铝阳极氧化工艺

1铝阳极氧化工艺惠州普德化工有限公司二00三年十二月2铝阳极氧化工艺第一部分工艺流程一、工艺流程及工艺条件1、铝阳极氧化处理流程如下:脱脂→水洗×2→（酸蚀→水洗×2）→碱蚀→水洗×2→中和→→锡盐着色（红底香槟色系）→→单锡盐着色（古铜色系）→水洗×2→氧化→水洗×2→→镍锡盐着色（古铜色系）→→→硒盐着色（钛金色系）→→锰盐着色（金黄色系）→→水洗×2→封闭→水洗→水洗（或热水洗）→晾干→纯水洗→电泳→纯水洗→纯水洗→滴干→烘烤二．设备材质：管道材料：PVC槽体材料：PVC或PP第二部份化工工艺1．槽液组成及化学品简介第一步：脱脂选用化学品：PotencerAC酸性脱脂剂AC是为铝及铝合金设计的专业清洗配方。适用于常温浸3渍脱脂。对铝材的侵蚀很小，但能有效清除表面的各种油污，及去除自然氧化膜，且不会如碱蚀产生大量气体和黑污。对水质要求低，水洗容易。低泡沫、避免脱脂槽泡沫过多而溢流。使用条件：AC浓度：4～7%（体积比）时间：2～10分钟（视油污及处理流程而定）温度：20～30℃开槽方法：先加入槽体积一半的水，然后加入计算量的AC，搅拌5min左右，再补加水至规定体积。第二、三步：自来水水洗第四步：酸蚀选用化学品：PotencerC-11PotencerC-11是精心研发使用于铝材酸蚀砂面作业中。能快速整平、消除铝材表面的模具痕，获得美观的磨砂外观，并可大量降低铝材损耗。使用条件：开槽浓度：PotencerC-1180～160克/升；温度：常温～50℃。时间：3～6分钟。须使用过滤设施。开槽方法：先加入槽体积一半的水，然后在搅拌下慢慢加入计算量的C-11，再补加水至规定体积。控制温度在规定范围，放一根废铝材反应30min左右，取出，即可试生产。第五、六步：自来水水洗（第四、五、六步在有的厂家没有应用）第七步：碱蚀选用化学品：PotencerADD及氢氧化钠4PotencerADD添加于碱蚀槽中，能强化梨面效果、减少铝泥结晶、延长溶液寿命，从而避免时常更换槽液。相对目前许多公司多则两三个月，少则数日的槽液更换频率，使用ADD后可有效减少维护工作，节省人力费用及降低废水处理量。使用方法：浓度：ADD20～30g/l；NaOH（F）40～70g/l。温度：50～60℃。时间：3～15min（视要得到的铝材表面状况而定）。添加：请按“烧碱∶ET＝5∶1”添加。开槽方法：可采用下述两种方法之一。①取三分之一经沉槽过的旧碱蚀液，加入计算量的ET，加入水使之约为槽体积的80%，加入45g/l的氢氧化钠，再补加水至规定体积。控制温度在规定范围，即可试生产。在生产过程中，当Al3+≤70g/l时,游离碱请控制在低范围,温度请控制在低范围。当游离碱小于50g/l必须补加氢氧化钠和ET，补加比例为：每补加5kg氢氧化钠同时需补加1kg的ET。②在槽中加入一半的水,加入约120g/l氢氧化钠,(注意:氢氧化钠溶解时会放出大量的热,需在搅拌下慢慢加入氢氧化钠,当氢氧化钠完全溶解再作下一步),加入计算量的ET,取熔铸时的铝屑(约33g/l)加入槽中反应,使铝离子达到30g/l以上。铝屑的加入要求少量多次加入，要控制反应速度，不要使溶液溢出，时间可能需一天以上。补加水至规定体积，控制温度在规定范围，即可试生产。在生产过程中，当Al3+≤70g/l时,游离碱请控制在低范围,温度请控制在低范围。当游离碱小于50g/l必须补加氢氧化钠和ET，补加比例为：每补加5kg氢氧化钠同时需补加1kg的ET。第八、九步：自来水水洗第十步：中和5选用化学品：硝酸使用方法：浓度：20～40%。温度：常温。时间：1～3min。注意需先加入水至槽中，再加入硝酸。建议使用HNO3。第十一、十二步：自来水水洗第十三步：氧化选用化学品：硫酸使用方法：H2SO4:160～180g/lDA:130～150A/m2U:14～18vT:20±1℃t:视膜厚要求Al3+:5～15g/l开槽方法：先加入槽体积三分之二的水，然后在搅拌下加入计算量的硫酸。