3.4.2 氧化電壓
氧化時(shí)的初始電壓對(duì)氧化膜的結(jié)構(gòu)影響很大。電壓較高，所得氧化膜的孔徑增大，孔隙率減小；電壓過高，使鋁制件的棱角邊緣處易被嚴(yán)重?fù)舸译娏饕矔?huì)過大，致使膜層十分粗糙，因此陽極氧化開始時(shí)，電壓應(yīng)逐步升高，軟升時(shí)間T2為90s為宜。在氧化過程中，電壓V1波動(dòng)只允許1～2 V。而斷電時(shí)電壓V2大小往往被人忽視，在生產(chǎn)純黑色時(shí)斷電電壓大小也較為重要，若偏高則影響顏色的均一性，偏低在通電著色時(shí)易出現(xiàn)氧化膜剝落，設(shè)定在8～10V之間是較為合適的。氧化通電示意圖如圖2所示。
圖2 氧化通電示意圖
Fig.2 The standard oscillogram of anodic oxidation
3.4.3 氧化膜厚度
氧化膜厚度一般為13～18μm為宜，對(duì)于著純黑色，雖然著色顆粒沉積深度只有4～5μm，但如果著色顆粒離表面太淺，對(duì)光線衍射作用弱，顏色就會(huì)趨向于沉積金屬的灰黑本色。而氧化膜太厚，則膜內(nèi)易捕集灰色Mg2Si強(qiáng)化相，而影響著色。
3.4.4 槽液溫度
槽液溫度的高低會(huì)直接影響膜孔的大小，要生產(chǎn)純黑色，就必須確保單位面積內(nèi)的沉積量。在氧化溫度低于l8℃時(shí)，一般難以得到黑色，陽極氧化槽液溫度應(yīng)控制在21～22.5℃ ，最高應(yīng)不超過23.5℃。否則在后續(xù)工序湯洗及
電泳涂裝時(shí)容易褪色。
3.5 著色工藝條件
3.5.1 槽液成分
單鎳鹽著色的優(yōu)點(diǎn)是不需要添加劑，著色均勻。但和錫鹽著色一樣，著純黑色槽液的金屬鹽濃度較生產(chǎn)古銅色的適當(dāng)高些，硫酸鎳（NiSO4.6H2O）的質(zhì)量濃度一般不低于140 g/L，
硼酸的質(zhì)量濃度不低于35g/L,硫酸濃度要適當(dāng)?shù)托蛩釢舛雀咭讓?dǎo)致著色顆粒以疏松的形式沉積于氧化膜孔的外層及表面，外觀呈現(xiàn)黑中帶灰。為了降低槽液的酸度，可采用無氧化膜的光料通電除氫離子。
3.5.2 著色電壓與時(shí)間
單鎳鹽著色是利用整流器高速轉(zhuǎn)換電源極性，改變型材的
陽極氧化膜的極性，從而使鎳離子沉積著色。它通電采用的波形如圖3所示。正極通電為活化氧化膜層，負(fù)極通電負(fù)責(zé)著色。要生產(chǎn)出純黑色表面的
鋁材產(chǎn)品，不能單純提高電壓延長通電時(shí)間，因?yàn)槟宇伾S著色電壓升高而變深。這是由于膜微孔中沉積的金屬相對(duì)含量隨電解著色電壓升高而增加。但當(dāng)電解著色電壓過高時(shí)，著上的顏色較深易剝落，不穩(wěn)定，且在著色的過程中有氣泡產(chǎn)生。電壓低、時(shí)間長時(shí)又會(huì)因膜層起不到有利的活化作用而生產(chǎn)不出純黑色。因此，通電波形設(shè)定極為重要,在生產(chǎn)實(shí)踐中可利用不同的波形合并使用，如表3所示。
T－浸泡時(shí)間 ST+－正電壓軟升時(shí)間 ST-－負(fù)電壓軟升時(shí)間
V+－通電正電壓 V-－通電負(fù)電壓 n－波形重復(fù)次數(shù)
圖 3 著色波形示意圖
Fig.3 The sketch map of the coloring oscillogram
|
參數(shù) |
T/s |
ST+/s |
T+/s |
V+/v |
ST-/s |
T-/s |
V-/v |
n |
|
波形一 |
30 |
4 |
6 |
20 |
25 |
75 |
18.5 |
2 |
|
波形二 |
0 |
6 |
8 |
20 |
14 |
50 |
18.0 |
8 |
表3 著色波形工藝參數(shù)表
Table 3 The coloring oscillogram parameters
波形重復(fù)的次數(shù)不宜過多，因?yàn)檎妷撼^氧化電壓，所形成具有整流作用的復(fù)合性氧化膜會(huì)反復(fù)擊穿破壞膜針孔結(jié)構(gòu)，金屬沉積在試樣表面，并不在針孔中，同時(shí)會(huì)造成氧化膜剝落。
3.6 電泳涂裝工藝條件
電泳涂裝是珍珠黑色型材能否呈現(xiàn)亮麗光澤的重要工序。首先要穩(wěn)定槽液成分，如固形份、電導(dǎo)率、胺克分子比及PH等。同時(shí)也必須確保漆膜厚度適當(dāng)，厚度過高易產(chǎn)生橘皮，厚度低無光澤，一般應(yīng)控制在7～9μm為宜。另外電壓不宜過高，純黑色表面漆膜的針孔視覺感容易放大，因此電壓較香檳與古銅色要低，控制在70～80V為宜。電泳涂裝工藝條件參數(shù)如表4所示。
表 4 電泳涂裝的工藝參數(shù)表
Table 4 The process parameters of electrophoretic coating
|
項(xiàng)目 |
控制范圍 |
|
液溫℃ |
18～24 |
|
固形分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） |
6.0～8.0 |
|
PH |
7.8～8.3 |
|
電導(dǎo)度μS/CM |
460～660 |
|
胺值／mg |
27～35 |
|
酸值／mg |
22～28 |
3.7 成品包裝的質(zhì)量要求
由于珍珠黑型材表面具有特殊的鏡面折光，檢驗(yàn)與包裝時(shí)工作人員均必須佩戴手套，否則容易留下手印，雖可擦除，但影響產(chǎn)品的表面外觀光澤效果。
4. 結(jié)語
珍珠黑色鋁合金型材生產(chǎn)工藝技術(shù)比較復(fù)雜，它不單要精確控制氧化、著色、電泳涂裝等各工序的工藝技術(shù)參數(shù)，還必須確保擠壓型材的優(yōu)良質(zhì)量狀況。只有嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝參數(shù)，才能提高并穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的珍珠黑色鋁合金型材。
參考文獻(xiàn)：
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表面處理技[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[3] 王祝堂，田榮璋，鋁合金及其加工手冊(cè)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2000
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