16
4.2 利用盐的水解作用吸附阻化封闭,如无机盐封孔(高温封孔和常温封孔) 水化作用及金属盐的水解作用生成微溶物或不溶物将膜孔堵塞.例如醋酸 镍法,镍离子水解生成氢氧化镍不溶物. 4.3.我司常用的為封孔劑法(熱封和冷封)，染色类产品多采用热封,一般 陽極本色類產品可以應用冷封，但需用時間較長；陽極染色類產品不可使 用冷封作業，因需用時間長，易造成產品脫色不良。 5.封孔槽的主要藥液成份：水、封孔劑。 (药液需加热,温度控制在65℃－80℃) 6.影响封孔的因素: 高温封孔: 药液温度、药液濃度、封孔時間、药液PH值、水质。 微量杂 质会毒化水化反应导致封孔失效,水越纯越好. 藥液PH值不宜过高也不宜过 低,偏高易产生沉着,偏低水化速度慢，最佳5.5-6.5;时间在5-20分鐘之間 (封孔时间根據產品顏色不同而設定)。
陽極處理制程知識簡介
目的:使大家对本公司氧化流程有所了解;对品质不良原因有深层认识. 要求: 对氧化产品不良现象能找到不良原因及纠正措施 内容:1.除油目的及原理； 2.碱蚀,中和目的及原理； 3.阳极目的、原理及皮膜形成过程； 4.染色,封孔目的及原理； 5.常見不良现象,原因分析及改善對策； 課時安排：五課時 陽極類產品工藝流程：脫油---水洗---鹼蝕---水洗---中和(化拋---水洗--中和)---水洗---陽極---水洗---染色---水洗---封孔---水洗---吹水---烘烤 1
9
第三课时 阳极目的、原理及皮膜形成过程
1.阳极目的: 铝材本为活泼金属,易于空气中受氧氧化,使铝材腐蚀,表面较柔软 易受外物撞受伤,使对象毁损.如是之故阳极电解即成为改善铝金属 材料表面的必备工程,铝材经电解产生氧化保护皮膜. 2.硫酸阳极氧化电极反应 铝阳极反应相当复杂,至今有不少问题未弄清楚,.这有两种关点,但 不是定论 早期观点认为阳极上产生的活性氧直接氧化铝 H2O –2e→2H+ + 【O】 2Al + 3【O】→Al2O3 +399cal
14
着色分类：
着色种类 特点及适用范围
化学浸渍着色
包括有机染色和无机盐浸渍着色;该法具有工序少、工艺简单操作性 好、成本低、色种多且色泽艳丽、装饰性好等特点.无机盐着色鲜艳度 远不及有机染色.浸渍着色由于色素体存在于多孔层的表层,故耐光、耐 晒、耐磨性差,不宜作室外和经常受摩擦零件的表面装饰,只用于室内装 饰小五金着色. 阳极氧化同时也被着色.色素体存在于整个膜壁中.色素体可以是合金或 电解质残留物.具有耐光、耐晒、耐磨等特,点曾广泛用于建筑铝材的装 饰.但该法有色种少,色调深暗、成本高、废水处理困难等缺点,已被电 解着色法取代.
