亞鋁著色工藝之鋁型材外觀處置純黑色臨盆 手藝 研究

鋁陽極氧化膜具有多孔性和化學(xué)活性,很輕易 進(jìn)行著色處置懲罰 。憑據(jù) 其顯色色素體存在位置分歧 可分為化學(xué)浸漬著色法、電解整體著色法、電解著色法、涂裝著色法等四類?；瘜W(xué)浸漬 著色法與電解著色法比擬 力固然 耐曬、耐磨性差些,但卻有著一些電解著色沒法 相媲美的長處 :色采 富厚、光彩 艷麗、裝潢 性好、工藝簡單、本錢 低廉?；瘜W(xué)浸漬著色法又細(xì)分為無機(jī)浸漬著色法和有機(jī)染料染色法,此中有機(jī)染料染色獲得 普遍 的利用。

摘要：因鎳鹽的渙散 性差于亞錫鹽，故單鎳鹽注化法電解著色一般用于做淡色 料，亞鋁經(jīng)由過程 調(diào)劑 著色工藝，噴鼻 檳料著色時(shí)候 為2分鐘擺布，純黑色料著色時(shí)候 為6分鐘擺布，實(shí)現(xiàn)了全主動 立式氧化臨盆 線上雪白 料、噴鼻 檳料、純黑色料可接連、年夜 批量臨盆 。且操縱RO收受接管 裝配 ，鎳鹽的消耗 遠(yuǎn)小于利用 傳統(tǒng)的亞錫鹽著色工藝。起到節(jié)能降耗的感化 ，到達(dá) 削減 污染的目標(biāo) 。

前　言

　　單鎳鹽著色是工業(yè)上利用最早的青銅色系電解著色液，是日本淺田寧靖 最早 開辟 的具有工業(yè)適用 價(jià)值的電解著色液。單鎳鹽著色以直流電為主，錫鹽和鎳錫混鹽著色以交換 電為主。

　　單鎳鹽著色又分為歐洲法單鎳鹽著色與日本法單鎳鹽著色。歐洲法單鎳鹽著色經(jīng)由過程 添加化學(xué)添加劑，增添 Ni2+的活性，使雜質(zhì)離子增添 而改變色調(diào)，不變在必然 的局限 內(nèi)；可以使 用通俗 著色電源，不需要除Na+裝配 和Ni2+收受接管 裝配 ，裝備 投本錢 錢 較低，但底色發(fā)黃，且Ni2+排放較多，增年夜 廢水處置懲罰 的難度。日本法單鎳鹽著色只含NiSO4、H3BO3，不添加任何化學(xué)添加劑，水質(zhì)要求較高，需要除Na+裝配 和Ni2+收受接管 裝配 ，裝備 投入較高，做出的色料底色天然 ，不變性好；Ni2+排放較少，廢水處置懲罰 相對簡單；日本單鎳鹽直流電著色工藝又分為尤尼卡勒著色法和住化法兩類。

　　尤尼卡勒著色法和住化法二者 比擬 ，各有優(yōu)良 ，住化法適用于淡色 產(chǎn)物 ，該工藝構(gòu)成 的槽液具有不變性、著色平均 、重現(xiàn)性好、色調(diào)不變，而尤尼卡勒法適適用 于臨盆 深色產(chǎn)物 （黑色料），槽液也較不變好、上色較易；分歧 的地方 就是通電略有差別 、硅機(jī)波形和槽液配方紛歧 樣。與傳統(tǒng)的雙鹽著色工藝對照，錫離子的不變性欠佳、著色色差較年夜 、反復(fù) 性欠好 ，對槽液沒法 進(jìn)行收受接管 ，增添 廢水處置懲罰 壓力，并且 本錢 較高。

　　注化法單鎳鹽著色是將輪廓具有10～15μm陽極氧化膜鋁合金型材，浸入單鎳鹽著色槽中（NiSO4：145～155g/L，H3BO3：40～50 g/L），起首 使氧化后的鋁型材處于陽極，在著色槽中進(jìn)行通電，其目標(biāo) 是使分歧 部位的氧化膜變得平均 ，同時(shí)改變膜孔布局，避免 后續(xù)著色時(shí)氧化膜開裂；然后，再使型材處于陰極，進(jìn)行直流著色，使鎳離子在陽極氧化膜孔底部平均 地電解析出，從而使鋁合金型材獲得 不變、平均 的著色。

