鋁板概況陽極氧化處置懲罰 時的無鎳低溫封孔新手藝 工藝

1．引言

　　鋁是地殼中含量最多的金屬元素，鋁及其合金因其價錢 相對廉價 ，比強度高和輕易 加工廁被普遍 運用 于人類生發(fā)生 活是各個范疇 。從熱力學(xué)角度，鋁異常 活躍 ，同時具有異常 強烈的鈍化偏向 。遺憾是提它不像鉻或不銹鋼一樣能自覺 構(gòu)成 可自修復(fù)的致密的鈍化膜，是以 鋁及其合金臨盆 加工進(jìn)程 中及耐侵蝕 加工就成為必不行少的步調(diào) 之一。

　　電化學(xué)陽極氧化可在鋁及其輪廓構(gòu)成 雪白 色平均 厚實但多孔的氧化膜，并進(jìn)一步經(jīng)由過程 電化學(xué)方式 或有機染料著色而供應(yīng) 厚實多彩的色彩 。這一手藝 被普遍 用于室表里 建筑裝潢 ，構(gòu)造 件和3C市場。因為 電化學(xué)氧化構(gòu)成 的氧化膜富有納米級的多孔構(gòu)造 其耐蝕性較差，陽極氧化后的封孔進(jìn)程 成為氧化后必不行少的一個步調(diào) 。

　　鋁陽極氧化手藝 年夜 體上可分為兩類：一類的高溫水或水蒸汽封孔，其能耗異常 高；另外一 類是中低溫的鎳封孔手藝 ，其鎳的排放問題日趨 引發(fā) 人們的存眷 。出于資本 ，價錢 和環(huán)保方面的斟酌 ，無鎳低溫封孔手藝 也就愈來愈 獲得 行業(yè)表里 的正視 。

　　漢高著 為世界500強和在輪廓處置懲罰 范疇 處于領(lǐng)先地位的公司一向 致力于鋁陽極氧化無鎳低封孔親手藝 的研究并正致力于向市場推行 該手藝 。本文也恰是 基于漢高無鎳低泗封孔新產(chǎn)物 P3 Almeco Seal NF-1的機能 和運用 研究。

2．試劑、材料和實行 進(jìn)程

　　實行 用鋁板為工業(yè)1060純鋁板，厚1.5mm。經(jīng)剪切朋分 為10cm×5cm（雙面面積1.0dm2）樣板，并經(jīng)壓力加工毗鄰 有直徑4mm的純鋁絲。陽極氧化時該純鋁絲與電源正極相連。

　　脫脂槽成分 為漢高P3 Almeco AC酸性脫脂劑，濃度2%~3%，室溫浸漬5min。

　　堿蝕槽成分 為50~70g/L NaOH外加漢高P3Almeco 46堿蝕添加劑，濃度0.5%~1%, 70℃堿蝕15min。

　　出光槽成分 為1:1濃硝酸，室溫浸泡出光5min。

　　氧化槽為160~180g/L工業(yè)硫酸，用冷卻盤管冷卻至19±1℃。直流電源為德國Munk公司的psp family直流電源，節(jié)制 恒定電流模式以1.3A/dm2的電流密度氧化52~53min以獲得 20±1微米的氧化膜。

　　封孔液為各類 濃度組合的P3 Almeco Seal NF-1開缸劑(Mu)和添加劑 (Additive)，封孔時候 隨封孔度的分歧 而分歧 ，所有封孔液的pH值均調(diào)至8.5±0.1。部份 進(jìn)程 在封孔后有熱純水浸泡進(jìn)程 ，在文中也注明。

　　以上步調(diào) 從脫脂到氧化，每進(jìn)程 后均有自來水漂洗。封孔前另加有純水漂洗。Mu和Additive組合封孔后有純水漂洗，熱水浸泡進(jìn)程 后直接于空氣中天然 干燥。