(注意：需先加入水至槽中，再慢慢加入硫酸)。加入计算量的硫酸铝（约50g/l），完全溶解后再补加水到规定体积,控制温度在规定范围，即可试生产。第十四、十五步：自来水水洗第十六步：着色⑴单锡盐着色（古铜色系）选用化学品：硫酸、硫酸亚锡、PotencerDTRM-2PotencerDTRM-2为铝材电解发色处理搭配硫酸亚锡使用的添加剂，有效的防止硫酸亚锡氧化，抑制硫酸亚锡消耗量，防止槽液浑蚀；发色速度快；颜色均匀；色泽亮丽；可发颜色，从仿不锈钢色、香槟、古铜到黑色等不同颜色；绝佳的化学平衡，稳定性高，使用寿命特长。6使用条件：浓度：硫酸亚锡：7～15g/lDTRM-2：30～50g/lH2SO4（F）：8～15g/l温度：22～26℃时间：视色泽要求。电压：14～18v⑵镍锡盐着色（古铜色系）选用化学品：硫酸、硫酸亚锡、硫酸镍、PotencerDTRM-2PotencerDTRM-2为铝材电解发色处理搭配硫酸亚锡使用的添加剂，有效的防止硫酸亚锡氧化，抑制硫酸亚锡消耗量，防止槽液浑蚀；发色速度快；颜色均匀；色泽亮丽；可发颜色，从仿不锈钢色、香槟、古铜到黑色等不同颜色；绝佳的化学平衡，稳定性高，使用寿命特长。使用条件：浓度：硫酸亚锡：7～15g/l硫酸镍：15～25g/lDTRM-2：30～50g/lH2SO4（F）：8～15g/l温度：22～26℃时间：视色泽要求。电压：14～18v开槽方法：先加入槽体积60%的水,然后在搅拌下加入计算量的硫酸,在搅拌下分批加入计算量硫酸镍(最好用小槽将硫酸镍完全溶解后加入),要使硫酸镍完全溶解后才能作下一步。控制温度在规定范围，加入DTRM，补加水到规定体积，用小槽或桶取刚配制的溶液分多次将硫酸亚锡溶解后加入。加入2kg硫酸铝，即可试生产。⑶硒盐着色（钛金色系）选用化学品：PotencerGD7PotencerGD为鋁材电解着钛金色剂，可单独及配合添加剂使用,其着色性能稳定，当与添加剂配合时、可得到一系列的优美的钛金色。使用条件：浓度：PotencerGD：20~30g/l添加剂:0~10g/l溫度：25~50℃时间：3~5min⑷锰盐着色（金黄色系）选用化学品：PotencerElectroglodPotencerElectroglod普德金黄色系统是一金黄色二次电解系统，其特色为发色快速，发色后颜色不易褪色，耐候性亦佳。其为“ElectrogldGS”与“ElectrogldAS”两种，操作及控制简单，发色成本较一般电解发色为低，本系统有极度佳的发色力，发色均匀，即使同物件因电流密度之不同都能均匀地发色。使用方法：浓度：GS3.5～4.5%AS1.5～2.5%温度：20～35℃时间:3～5min电压:12～18v说明：阳极处理对整个发色性影响极大，适当的阴/阳面积比，可使厚薄误差控制在3MIRCON（百万分之一厘米）以下，并且保持电压，电流密度，温度都相同，如此处理可确保阳极之孔隙一般大，控制其发色均匀性佳。铝含量维持在20g/l以下，最佳为15g/l。锡盐着色（红底香槟色系）选用化学品：硫酸、硫酸亚锡、PotencerDTRM-2、PotencerDTRM-RPotencerDTRM-2、PotencerDTRM-R为铝材电解发色处理搭配硫8酸亚锡使用的添加剂，有效的防止硫酸亚锡氧化，抑制硫酸亚锡消耗量，防止槽液浑蚀；发色速度快；颜色均匀；色泽亮丽；可发特殊的红底香槟色，使用寿命特长。使用条件：浓度：硫酸亚锡：7～15g/lDTRM-2：30g/lDTRM-R：5～15g/lH2SO4（F）：15～20g/l温度：22～26℃时间：视色泽要求。电压：14～18v第十七、十八步：自来水水洗第十九步：封闭选用化学品：PotencerSEPotencerSE是本公司精心研发的铝材氧化膜强效封孔剂，因其在封孔作业中，比一般封孔剂具更快、更好、更省的功效，故命名为强效封孔剂。