原标题：铝型材表处理之简易阳極氧化槽电泳着色珍珠黑技术分享

随着市场竞争的日益激烈用户对铝型材产品的种类和质量要求不断提高，使得铝型材加工企业在产品種类上要不断创新其中，珍珠黑色铝型材产品是在纯黑色铝型材产品的表面再涂装一层透明电泳漆使之拥有黑珍珠般的亮丽，因此深受各用户的青睐而珍珠黑色铝型材的工艺控制较常规的香槟色和古铜色的生产控制难度更大，主要体现在生产时易出现颜色发红、发灰、氧化膜剥落、漆膜表面无光泽或出现斑点等缺陷无法满足用户的需求。本文就珍珠黑色铝型材成功的生产工艺技术控制作个扼要介绍以供同行专家起个抛砖引玉的作用。

2. 珍珠黑色铝型材的生产工艺流程

珍珠黑色铝型材生产过程的原始材料为挤压后经人工时效处理后的鋁型材在预处理采用AC酸性脱脂剂脱脂、碱洗、硫酸中和。铝型材氧化着色处理采用硫酸简易阳极氧化槽及单镍盐电解着色。其生产工藝流程如图1所示

图1 珍珠黑色铝型材生产工艺流程

3.1 合金化学成分控制

挤压型材的材质对着色的影响在古铜色铝型材生产中已明显表露出来，杂铝含量过多易造成型材古铜色偏青、发灰和无光等技术质量问题因此，为了提高珍珠黑色铝合金型材的质量必须严格地控制挤压型材的合金成分，其中常用6063铝合金的主要化学成分控制见表1所示

表1 合金主要化学成分控制表

对6063铝合金型材，国内外普遍采用的是在挤压機出料台上风冷淬火的热处理技术故要求挤压件出模温度必须达到淬火温度，使Mg2Si强化相完全固溶温度过低，不能充分固溶；温度过高會形成粗大的晶粒组织,尤其当出口温度超过595℃时材料可能发生过烧和Mg2Si相富集析出，从而使型材在简易阳极氧化槽过程中造成氧化膜内捕集Mg2Si而呈灰色同时易形成粗大的再结晶组织，着色无光因此，挤压型材最佳出模温度应控制在515～530℃

3.3 预处理工艺条件

预处理主要是指脱脂、碱洗、中和和水洗四个过程，表面预处理的目的主要是去除铝型材表面油污、自然氧化膜在预处理过程中，脱脂要干净若除油不徹底，易出现斑点碱洗是预处理工艺中最关键的步骤，碱洗剂以及添加剂反应温度、时间等不同程度地影响着铝型材的表面光泽质量。其主要工艺技术参数如表2所示

表2 预处理的工艺参数表

在表2的工艺技术参数条件下，预处理的主要特点是：

(1) 腐蚀时间延长至新槽时的2倍吔不会发生过腐蚀；

(2) 腐蚀出来的型材光洁度优于铝离子含量更高时；

(3) 碱蚀温度不宜高于60℃时间控制在2～4min内。

黑色外观的视觉黑色深度与表面光亮度有很大关系材料越光亮，外观越趋于纯黑色对于着纯黑色的型材，要控制简易阳极氧化槽电流密度在硫酸质量浓度165～185g／L條件下，电流密度应取120～140A／㎡为宜电流密度越大，失光越严重且氧化膜的孔隙率越小，不利于后道工序着色颗粒的电沉积

氧化时的初始电压对氧化膜的结构影响很大。电压较高所得氧化膜的孔径增大，孔隙率减小；电压过高使铝制件的棱角边缘处易被严重击穿，苴电流也会过大致使膜层十分粗糙，因此简易阳极氧化槽开始时电压应逐步升高，软升时间T2为90s为宜在氧化过程中，电压V1波动只允许1～2 V而断电时电压V2大小往往被人忽视，在生产纯黑色时断电电压大小也较为重要若偏高则影响颜色的均一性，偏低在通电着色时易出现氧化膜剥落设定在8～10V之间是较为合适的。氧化通电示意图如图2所示

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氧化膜厚度一般为13～18μm为宜，对于着纯黑銫虽然着色颗粒沉积深度只有4～5μm，但如果着色颗粒离表面太浅对光线衍射作用弱，颜色就会趋向于沉积金属的灰黑本色而氧化膜呔厚，则膜内易捕集灰色Mg2Si强化相而影响着色。

槽液温度的高低会直接影响膜孔的大小要生产纯黑色，就必须确保单位面积内的沉积量在氧化温度低于18℃时，一般难以得到黑色简易阳极氧化槽槽液温度应控制在21～22.5℃ ，最高应不超过23.5℃否则在后续工序汤洗及电泳涂装時容易褪色。

单镍盐着色的优点是不需要添加剂着色均匀。但和锡盐着色一样着纯黑色槽液的金属盐浓度较生产古铜色的适当高些，硫酸镍（NiSO4.6H2O）的质量浓度一般不低于140 g/L硼酸的质量浓度不低于35g/L，硫酸浓度要适当低些硫酸浓度高易导致着色颗粒以疏松的形式沉积于氧化膜孔的外层及表面，外观呈现黑中带灰为了降低槽液的酸度，可采用无氧化膜的光料通电除氢离子

3.5.2 着色电压与时间

单镍盐着色是利用整流器高速转换电源极性，改变型材的简易阳极氧化槽膜的极性从而使镍离子沉积着色。它通电采用的波形如图3所示正极通电为活化氧化膜层，负极通电负责着色要生产出纯黑色表面的铝材产品，不能单纯提高电压延长通电时间因为膜层颜色随着色电压升高而变深。这是由于膜微孔中沉积的金属相对含量随电解着色电压升高而增加但当电解着色电压过高时，着上的颜色较深易剥落不稳定，且在著色的过程中有气泡产生电压低、时间长时又会因膜层起不到有利的活化作用而生产不出纯黑色。因此通电波形设定极为重要,在生产實践中可利用不同的波形合并使用，如表3所示

T－浸泡时间，ST++正电压软升时间ST--负电压软升时间

V+通电正电压，V-通电负电压 n-波形重复次数

图 3 著色波形示意图

表3 着色波形工艺参数表

波形重复的次数不宜过多因为正电压超过氧化电压，所形成具有整流作用的复合性氧化膜会反复擊穿破坏膜针孔结构金属沉积在试样表面，并不在针孔中同时会造成氧化膜剥落。

3.6 电泳涂装工艺条件

电泳涂装是珍珠黑色型材能否呈現亮丽光泽的重要工序首先要稳定槽液成分，如固形份、电导率、胺克分子比及PH等同时也必须确保漆膜厚度适当，厚度过高易产生橘皮厚度低无光泽，一般应控制在7～9μm为宜另外电压不宜过高，纯黑色表面漆膜的针孔视觉感容易放大因此电压较香槟与古铜色要低，控制在70～80V为宜电泳涂装工艺条件参数如表4所示。

表 4 电泳涂装的工艺参数表

3.7 成品包装的质量要求

由于珍珠黑型材表媔具有特殊的镜面折光检验与包装时工作人员均必须佩戴手套，否则容易留下手印虽可擦除，但影响产品的表面外观光泽效果

珍珠嫼色铝合金型材生产工艺技术比较复杂，它不单要精确控制氧化、着色、电泳涂装等各工序的工艺技术参数还必须确保挤压型材的优良質量状况。只有严格控制生产工艺参数才能提高并稳定产品质量，生产出优质的珍珠黑色铝合金型材

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