铝型材电解着色中颜色不均怎么办?
电解着色颜色不均的原因有6点:
(1)阳极氧化后水洗不充分或者长时间的水洗;
(2)用异常的水质进行水洗;
(3)点解着色预浸时间短;
(4)着色液质不好(PH异常、混入杂质)
(5)搅拌不够或过度;
(6)着色后的水洗水的PH异常。
对策:
(1)调整好阳极氧化后的水洗时间;
(2)选好水洗水的质量;
(3)延长预浸时间;
(4)配制好着色液浓度,调整好PH值,除去杂质;
(5)重新确定搅拌条件和循环条件;
(6)调整着色工序后的水洗水的PH值。
1、挤压模具设计不合理,模具设计应能使进料充分的揉合,否则容易出现亮(暗)等缺陷,同一根型材上都可能出现分色;同时,模具状态及型材表面的挤压纹等也影响氧化着色。
2、挤压温度、挤压速度、冷却方式等对挤出型材表面状态和组织均匀性的影响。挤压温度、速度、冷却方式及冷却时间不同,使型材组织不均一,也会产生色差。
3、阳极氧化工艺问题温度,阳极氧化对电解着色的色差有很重要的影响,尤其是在立式氧化线生产过程中很容易出现两头色,立式氧化槽深大约7.5m,上下槽液容易产生温差,温度对阳极氧化有重要的影响,温度高,氧化槽液对氧化膜的溶解加剧,多孔型阳极氧化膜表面的孔径会加大,反之,多孔型阳极氧化膜表面的孔径较小。并且,温度高,阳极氧化膜的孔隙率较高,反之较低。
4.导电性,导电性对氧化膜有影响,也会引起着色料产生色差,该问题主要是在卧式生产线容易出现,主要是由于工业铝型材氧化坯料在氧化前的上排过程中,钳料不紧,导致个别料导电不良,从而使得其氧化膜相对有所不同,再经着色后,就会产生色差。
5.电流分布能力,槽液的电流分布能力主要与槽液的导电性、极化度有关。着色液中含有一定的导电盐,主要是为了提高着色液的导电性,当导电盐补加不及时,导电能力下降,电流分布能力下降,就会引起色差。另外着色液中的添加剂会产生特性吸附,从而增加极化度,该物质消耗过多,会使电解液的极化度减小,电流分布能力下降,也会引起色差。在实际生产中,不仅要提高槽液的导电性,还要保证导电杆,铜座有良好的导电能力,导电不良会引起电力线分布不均匀,产生色差。
阳极氧化之后,氧化膜的膜孔中残留有硫酸溶液,因此,染色之前必须将铝制品彻底清洗干净。避免给染色槽带人杂质离子,尤其是磷酸根离子、氟离子等,在染色槽之前设立纯水清洗,并且要对水质进行监控是十分必要的。清洗三道:最后一道清水水质要求:纯净水或去离子水 PH值:7-8 时间:1-2分钟 温度:常温 3.2.2 染色槽的配制
在染色所用的染料中,大多数是有机染料,有机染料容易发霉。为有效地防止槽液发霉,配制槽液前,可以用漂白粉,苯酚一类的药物将槽体消毒。配制槽液时,加人防霉剂可以有效地延长染色液的使用时间。槽液配好之后要存放数小时,才能投入使用,为保证ph值稳定,可以加入醋酸——醋酸钠缓3.2.3 染色过程控制