第一课时:除油目的及原理
1.名词解释: 表面张力: 在液体和空气接口上,液体表面的分子受到液体内部 分子的引力的引力大于受到空气的引力,由此液体表面上的收缩 作用叫表面张力.(水珠) 表面活性剂:在低浓度下能降低水和其它溶液体系的表面张力或 接口张力的物质. 2.表面活性剂的分类及作用: 分类:根据能在水中降低表面张力的部分分阴离子表面活性剂、 阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂 作用:表面活性剂能起到润湿、 分散、 乳化、渗透、 增溶、 发泡及洗涤等作用。 3.除油目的: 除去材料裁剪，剖沟，切割等前工序的油污
7
4.4溶存铝离子影响 碱蚀液中有一定的铝离子存在时才能正常工 作,新配槽液要加一些铝屑滘于液中,铝离子小于30克/升碱蚀时间 要特别控制,这时易发生过腐蚀;30-45克/升时碱蚀操作最容易,碱 蚀质量好.铝离子更高时缓蚀作用显着,不易发生过腐蚀,整平性能 提高,碱蚀时间可延长,适合于得亚光和砂面层.本公司加硝酸钠起 缓蚀作用防止过腐蚀. 附表
目前，最為廣用的方法為直流電硫酸法，因此法所形成的氧化 膜具無色透明的特點，且也適合著色作業的操作。 11
配液條件如下：
標準條件 硫酸
鋁含量 溫度 電流密度 電壓 電流 膜厚 時間
190g/l~220 g/l
5 g/l~15 g/l 190C±20C 75A/M2~125 A/M2 12V~20V 直流電 3.5~30μm 6分~45分(根據產品的顏色而設定)
该法是在阳极氧化之后,再在含金属盐的电解液中进交流电解.金属离子 在氧化膜孔底部还原析出而显色,其特点是改变金属盐种类或电源波形, 可方便地获得各种调,能耗少成本低、着色膜耐晒、耐气候、耐磨性很 好广泛用于建筑装饰和其它功能用途. 略
电解整体着色
电解着色
涂装着色
15
3.封孔目的: 铝阳极氧化膜具有很高的孔隙率和吸附力,容易污染和腐蚀介质浸蚀,因经,氧化 膜无着色与否,用于何种场合都必须进行封孔处理.为提高耐蚀性、提高防污染能 力和固色素体. 4.封孔原理与种类 4.1利用水化反应产物体积膨胀而堵塞孔隙,如水蒸气法,沸水法 是将具有高化学活性的非晶质氧化膜充成钝态的结晶质氧化膜的过程 Al2O3 +n H2O→ Al2O3‧n H2O 水化反应在常温和高温下都能进行，水化反应结合水分子的数目为1－3个，依反 应温度而定，水温低于80℃是发生： Y-Al2O3 + H2O --- 2AlOOH +2H2O ----- r-Al2O3.3H2O 这种水化氧化膜稳定性差，具有可逆性，水温愈低可逆性愈大。 当水温>80℃,而接近沸点时发生 Y-Al2O3 + H2O --- 2AlOOH ----- r-Al2O3. H2O 这种大晶体的水化氧化铝是稳定而不可逆的,在腐蚀环境Al2O3.H2O比r-Al2O3.3H2O 稳定,所以高温封孔一定要达到95℃以上才好.被水化的结晶氧化膜体积膨胀,将 膜孔堵塞.
氧化膜为双层结构,内层为致密无孔的Al2O3,外层是由孔隙和孔壁组成的多孔层.
12
3.氧化膜的生成过程 氧化膜的生成是在生长和溶解这对矛盾运动中发生和发展的通 电瞬间,由于氧和铝有很大的亲和力,在铝上迅速形成一层致密无 孔的阻挡层.其厚度取决于槽电压.它具有很高的绝电阻.由于氧化 铝比铝原子体积大很多故发生膨胀,阻挡层变得凹击不平,这就造 成电流分布不均匀,凹处电阻较小而电流大,击处则相反,凹处在电 场作用下发生电化学溶解,凹处加深逐渐变成孔穴,继而变成孔隙, 击处变孔壁. 陽极處理后，需充分徹底的水洗，方可進行下一作業程序，但 水洗的時間不可過長，以防止早期封孔現象。注意：陽極後產品 不可經過熱水清洗，因熱水足以將產品進行早期封孔，從而影響 後工序染色處理。