　　住化法單鎳鹽著色特點(diǎn)：采取 H3BO3為緩沖劑來不變槽液的PH值，然則 在25℃時(shí)在水中的離解常數(shù)Ka只有5.8×10-10,(H2SO4在25℃時(shí)水中的離解常數(shù)Ka是1.0×10-2）是以 ，電泳進(jìn)程 遲緩 ，槽液電阻變年夜 ，槽端電壓加年夜 ，沉積速度慢，致使 做黑色料相當(dāng)難題 ，同時(shí)，單鎳鹽著色自己 就是底色發(fā)紅，做出的純黑色常常 黑度不敷 ，對槽液中很多 離子的含量有近乎刻薄 的要求，且單鎳鹽沉積速度遲緩 ，使得單鎳鹽著色在做淡色 料上具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。

　　一般氧化膜的厚度是10μm，即10000nm；陽極氧化一般電壓為16V，即氧化膜反對 層厚度為16×10 = 160nm。則六方形孔的最長徑為160×0.8 = 128nm，由此可知氧化膜是一條頎長 的長管，其孔徑與長度之比：128：10000≈1：80。

　　別的 ，由電極電位φ來看：

　　Sn2＋ ＋ 2e－ = Sn φSn2＋/Sn = -0.136

　　Ni2＋ ＋ 2e－ = Ni φNi2＋/Ni = -0.246

　　由電極電位φ可知，通電進(jìn)程 中，與錫鹽著色比擬 ，Sn2＋可以通太長 長的氧化膜管，沉積到底部，而Ni2＋就較難沉積到底部，從而使色彩 不不變。

鋁及鋁合金氧化膜經(jīng)AD系列鋁專用染料染色后,可獲得 色采 富厚、色彩 艷麗、裝潢 性強(qiáng)的輪廓?；瘜W(xué)染料染色工藝需依照 工藝流程,嚴(yán)酷節(jié)制 染色液的濃度、溫度、pH值、染色時(shí)候 及氧化膜的厚度,才能使得鋁輪廓色調(diào)一致。只有在科學(xué)的經(jīng)管和保護(hù) 下,才能進(jìn)一步提高產(chǎn)物 質(zhì)量并下降 臨盆 本錢 。

1、 槽液的經(jīng)管節(jié)制

　　1、單鎳鹽著色工藝規(guī)范、易節(jié)制 ，槽液的構(gòu)成 主要由硫酸鎳和硼酸，但其對雜質(zhì)離子特殊 敏感，臨盆 進(jìn)程 中經(jīng)常 會使槽液PH值下降，是以 必需 嚴(yán)酷節(jié)制 槽液雜質(zhì)離子和PH值。

　　　1.1　PH值一般節(jié)制 在3.5～4.5，偏高時(shí)會造成色調(diào)紛歧 致和 著色難題 ，太低 時(shí)會影響整體著色的平均 性與結(jié)果 。當(dāng)PH值低時(shí)應(yīng)通陰床，去除硫酸根，提高PH值；當(dāng)PH值處于上限時(shí)，可插手少許 高純試劑硫酸來調(diào)劑 PH值。

　　　1.2　每臨盆 100噸著色料，應(yīng)通一次陽床，去除槽液中的鉀、鈉、銨等離子，使其含量不得跨越 8ppm。因前處置懲罰 工序有酸蝕槽，故中和后的水洗槽要加年夜 溢流量，盡量 削減 銨離子的帶入。

　　2、為了確保產(chǎn)物 質(zhì)量，盡量 的削減 補(bǔ)色的頻率，同時(shí)要連結(jié) 槽液的不變性，避免泛起 各參數(shù)的波動太年夜 。

　　3、單鎳鹽著色前的水洗十分主要 ，須嚴(yán)酷節(jié)制 水洗槽的PH值，如著色前水洗沒到達(dá) 預(yù)期結(jié)果 ，膜孔中還殘留足夠的硫酸根，硫酸根直接影響型材的著色質(zhì)量，PH值高的情況下電壓也很難使Ni2+沉積到膜孔的底部。