(1)温度染色过程中,染色速率随温度的升高而加快,因此,染一定深度的颜色所需的时间随温度升高而缩短。同时,槽液温度上升,同步封孔也会加快,如果温度过高,同步封孔过快,在染料分子还未有足够量吸附在膜孔中,染料的积聚就会因氧化膜的膜孔闭合而中止,无法达到要求的深度,而相对较低的温度下染色,可以染出更深的颜色,但相应的时间要长,因而,针对不同的色泽要求,可以适当调整染色温度,避免染色时间过长或过短。 (2)染料浓度根据吸附定律,在一定工作条件下,染料在阳极氧化膜上的吸附量随着染料浓度的提高而增大。不过,这一规律只在氧化膜本身还具有吸附能力时适用。对于不同深度的颜色,染料浓度也应作相应调整,在最初配制槽液时,尽可能配制较低浓度的溶液,随着生产的进行,染料不断地消耗,要不断补充消耗的部分,补充时要少量多次。如果对染料进行浓度测定,要考虑杂质离子的影响,实际的有效浓度跟检测可能有较大差别,因此,要定期对染色槽的实际染色力进行对比检测。为保证稳定的染色力,生产一段时间后,可以部分的更换或调整槽液。 (3)时间跟电解着色一样,当其它条件不变时,颜色随时间的延长逐渐加深,一般情况,当氧化条件确定,染色液浓度、温度等确定。我们只有通过调整染色时间以获得客户要求的颜色深度,如果染色时间太短就已获得所要求的颜色,这存在两点弊端,一是上色太快,要获得均匀一致的颜色不容易;二是上色太快,所获得的颜色耐侯性不够。染色时间太长,或者无论染多长时间都不能获得要求的颜色深度,此时我们要考虑氧化膜是不是太薄或者染料浓度太低。 (4)ph值一般要求ph值是5~6,稳定的ph值对染色非常重要,对混合染料尤其如此,不同的ph值,可能会有不同的色调,为加强ph值的稳定性,在配制槽液时加入缓冲溶液是一种可行的办法,同时要加强染色前的水洗,避免带人酸性物质。3.2.4 染色后水洗染色之后,要将铝制品进行水洗,以除去附在铝制品表面的浮色,此时要注意水洗槽的水质,因为染料分子与氧化膜的结合是可逆的,当水中存在较多杂质离子时,会促使染料分子与氧化膜分离进入水中,此时就表现出褪色,这种褪色往往是不均匀的,最终导致同一支料上产生色差。3.2.5封孔封孔处理是阳极氧化不可缺少的一部分,在氧化染色后,唯有进行封孔处理才能保证染色膜的原有颜色,封孔工艺可以有多种,蒸气封孔、热水封孔、中温封孔都是不错的选择,部分染料还可以选择冷封孔工艺。封孔后可能会因为褪色而使颜色较封孔前略为变浅3.2.6清水最后一道清水必须是去离子水或纯水,如过纯水前清洗效果很好,最后过一道纯水就可以进入干燥工序了,而且效果也会很好。3.2.7干燥一般生产量不是很大的情况下,可以用洁净的空气吹干,如不能保证空气的洁净度,是不可取的。 在硬件具备的条件下,可以使用流水线烘干,可以先吹(在保证空气的洁净度的前提下)表面的水迹,再在60-70℃的温度下,烘干15分钟,可以达到烘干老化的效果。4.0检验4.1 简易检察方法:4.1.1.观 颜 色:已生成氧化膜的纯铝表面呈乳白色,铸铝、杂铝呈灰黑色。未生成氧化膜的表面呈透明的亮白色,有的表面还附有粉红或灰黑的挂霜。4.1.2.测 电 阻:已生成氧化膜的检测时有电阻,常压下不导电;未生成氧化膜的检测时导电。4.1.3.划 痕: 已生成氧化膜的表面很硬,用针划时打滑,无划痕。未生成氧化膜的表面很软,用针划时有阻力和划痕。4.1.4.听声:已生成氧化膜的敲打时发出清脆声。未生成氧化膜的敲打时发出闷声。4.1.5.着色检验:已生成氧化膜的在染料溶液中能很快染上色。未生成氧化膜的在染料溶液中染不上色。4.2. 常规检测:4.2.1 外观:无白斑、水印、流痕、夹缝或盲孔内无残液、氧化前划伤目视不明显的可接受(具体根据客户要求检查)、氧化后的划伤不允许有4.2.2 颜色:比对样板不可有明显的差异,同一套产品的配件不可颜色差异。