　　封孔質(zhì)量的評價主如果 Quanod的掉 重和染色方式 。掉 重量測試時先用19±1℃，640g/L的濃硝酸(67%)預(yù)浸10min，然后再用38±1℃的20g/LCrO3+35ml/L濃磷酸(85%)浸漬15min,經(jīng)由過程 稱重的方式 較量爭論 獲得 單元 面積的掉 重。除非尚有 申明 ，所有掉 重測試都在封孔5天落后 行。染色測試時先在測試樣板是滴25ml/L的H2SiF6預(yù)蝕1min，用水洗凈后再在統(tǒng)一 部位滴Sanodal Red B3LW染料染色1min，最后用水洗凈后與比色卡比對評級記實。

3．實行 效果 與接頭

　　3．1 二組份封孔最優(yōu)前提 挑選

　　為研究最有用 的封孔前提 ，采取 正交設(shè)計年夜 批量對P3 Almeco Seal NF-1土封孔前提 進(jìn)行了進(jìn)行要優(yōu)化，共進(jìn)行了兩輪實行 進(jìn)行初步挑選 和粗細(xì)挑選 。各素的規(guī)模憑據(jù) 預(yù)實行 和經(jīng)驗肯定 ，這此身分 及其規(guī)模為：

　　P3 Almeco Seal NF-1 Mu（開缸劑）濃度，1%-8%（第一輪）和0.8%~1.7%（第二輪）；

　　P3 Almeco Seal NF-1 Additive（添加劑）濃度，0.2%-1.4%（第一輪）和0.8%~1.3%（第二輪）；

　　封孔槽pH值，5.5~11.5（第一輪）和8.5（第二輪）；

　　封孔溫度，40~60℃（第一輪）和50℃（第二輪）；

　　封孔時候 （膜厚均為20微米），10~30min（第一輪）和20min（第二輪）；

　　研究的響應(yīng)機能 為磷鉻酸掉 重量和染色實行 ，此中第二輪唯一 磷鉻酸掉 重量。實行 設(shè)計和數(shù)據(jù)闡明均由漢高內(nèi)部的響應(yīng) DoE（Design of Experiment）軟件進(jìn)行。

表1 第一輪和第二輪 DoE實行 效果

從表1的第一輪實行 效果 可能看出，當(dāng)前提 適合 ，掉 重效果 符使Quanod尺度 （

　　3．2 封孔后掉 效時候 溫度及后續(xù)熱進(jìn)程 影響的研究

上述表1 和圖1 中的掉 重數(shù)據(jù)均是試樣封孔后在實行 室放置5落后 行的，在實行 進(jìn)程 中同時發(fā)現(xiàn)封孔試樣的磷鉻酸掉 重數(shù)據(jù)會隨放置時候 的分歧 而轉(zhuǎn)變 。這也就意味著封孔進(jìn)程 可能在試樣在分開封孔槽后還在繼續(xù)進(jìn)行。為研究這是現(xiàn)象和 情況 溫度和封孔以后 熱進(jìn)程 對這一現(xiàn)象的影響，別離設(shè)計以下三組實行 ：

　　以S39工藝封孔的試樣在實行 室情況 溫度下時效分歧 天數(shù)，測試其掉 重量轉(zhuǎn)變 ；

　　以S39工藝封孔的試樣別離在實行 室情況 溫度，4℃冰箱和40℃烘箱中時效不是時候 ，測試其掉 重轉(zhuǎn)變 ；

　　以S39工藝封孔后的試樣當(dāng)即在30℃-80℃的分歧 溫度的熱水浴和熱風(fēng)烘箱中時放時效5-45分鐘，測試其掉 重。

　圖2 是室溫時效時的掉 重轉(zhuǎn)變 ，從圖中可以看出掉 重值是隨時候 下降 并最后接近于~10mg/dm2。需要指出的是這一過各與情況 溫度相干 ，本圖中的數(shù)據(jù)是炎天 得出的，當(dāng)天重在~20mg/dm2，冬季 時這一數(shù)據(jù)曾高達(dá)50~60mg/dm2。圖3是分歧 溫度下時效時候 的感化 ，室溫下的數(shù)據(jù)一樣 最后不亂 在10mg/dm2擺布，同時可以得出的結(jié)論是，較低溫度不時 效進(jìn)程 仍然 進(jìn)行著，但比室溫時要慢，或 需要更長的時候 。而低高溫度不時 效進(jìn)程 進(jìn)行較快且最后的掉 重值也較低，這可能與40℃烘箱內(nèi)相對濕度低很多 有關(guān)。圖4是封孔后緊接熱水或熱風(fēng)烘箱熱進(jìn)程 對掉 重的影響。圖中園圈的年夜 小代表的是掉 重的數(shù)值。從圖中可能看出10分鐘擺布的熱純水浸泡或熱風(fēng)烘干進(jìn)程 立行將 掉 重量數(shù)據(jù)下降 至很小，也就是當(dāng)即完成掉 效進(jìn)程 。

