因染色槽過小，需分批染色時(shí)，應(yīng)把待染色件浸泡在干凈的水中。

5.3　染色時(shí)工件不可重疊

染色時(shí)工件不可重疊，尤其是平面部位，否則由于重疊部位被遮蓋而形成陰陽面。

5.4　加強(qiáng)染色后的沖洗

工件表面若不沖洗干凈，留有殘余顏料將會(huì)污染組合件。

6　清理工作注意事項(xiàng)

6.1　小心拆卸工件

拆卸夾具時(shí)嚴(yán)防工件被劃傷，否則會(huì)出現(xiàn)道道白痕，應(yīng)松動(dòng)夾具讓工件自由脫落，不可以在夾具未松開之前硬拉工件。

6.2　工件干燥方法

先將工件孔眼內(nèi)的水份甩干凈，以免殘余水份污染工件表面。干燥方法以毛巾擦干為好，楷擦過程中還能把因鋁材材質(zhì)或操作工藝問題引起的表面浮霜一起楷擦干凈。

6.3　包裝要求

包裝選用軟質(zhì)，干凈紙為好，且逐個(gè)包裝以防互相擦毛。

7　染黑色溶液的維護(hù)與保養(yǎng)

染黑色溶液的維護(hù)與保養(yǎng)工作主要是維護(hù)溶液的pH值。據(jù)有關(guān)資料介紹，酸性ATT染料是由不同擴(kuò)散性能的酸性藍(lán)黑10B 和酸性橙Ⅱ組成。當(dāng)染色液的pH值在5～6或3～3。5范圍時(shí)，酸性橙Ⅱ和酸性藍(lán)黑10B的吸收作用都比較好，被氧化膜吸收的量也較大，膜層中兩種染料的量符合配比要求，所獲色澤呈正常的黑色。而當(dāng)pH 值在4左右時(shí)，氧化膜層吸收酸性橙Ⅱ的作用增大，吸收量也就自然增加，膜層中的酸性橙Ⅱ大于正常配比，因而色澤顯現(xiàn)帶紅色。當(dāng)pH值回復(fù)到3～3。5或5～5。5范圍后，則氧化膜層對(duì)酸性橙Ⅱ的吸收量又會(huì)回落，染色工件又呈正常的黑色，據(jù)此，染黑色液的pH值的準(zhǔn)確控制是很重要的。

技術(shù)丨鋁型材陽極氧化封孔工藝優(yōu)化與維護(hù)-惠州富坤陽極氧化有限公司

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(gè)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(shí)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→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽極氧化→二次水洗→封孔→二次水洗；

一、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(shí)，隨著硫酸濃度的增大，陽極氧化過程中硫酸對(duì)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(shí)間需要適當(dāng)延長(zhǎng)。一般情況下，硫酸濃度超過185g/L即對(duì)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)。

二、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、AlF3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(duì)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(duì)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。

三、氟離子溶度優(yōu)化：氟離子對(duì)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(shí)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NH4HF2，一則易造成槽液老化；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。

四、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(shí)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(shí)，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。

五、封孔溫度優(yōu)化：溫度太低時(shí)，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(shí)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℃以上才能正常封孔。依生產(chǎn)實(shí)踐，當(dāng)封孔溫度低于25℃或高于35℃均會(huì)出現(xiàn)封孔不良。

六、封孔時(shí)間優(yōu)化：封孔先做的部位是氧化膜膜口處，隨時(shí)間增加，逐漸深入膜孔內(nèi)部從而完成封孔，在整個(gè)封孔過程中，前半段時(shí)間封孔速度快，后半段時(shí)間封孔速度慢。

依生產(chǎn)實(shí)踐，白料、噴砂料、色料封孔時(shí)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(shí)間，尤其是古銅料和黑料，雖然氧化膜膜底會(huì)沉積3-8UM著色微粒，但過短的封孔時(shí)間會(huì)造成脫色黏膠危險(xiǎn)。封孔時(shí)間稍長(zhǎng)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(shí)間。由于現(xiàn)代添加劑的發(fā)展，目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間（30分鐘）封孔不起灰的封孔劑，這對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)十分有利。

七、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(shí)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(guó)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(shí)間即會(huì)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60-80℃；時(shí)間1um/min；熱水洗溫度對(duì)表面質(zhì)量影響比較明顯，過高的陳化溫度會(huì)起灰。