4.2.3 纹理效果:同一位置的配件纹理必须一致。4.2.4 膜厚:5—20um4.2.5 盐雾试验:阳极氧化—248H,化学氧化—168H4.2.6附 着 力:3M胶纸无掉膜或掉色现象。分类缺点项目标准缺陷判定A面B面C面检验工具数量C RIMAJMIN备注外观颜色△E<0.3△E<0.3△E<1.0目视/分光仪批量≤ 500pcs 抽 1-3pcs:批量≥500pcs 抽3-6pcs:V 纹理效果参照样板无差异目视V 水印不允许不允许不允许目视V 白斑不允许不允许不允许目视V 手印不允许不允许不允许目视V 划/碰伤不允许不允许 目视 V 毛边不允许不允许 目视 V 挂灰不允许不允许不允许目视V 尺寸参照样板无差异卡尺V 信耐测试膜厚导电氧化:1.5-3um;阳极氧化:8-20 um膜厚仪批量≤ 500pcs 抽 1-3pcs:批量≥500pcs 抽3-6pcs V 盐雾导电168H 阳极240H盐雾机V 导电导电氧化必须导电;阳极氧化不导电或电阻无穷大万用表 V 耐晒度室内:6H 室外:8H 无变化户外曝晒试验 V 擦拭测试用湿布条擦拭产品表面50次无掉色湿布条V 注:膜厚:可以采用平均氧化膜厚度表示,但在任何时候都不允许氧化膜的最小局部膜厚低于最小平均膜厚的80%级别最小平均膜厚,μm最小局部膜厚,μmAA5 5 4AA10 10 8AA15 15 12AA20 20 16AA25 25 204.3国际标准及方法对照标准号标准名称等效采用国际标准ISO标号GB8015.2-87铝和铝合金阳极氧化膜厚度的试验方法 分光束显微法2128-1976GB8752-88铝及铝合金阳极氧化 薄阳极氧化膜连续性的检验 硫酸铜试验2085-1976GB8753-88铝及铝合金阳极氧化 阳极氧化膜封闭后吸附能力的损失评定 酸处理后的染色斑点试验2143-1981GB8754-88铝及铝合金阳极氧化 应用击穿电位测定法检验绝缘性2376-1972GB/T12967.3-91铝及铝合金阳极氧化 氧化膜的铜加速醋酸盐雾试验(CASS试验)3770-1976GB11110-89铝及铝合金阳极氧化 阳极氧化膜的封闭质量的测定方法 导纳法2931-1983GB/T12967.1-91铝及铝合金阳极氧化 用喷磨试验仪器测定阳极氧化膜的平均耐磨性8252-1987GB/T12967.2-91铝及铝合金阳极氧化 用轮式磨损试验仪器测定阳极氧化膜的耐磨性和磨损系数8251-1987 以上检测项目和参数都是以国标常规检测为准则,在客户无要求的情况下可以作为标准,如需更改当以客人要求为标准。5.0铝氧化染色不良分析5..1、染不上色 5.1.1分析原因和改善方案:1、阳极氧化膜厚不足。解决的办法是检查阳极氧化工艺是否规范,看温度,电压,导电等因素是否稳定,若有异常,请相应调整规范之,若无异常,可适当延长氧化时间,保证膜厚达标。 2、染液pH值太高,此时,可用冰醋酸将pH值调至规范值。 3、氧化后工件在水槽中放置时间太久。提倡及时染色,如果这种情况已经发生,可将工件放在阳极氧化槽中或硝酸中和槽中适当活化处理后再进行染色,效果会很好。 4、选用染料不当。需选用合适染料。 5、染料已分解或霉变,此时需更换染料。 6、氧化温度过低,导致皮膜致密。可适当提高氧化温度。 7、导电不良。可能阳极铜杆或阴极铅板接触不良所示批量导电不良。