5.附各种除油方法及特点
除油方法 有机溶剂除油 特 点 适 用 范 围 除油快,对皂化和非皂化油脂均能溶解,一 般不腐蚀零件.但除油不彻底,需用化学或 电化学方法补充除油,多数有机溶剂易燃 有毒,成本较高. 设备简单,成本低,但除油时间较长 除油快而彻底,能除去零件表面的浮灰,浸 蚀残渣等机械杂质,但需直流电源,进行阴 极除油时,零件容易渗氢,深孔内的油污去 除较慢 可对形状复杂(接缝、盲孔状)的 小零件,色金属件,油污严重的零 件及易被酸碱腐蚀的金属零件进 行初步除油 一般零件除油 一般零件的除油或阳极去除浸蚀 残渣
5Байду номын сангаас
第二课时 碱蚀,中和目的及原理
1.名詞解釋： 通常所謂的鋁材表面粗化，即為梨地處理，其利用荷性納：俗稱蘇打Soda， 一般鹼，進行鋁材表面的一种化學侵蝕的前處理程序，在鋁與鹼 進行化學的侵蝕反應中，會在素材表面上形成一不規則的梨面狀，此一 過程即為梨地處理。 2.碱蚀目的（梨地处理）: 碱蚀是铝型材氧化之前最关键的预处理工序.其目的是为除去残存的自然 氧化膜,脱脂溶解基体的残留物,深入基体表面层的油脂等污物,除去型材 表面的变质合金层,消除模痕.划伤等其它表面缺陷,调整和整平基体表面 使其均匀一致。 3.碱蚀原理: Al2O3 + 2 NaOH === 2NaAlO2 + H2O 2Al + 2NaOH + H2O == 2NaAlO2 + 3H2 ↑ NaAlO2 + 2H2O === Al(OH)3 + NaOH
铝离子溶存量/g.l-1 0---10 30—45 60以上 90以上 120以上 碱蚀现象与效果 碱蚀控制最困难,最易产生过腐蚀,碱蚀时间宜短 能获得最理想的碱蚀效果 获细平滑表面 获粗平滑颗粒表面 碱蚀整平效果最佳, 在温度较高,时间稍长的条件 下可得到砂面和麻面
8
5.中和目的 去除鋁材表面因梨地粗化后所產生的黑膜，使鋁材表面形成一 潔凈的表面,亦可因此一程序使未完全流失的梨地粗化劑徹底的 洗凈並使之中和活化产品表面有助于阳极氧化皮膜的生成. 6.中和原理(酸鹼中和)： NaOH + HNO3==NaNO3 + H2O 7.中和槽的主要藥水成份：水、硝酸、鉻酸釬。 中和時在常溫下作業即可，浸泡時間在30秒-1分鐘之間。不可 將鋁品在此溶槽中浸放太久，以免造成酸對素材表面的侵蝕，另 亦影響光澤，如果欲等待進行下一程序，應將鋁材徹底水洗擺放 凈水中。
6
4.碱蚀槽的成分与工艺条件的影响： 鹼蝕槽的主要葯水成份：水、氫氧化鈉、銷酸鈉。 4.1氢氧化钠 碱蚀槽中的苛性碱系指游离含量.其含量对于保障 碱蚀质量防止水解均起重要作用.有长寿碱存在时40克/升以下碱 蚀速度随氢氧化钠的升高而加快,几乎是成线性关系;50-60/克升 速度基本相同;大于70克/升碱蚀速度又随浓度升高而加快. 4.2温度 随温度升高,碱蚀速度呈线性升高,温度大70℃易产生 过腐蚀,出现砂面亚光等现象.温度过高还会导致晶间腐蚀加剧.温 度低于40℃碱蚀速度很慢,挤压丝纹不易消除.不用时也应保温,防 止温度低偏铝酸钠水解生氢氧化铝沉淀. 4.3时间 碱蚀时间受碱浓度、温度、铝离子溶存量的影响而定；
2
4.除油原理: 非皂化油(化學除油):表面活性剂的乳化作用降低界面张力间接加 强了除油液对金属表面的润湿性,增大接触面,促使油污膜破裂脱落 而变成小油滴.而吸附在小油珠上的乳化剂,则定向排列亲水基向着 溶液,疏水基(亲油基)则向着油珠,形成定向吸附乳化油珠如圖2