陽極氧化處理后的氧化層怎樣去除

1.噴砂處理：鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好，噴砂處理的壓力要比非gui金屬者較小，一般控制在0.45Mpa以下。因?yàn)?，噴射壓力過大時(shí)，砂粒沖擊鈦表面產(chǎn)生激烈火花，溫度升高可與鈦表面發(fā)生反應(yīng),形成二次污染，影響表面質(zhì)量。時(shí)間為15~30秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結(jié)層和部分和陽極氧化層即可。其余的表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)宜采用化學(xué)酸洗的方法快速去除。

2.酸洗：酸洗能夠快速完全去除表面反應(yīng)層，而表面不會(huì)產(chǎn)生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于鈦的酸洗，但HF—HCl系酸洗液吸氫量較大，而HF—HNO3系酸洗液吸氫量小，可控制HNO3的濃度減少吸氫，并可對(duì)表面進(jìn)行光亮處理，一般HF的濃度在3%~5%左右，HNO3的濃度在15%~30%左右為宜。

3．化學(xué)拋光：化學(xué)拋光是通過金屬在化學(xué)介質(zhì)中的陽極氧化還原反應(yīng)而達(dá)到整平拋光的目的。其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)拋光與金屬的硬度、拋光處理面積與結(jié)構(gòu)形狀無關(guān)，凡與拋光液接觸的部位均被拋光，不須特殊復(fù)雜設(shè)備，操作簡(jiǎn)便，較適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鈦義齒支架的拋光。

4．電解拋光：又稱為電化學(xué)拋光或者陽極溶解拋光，由于鈦的電導(dǎo)率較低，陽極氧化性能極強(qiáng)，采用有水酸性電解液如HF—H3PO4、HF—H2SO系電解液對(duì)鈦幾乎不能拋光，施加外電壓后，鈦陽極立刻發(fā)生陽極氧化，而使陽極溶解不能進(jìn)行。

鋁合金為什么需要表面氧化處理？

鋁及鋁合金表面氧化是鋁制品加工過程中較為重要的表面處理工藝。

經(jīng)化學(xué)氧化杜理獲得的氧化膜，厚度一般為0.3～4um，質(zhì)軟、耐磨和抗蝕性能均低于陽極氧化膜．所以，除有特殊用途外，很少單獨(dú)使用．但它有較好的吸附能力，在其表面再涂漆，可有效地提高鋁制品的耐蝕性和裝飾性。經(jīng)陽極氧化處理獲得的氧化膜，厚度一般在5-20v m，硬質(zhì)陽極氧化膜厚度可達(dá)60- 2500m．其膜層還具有似下特性：

(1)鋁加工的硬度較高。純鋁氧化膜的硬度比鋁合金氧化膜的硬度高．通常，它的硬度大小與鋁的合金成份、陽極氧化時(shí)電解液的工藝條件有關(guān)．陽極氧化膜不僅硬度較高，而且有較好的耐磨性．尤其是表面層多孔的氧化膜具有吸附潤(rùn)滑劑的能力，還可進(jìn)一步改善表面的耐磨性能．

(2)鋁加工的有較高的耐蝕性．這是由于陽極氧化膜有較高的化學(xué)穩(wěn)定性．經(jīng)測(cè)試，純鋁的陽極氧化膜比鋁合金的陽極氧化膜耐蝕性好．這是由于合金成分夾雜或形成金屬化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不連續(xù)或產(chǎn)生空隙，從而使氧化膜的耐蝕性大為降低．所以，一般經(jīng)陽極氧化后所得的膜必須進(jìn)行封閉處理，才能提高其耐蝕性能。

(3)鋁加工有較強(qiáng)的吸附能力。鋁及鋁合金的陽極氧化膜為多孔結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的吸附能力，所以給孔內(nèi)填充各種顏料、潤(rùn)滑劑、樹脂等可進(jìn)一步提高鋁制品的防護(hù)、絕緣、耐磨和裝飾性能．

(４)鋁加工有很好的絕緣性能．鋁及鋁合金的陽極氧化膜，已不具備金屬的導(dǎo)電性質(zhì)，而成為良好的絕緣材料．

(5)絕熱抗熱性能強(qiáng)．這是因?yàn)殛枠O氧化膜的導(dǎo)熱系數(shù)大大低于純鋁·陽極氧化膜可耐溫15001C左右，而純鋁只能耐660℃．好綜上所述，鋁和鋁合金經(jīng)化學(xué)氧化處理，特別是陽極氧化處理后，在其表面形成的氧化膜具有良好的防護(hù)一裝飾等特性．因此，被廣泛應(yīng)用于航空、電氣、電子、機(jī)械制造和輕工工業(yè)等方面。