注意清洗阳极铜杆及阴极铅板,保证接触良好。 5..2、白点、露白 1、水洗不干净,应加强水洗。 2、水洗所用的水太脏,易污染皮膜,此时应更换水,保证水洗质量。 3、氧化皮膜受到空气中烟尘,酸、碱雾的污染。加强水洗,及时染色,及时转移可大幅度减轻此症状。 4、氧化膜受到油污、汗渍的污染。必须加强防护,不可用手触摸工件的外观面。 5、染液内有不溶解的杂质,受油污染,破坏正常染色,此时应过滤或更换染液。 6、工件缝隙、深孔中有残酸流出,对这类工件要加强水洗。 7、染液受到Cl-污染,致染色工件发生点腐蚀,此时必须更换染料,平时应注意避免在操作过程中引入杂质离子。 5.3、色浅、色差 1、皮膜厚度不均。可能原因是阳极氧化槽液温度、浓度不均,应对槽液进行压缩空气搅拌,大幅度解决此类问题。 2、染液温度或浓度不均。引入搅拌工艺。 3、染色速度过快。工件底部先进入染液中而最后离开染液,因此底部最易染深。解决的办法是调稀染料,适当延长染色时间。 4、导电不良。可能挂具松动造成,注意挂紧可避免此类问题。 5、染料太稀,可添加染料,提高浓度。 6、染液温度太低。可给染液加温至60℃以下。 7、染料溶解不当,或有不溶染料飘浮,此最易产生色差。解决的办法是改进染料溶解。 5.4、染色发花,逃色 1、染液pH值偏低,可用稀氨水调到规范值。 2、清洗不干净。应加强水洗。 3、染料溶解不完全,加强溶解致完全溶解。 4、染液温度太高,降低温度。 5、氧化膜孔隙小,原因是氧化温度太低,抑制皮膜被硫酸溶解,可适当调高氧化温度避免此问题。 6、染色上色太快,而染色时间太短,可调稀染液,降低染色温度,适当延长染色时间。 7、封孔温度太低,加温解决。 8、封孔液pH值太低,用稀氨水调高到规范值。 9、染色表面易擦掉。主要原因是皮膜粗糙,一般是氧化温度太高所致。应注意控制好氧化温度在规范范围之内 5.5 夹具分析:(设计理念)保证电流流通:夹具要有一定的横截面积。一定截面的夹具也就有足够的弹力和夹紧力,使工件与夹具保持良好的接触,保证所夹工件阳极氧化时所需电流正常流通。避免因接触不良产生热量而烧毁工件。保证阳极氧化质量:同时要考虑装夹位置的合理性,因为其他原因可能出现的异常现象。夹具材料的选择:制作夹具以选择硬质铝材为好,硬质铝材弹性好,紧固耐用防止工件装夹变形:夹具非同挂具,夹具要有弹性。装夹变形的工件时尤需注意,应避免用力过猛导致工件变形防止装夹过松:当工件装夹过松时,夹具与工件之间的电流会时通时断,在这种情况下很可能把工件烧毁定
铝电解着色,几乎可以着任何一种颜色,就看你在着色工艺中的色料选择与调配了。
请看下图:左面两块是只氧化未着色的铝板,呈现出柔和的乳白色;右面两块是氧化后又着成黑色的铝板。这两块着黑色铝板中,其中有一块发暗紫色,不太黑,那是因为氧化时液温过高所致。因此说,铝氧化着色工艺,除了对氧化液配方、电压电流值要求在规范内,对于槽液温度也应控制在规定范围之内。像现在这个天气,早上和下午的气温相差很大,不要以为早上刚上班时几槽产品都合格,一天就可以不注意液温了,未设制冷装置的氧化设备,当液温过高时,只能停歇一段时间令温度降下来再干。
在我国,铝氧化着色工艺,尽管早就是一个成熟工艺了,但对于新手还是要学很多东西的。若欲取得良好稳定的着色质量,绝非在网上轻易问问、答答就能解决问题的。