3．3 單組份無鎳無氟中高溫封孔研究

　　Almeco Seal NF-1為雙組份產(chǎn)物 ，其是起封孔感化 的主如果 Mu，而additive主要含F(xiàn)-和 封孔助劑，而F-主如果 在封孔進(jìn)程 中供應(yīng) 必然 的反映活性，使得封孔進(jìn)程 可能在較低的溫度下進(jìn)行。其于這一熟悉 和更高的環(huán)保要求，測驗考試 產(chǎn)物 除 無鎳之外 最好也能無氟，設(shè)計了以Almeco Seal NF-1 Mu零丁 作為封孔產(chǎn)物 在較高溫度下的封孔實行 ，表2列出了分歧 溫度下的封孔掉 得效果 。從圖中可能看出Almeco Seal NF-1 Mu在75℃以上溫度時可以零丁 作為封孔產(chǎn)物 利用 ，若是可能接管 在情況 溫度時效進(jìn)程 ，封孔溫度乃至 可能下降 至65℃。封孔溫度隨封孔槽溫度的轉(zhuǎn)變 而分歧 ，溫度越高所需時候 越短，好比 在85℃時其封孔時候 可縮短至20分鐘，相當(dāng)下1分鐘每微米膜，這一時候 比如今 的無鎳封孔產(chǎn)物 所需時候 要短很多 。

　　3．4 針對AAMA-611熱裂要求的研究

　　針對國內(nèi)部份 鋁型材產(chǎn)物 出口美國會觸及 至AAMA-611熱裂要求問題，而今朝 通俗 含鎳產(chǎn)物 較難在到這一要求。經(jīng)由過程 簡單實行 也發(fā)現(xiàn)Almeco Seal NF-1雙組份封在低溫封孔試樣，憑據(jù) AAMA-611測試要求在加熱至67-71℃時也發(fā)現(xiàn)氧化膜開裂的現(xiàn)象。但從封孔機制上看Almeco Seal NF-1是有可能知足 熱裂要求的。為作可能性切磋，別離對S39工藝封孔后附加一熱水浸泡進(jìn)程 和Almeco Seal NF-1 Mu零丁 封孔的試樣按AAMA-611尺度 進(jìn)行了熱裂測試，效果 列于表3，掉 重數(shù)據(jù)也同時測出作為參考。表中熱裂效果 欄的0@82℃為在82℃未發(fā)現(xiàn)任何裂紋（AAMA-611尺度 的要求），0.5@86℃和1@88℃為別離在86℃和88℃時發(fā)現(xiàn)少少 量和少許 裂紋。表中效果 顯示Almeco Seal NF-1雙組份封孔后附加一熱水浸泡進(jìn)程 或 Almeco Seal NF-1 Mu零丁 在較高溫度下封孔時完全可能知足 AAMA-611熱裂要求。

4．結(jié)論

　　Almeco Seal NF-1作為一種無鎳封孔的新產(chǎn)物 具有可天真 利用 的特點，既可雙組份共同利用 ，其開缸劑(Mu)也可零丁 利用 ，其機能 都可 知足 建材行業(yè)中封孔機能 中最主要 的Quanod掉 重和染色要求。

　　Almeco Seal NF-1 Mu和additive比組份共同利用 時，可實現(xiàn)較低溫度下的無鎳封孔，知足 Quanod掉 重和染色要求，厥后 附加一熱水浸泡進(jìn)程 還可經(jīng)由過程 AAMA-611熱裂要求。

　　Almeco Seal NF-1 Mu零丁 在較高溫度封孔時，可經(jīng)由過程 Quanod掉 重、染色和AAMA-611熱裂要求