2、 著色電壓的節(jié)制

　　1、經(jīng)由過程 調(diào)理 電壓及著色時(shí)候 ，調(diào)劑 鎳離子的沉積速度，以到達(dá) 做黑色料的結(jié)果 。

　　　1.1著色通用波形：

著色通用波形

　　此中：V+為正電壓（V）；V-為負(fù)電壓(V)；

　　T0為通電前的浸泡時(shí)候 （s）；

T1為正電壓起壓時(shí)候 （s）；

　　T2為正電壓延續(xù) 時(shí)候 （s）；

　　T3為正電波與負(fù)電波的轉(zhuǎn)換停馬上 間（s）；

　　T4為負(fù)電壓起壓時(shí)候 （s）；

　　T5為正電壓延續(xù) 時(shí)候 （s）；

　　2、經(jīng)由過程 改變著色電流波形，加年夜 鎳離子電泳能力，下降 槽液電阻，Ni2＋沉積速度加速 ，使Ni2＋沉積到氧化膜膜孔底部。

3、著色時(shí)候

　　在此著色前提 下，一般噴鼻 檳料著色時(shí)候 為2分鐘擺布，純黑色料在6分鐘擺布。

　　今朝 亞鋁立式氧化臨盆 線利用 的單鎳鹽住化法著色，打破了住化法做不了深色料的傳統(tǒng)理念，不但 做出了噴鼻 檳色，還可做出了黑色料，如高光黑及消光黑料；實(shí)現(xiàn)了全主動 立吊式氧化臨盆 線上氧化雪白 料與噴鼻 檳料或純黑料的接連、批量臨盆 。首創(chuàng) 了注化法單鎳鹽做黑色料的先例。

3、 采取 注化法單鎳鹽著黑色料長處

　　1、良好的著色平均 性，12～15μm的硫酸陽極氧化膜都能著色，產(chǎn)生 不平均 著色的幾率 相對較低。

　　2、使外形 各別 ，也可在統(tǒng)一 著色電波開辟 下，在統(tǒng)一 時(shí)候 完成著色進(jìn)程 ，色調(diào)的重現(xiàn)性好。為了包管 產(chǎn)物 質(zhì)量，盡量 的削減 加色的次數(shù)，在槽液經(jīng)管時(shí)要盡量 連結(jié) 槽液各成份 的不變性，避免泛起 參數(shù)年夜 的波動。

　　3、以經(jīng)由過程 調(diào)理 電壓和電流，調(diào)劑 鎳離子的沉積速度，色彩 平均 且易調(diào)理 。

　　4、槽液成份 簡單，闡發(fā)易節(jié)制 。槽液鎳濃度高達(dá)155g/L，著色后型材輪廓帶出量很年夜 ，直接水洗排放，不但 臨盆 本錢 高，且污染情況 。是以 ，在溢流槽設(shè)置裝備擺設(shè) 收受接管 裝配 ，采取 RO反滲入道理 和方式 進(jìn)行收受接管 硫酸鎳，再加以操縱。如許 收受接管 反復(fù) 利用 ，消耗 低，環(huán)保節(jié)能。

RO收受接管 流程

　　在現(xiàn)實(shí) 臨盆 中，所有的硫酸鎳并不是 用于陽極氧化膜微孔鎳離子電沉積著色，而是2/3以上的硫酸鎳消融 在清水并隨型材帶出的清水而排出；安裝了鎳收受接管 裝配 ，按氧化立式線年產(chǎn)著色料6000噸能力較量爭論 ，每一年 可削減 15噸硫酸鎳的排放。

竣事 語

　　單鎳鹽注化法著色工藝槽液經(jīng)管規(guī)范、不變，經(jīng)由過程 特殊的正電壓和負(fù)電壓波形的調(diào)劑 ，使鎳離子在陽極氧化膜孔底部平均 地電解析出，從而獲得 不變平均 的著色，具有著色色調(diào)不變、再現(xiàn)性好、平均 性好、型材耐候性好等特點(diǎn)。著純黑色料的時(shí)候 為6分鐘擺布，比其它傳統(tǒng)著色工藝要削減 50%以上時(shí)候 ，有用 地提高臨盆 效力 ，且鎳離子可收受接管 再操縱，到達(dá) 節(jié)能減排的感化 。

鋁合金型材 注化法單鎳鹽電解著色 純黑色著色料 年夜 批量臨盆 節(jié)能減排