1、铝合金阳极处理是指阳极氧化铝,是在铝及铝合金表面镀一层致密氧化铝,为了防止其进一步氧化。其原理是阳极效应:是指阳极和电解质之间电流的传输受到抑制而产生的阻塞现象。
2、阳极氧化铝生产工艺
(1)机械抛光;
(2)化学处理去掉某些合金表面的铜成分;
(3)清洗去油;
(4)放入稀硫酸中作为阳极进行通电,生成表面氧化层;
(5)染色;
(6)固定。
扩展资料:
主要性能:
阳极氧化可显著改善铝合金的耐蚀性能,提高铝合金的表面硬度和耐磨性,经过适当的着色处理后具有良好的装饰性能。
铝及其合金阳极氧化膜着色技术可分为3 种:化学染色、电解着色及电解整体着色。化学染色是利用氧化膜层的多孔性与化学活性吸附各种色素而使氧化膜着色,根据着色机理和工艺可分为有机染料着色、无机染料着色、色浆印色、套色染色和消色染色等。
电解着色是将阳极氧化后的铝及其合金在含有金属盐的水溶液中进行交流电解,在氧化膜多孔层的底部沉积金属、金属氧化物或金属化合物,由于电沉积物对光的散射作用而呈现各种色彩。
电解整体着色指铝及其合金在阳极氧化的同时被着色,其特点是氧化与着色一步完成,着色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。电解整体着色又分为自然发色、电解发色和电源发色法,其中电解发色占主导,自然发色次之,电源发色正在开发中。
参考资料来源:百度百科-阳极氧化铝
参考资料来源:百度百科-阳极效应
(1)因电解液中或材料合金中的铁、硅等掺入氧化膜中而产生;
(2)由于不适应的阳极氧化条件,即低温电解、高电流密度点解,异常厚膜而产生。
对策:
(1)降低合金、电解液中铁、硅的浓度;
(2)选择适当的阳极氧化条件。
1前言
在铝合金产品应用中,黑色是一种重要的常见色调。它不仅可作大方典雅的表面装饰色,还是铝合金制备吸热材料、光学材料和零部件时必不可少的颜色。铝合金着黑色有较大的市场需求。目前铝合金着黑色多采用传统的电解着色和硬质阳极氧化着色法,耗电量大,需专用设备及工夹具,不适用于超小型工件及结构复杂的工件。采用一种化学氧化着黑色的新技术,通过两步氧化着色,得到了结合力好、耐蚀性强、颜色鲜艳美观的铝合金黑色氧化膜。
2实验部分
2.1实验过程
铝合金两步法氧化发黑工艺流程:
工件→化学脱脂+超声波→碱蚀→酸蚀出光→化学氧化→发黑→封闭→干燥→成品
2.1.1前处理
(1)化学脱脂
用60~65℃碱性化学脱脂液处理工件约2 min,除去工件表面的油污,以保证碱蚀均匀,防止工件产生花斑。其脱脂液配方如下:
NaOH5~6 S/L
Na2CO320~25 g/L
Na3PO4•12H2O10~15 g/L
表面活性剂1 g/L
(2)碱蚀
在60℃的NaOH(ρ(NaOH)=40~50g/L)溶液中碱蚀l~2min,以除去工件表面残存的自然氧化膜及变质合金层,并调整基体表面,使之均匀一致。为了减少腐蚀过程中沉淀的氧化铝絮凝物,可采用柠檬酸铵(ρ=10g/L)作为螯合剂。
(3)酸蚀出光
用H2SO4和HNO3体积浓度分别为15~20 mL/L、3~5 mL/L的酸蚀液中和残留碱,同时溶去挂灰附着物,使工件露出光洁的活性表面。
2.1.2氧化着色
氧化着色分两步,第1步采用传统的铬酸盐氧化工艺,对经前处理的工件及时进行化学氧化,以免再次污染或生成新的自然氧化膜,其工艺规范如下:Na2CrO418