开槽条件：封白料：SE：3～4g/l添加剂SCO：0.5g/lPH：5.1～6.3温度:15～35℃封青底：SE5～6g/lPH：5.1～6.3温度:15～35℃开槽方法：先加入槽体积三分之二的水,用小槽或桶分多次将SE溶9解后加入。补加水到规定体积，即可试生产。第二十步：自来水水洗第二十一步：自来水水洗(建议使用约60℃热水)第二十二步：晾干注:在使用电泳的工艺中,水洗要用去离子水或其他纯净水,且要严格控制水的PH值,电泳工艺请咨询其他供应商。2．反应原理和生产管理⑴、脱脂PotencerSPC含有复合酸和表面活性剂，酸会同Al和表面的Al2O3反应，产生的气体将油污剥离，油污同表面活性剂作用被乳化，分散到槽液中，达到去除油污的自然氧化膜的目的。A．表面有大块油污、特殊污垢或严重碰伤、划伤的物料，应先进行打磨、擦洗（注：如用丙酮等除去油性箱头笔迹）。B．生产每进行四个小时，检查槽内液位，使之保持正常水平；清除液面上的浮油、铝屑等污垢；同时取样检测药液浓度，及时补充至规定范围。C．脱脂槽长期使用，会积累污垢，生产进行3-4个工作周后，应将脱脂槽清理一次。（2）、酸蚀当酸蚀液与铝型材接触的极短时间内迅速反应生成络合物，这种络全物有一定的稠度，容易粘附在铝基体表面，形成一种保护膜。此膜于凸处较薄，在凹处较厚。使厚薄处接触的酸蚀液几率不同，凹凸处的溶解速度不同，最终达到消除挤压纹，平整表面的目的，使铝型材获得表面细腻、均匀、色泽柔和的砂面效果。主要反应如下：3F++Al→AlF36F++Al→AlF63-AlF63-+Al2O3+H2O→AL3（OH）3F6+3OH-10生产时，检查槽内液位，使之保持正常水平；同时取样检测药液，及时补充至规定范围。最好有过滤设备。生产进行1-3个月后，清理酸蚀槽。（3）、碱蚀氢氧化钠与铝发生反应，消除铝材的挤压纹及划痕，使铝材表面平整；氢氧化钠过低，难消除铝材的挤压纹及划痕，过高，则会产生过腐蚀。生产时，检查槽内液位，使之保持正常水平；同时取样检测药液，及时补充至规定范围。主要反应如下：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋H2↑2NaAlO2＋4H2O=2Al（OH）3＋2NaOH2Al（OH）3=Al2O3·3H2O（4）、中和硝酸与碱蚀过程中产生的黑膜反应，生成可溶于水的盐，同时中和过多的碱。主要反应如下：OH－＋H＋=H20（5）、氧化铝在硫酸电解液中，阴极上发生氢离子还原反应，生成氢气。阳极上生成氧，进而与铝作用形成无水氧化铝薄膜。主要反应如下：2H＋＋2e→H2↑2Al＋3H2O－6e→Al2O3＋6H＋＋热量为了保证氧化膜的一致，要严格控制硫酸及铝离子的含量，同时要保证温度在控制范围，当槽液发生变化时，要及时进行调整。（6）、电解着色电解着色法本质上与电镀相似，是通过电解把金属盐溶液的金属离子沉积在阳极氧化膜的针孔底部，光线射到此类金属粒子上时发生漫散射，而使氧化膜呈现颜色。11A单锡盐着色（古铜色系）同一根极棒上不要同时处理不同成份的铝材，挂具材料的选用要与处理工件的材料相同。每批加工件最好按标准色板进行比对。保证电流密度及电压一致。严格控制PH在1左右。要控制好着色安定剂及锡盐的含量。最好要有过滤设备。B镍锡盐着色（古铜色系）同一根极棒上不要同时处理不同成份的铝材，挂具材料的选用要与处理工件的材料相同。每批加工件最好按标准色板进行比对。保证电流密度及电压一致。严格控制PH在1左右。要控制好着色安定剂及锡盐的含量。最好要有过滤设备。C硒盐着色（钛金色系）保证电压一致。严格控制着色时间。控制着色温度在25～35℃。要保证氧化膜的厚度一致。D锰盐着色（金黄色系）高锰酸钾为强氧化剂，很不稳定，开槽浓度不宜太高。（7）、封闭阳极化膜是带正电荷的,浸入封闭液后负电性很强的F-对膜起电中和作用,有利于Ni2+向孔内扩散和水解;另一方面F-与氧化膜作用而发生溶解,生成氟铝络合物导致孔内Al3+积累和pH升高,Ni2+、12AlF63-、OH-作用生成Ni