g/L
Na2CO45 g/L
NaOH4g/L
Na3PO48g/L
θ60~70℃
t10 min
经该步处理,可得到耐蚀性基本达标的氧化膜。
第2步为对经氧化处理的工件着黑色。该步工艺配方采用某过渡金属化合物A为着色剂,KMnO4为氧化剂,NiSO4为催化剂,并加HNO3调节pH值为5左右。工件在80~90℃处理约8min即可。
2.1.3封闭
可采用水解盐法进行封闭,在已形成的发黑膜孔隙中产生氢氧化物沉淀,将微孔堵塞。经封闭可进一步提高耐蚀性,增加光泽度。水解盐法封闭工艺规范如下:
NiSO4 4~5 9/L
NaAc•3H2O4~6g/L
CoSO4•7H2O0.5~0.8g/L
H3BO34~5 9/L
pH值4~6
θ80~85 ℃
t15~20 min
2.2膜层主要性能评价指标
因采用两步氧化成膜,该配方在较大试验范围内均可得到耐蚀性好的氧化膜,故确定正交评分及检验标准时着重选用了膜层色度、均匀度、附着力三个指标(见表1)。表中,均匀度由显微镜(100目)观察,用同样面积内膜上小坑或突起的多少计分;附着力以脱脂棉力度均匀地擦拭膜表面至露基底的次数计分。综合评分z由公式计算。
3结果与讨论
3.1各因素对着色效果的影响
经初步试验,选取了影响着黑色效果的4个主要因素:着色剂A质量浓度,KMnO4质量浓度,着色温度,着色时间。采用L9(34)正交表进行正交试验优选,并固定NiSO4质量浓度为2g/L,各配方均用HNO3)调节pH值为5。
以正交试验的结果作极差分析,绘制极差分析图见图1。由图可知,着色剂A用量对色度及附着力均有较大影响,用量大有利于提高膜层整体性能;KMnO4浓度有一最佳值,用量过高膜层各项指标反而有所下降;着色温度可在一较大范围内波动,易于操作控制。
3.2最佳工艺条件
根据正交试验极差分析结果,综合进行单因素试验的结果,得到了最佳工艺条件。
着色剂A16~18g/L
KMnO48~10 g/L
NiSo42g/L
θ80~85 ℃
pH值4.5~5
t8~10 min
3.3氧化层测试结果
以最佳工艺条件处理铝合金表面,得到了黑色鲜艳、附着力强、平整、光洁、均匀致密的黑色氧化膜,且表面无挂灰。
由膜层表面电镜照片(图2)分析可知,其表面明显为具有高耐蚀性的非晶型结构,膜层均匀致密;由侧面电镜照片(图3)可知该膜层非常均匀,两层氧化膜结合良好。
由电子能谱分析(图4)可知膜层主要成分为Al2O3、MnO2、NiO及另一关键着色成分,质量分数分别为25%、44.5%、13.5%、17%。
对本试验获得的着色工件采用锉刀法评价其结合力,用扁锉呈45。由基体金属向镀层方向锉镀层的边棱,镀层未见揭起或脱落。
4结论
利用该铝合金化学发黑新技术对经碱性铬酸盐氧化液处理后的铝合金化学着色,得到了颜色鲜艳、结合力好、耐蚀性强、有很好的装饰及防蚀效果的黑色氧化膜。且该法耗电量低,设备简单,投资小,操作简便,便于批量生产,尤其适用于形状复杂的铝合金工件表面着黑色,具有较好的应用前景.
目前主要工艺是采用锡—镍混合盐电解着色,生产出的产品颜色以香槟为主,相对于单镍盐着色,锡—镍混合盐电解着色的产品颜色光亮,色调饱满,深受广大客户的喜爱;存在的主要问题是产品存在色差,铝型材生产过程中的挤压工艺和氧化着色工艺的不合理都会导致产品出现色差。