1. 前言
隨著市場競爭的日益激烈，用戶對
鋁型材產(chǎn)品的種類和質(zhì)量要求不斷提高，使得鋁型材加工企業(yè)在產(chǎn)品種類上要不斷創(chuàng)新。其中，珍珠黑色鋁型材產(chǎn)品是在純黑色鋁型材產(chǎn)品的表面再涂裝一層透明
電泳漆，使之擁有黑珍珠般的亮麗，因此深受各用戶的青睞，而珍珠黑色鋁型材的工藝控制較常規(guī)的香檳色和古銅色的生產(chǎn)控制難度更大，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)時(shí)易出現(xiàn)顏色發(fā)紅、發(fā)灰、
氧化膜剝落、漆膜表面無光澤或出現(xiàn)斑點(diǎn)等缺陷，無法滿足用戶的需求。本文就珍珠黑色鋁型材成功的生產(chǎn)工藝技術(shù)控制作個(gè)扼要介紹，以供同專家起個(gè)拋磚引玉的作用。
2. 珍珠黑色鋁型材的生產(chǎn)工藝流程
珍珠黑色鋁型材生產(chǎn)過程的原始材料為擠壓后經(jīng)人工時(shí)效處理后的鋁型材，在預(yù)處理采用AC酸性脫脂劑脫脂、堿洗、硫酸中和。鋁型材氧化著色處理，采用硫酸
陽極氧化及單鎳鹽電解著色。其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
圖1 珍珠黑色鋁型材生產(chǎn)工藝流程
Fig. 1The engineering flow sheet of the pearly black aluminium profiles
3. 生產(chǎn)工藝控制
3.1 合金化學(xué)成分控制
擠壓型材的材質(zhì)對著色的影響在古銅色鋁型材生產(chǎn)中已明顯表露出來，雜鋁含量過多易造成型材古銅色偏青、發(fā)灰和無光等技術(shù)質(zhì)量問題。因此，為了提高珍珠黑色
鋁合金型材的質(zhì)量，必須嚴(yán)格地控制擠壓型材的合金成分，其中常用
6063鋁合金的主要化學(xué)成分控制見表1所示。
表1 合金主要化學(xué)成分控制表
Table 1 The control of the alloying element
|
主要成分（％） |
雜質(zhì)成分（％） |
|
Mg |
Si |
Fe |
Cu |
Zn |
|
0.5～0.75 |
0.43～0.60 |
＜0.2 |
＜0.08 |
＜0.04 |
3.2 擠壓工藝控制
對6063鋁合金型材，國內(nèi)外普遍采用的是在
擠壓機(jī)出料臺(tái)上風(fēng)冷淬火的
熱處理技術(shù)，故要求擠壓件出模溫度必須達(dá)到淬火溫度，使Mg
2Si強(qiáng)化相完全固溶。溫度過低，不能充分固溶；溫度過高會(huì)形成粗大的晶粒組織,尤其當(dāng)出口溫度超過595℃時(shí)，材料可能發(fā)生過燒和Mg
2Si相富集析出，從而使型材在陽極氧化過程中造成氧化膜內(nèi)捕集Mg
2Si而呈灰色，同時(shí)易形成粗大的再結(jié)晶組織，著色無光。因此，擠壓型材最佳出模溫度應(yīng)控制在515～530℃。
3.3 預(yù)處理工藝條件
預(yù)處理主要是指脫脂、堿洗、中和和水洗四個(gè)過程，表面預(yù)處理的目的主要是去除鋁型材表面油污、自然氧化膜。在預(yù)處理過程中，脫脂要干凈，若除油不徹底，易出現(xiàn)斑點(diǎn)。堿洗是預(yù)處理工藝中最關(guān)鍵的步驟，堿洗劑以及添加劑，反應(yīng)溫度、時(shí)間等不同程度地影響著鋁型材的表面光澤質(zhì)量。其主要工藝技術(shù)參數(shù)如表2所示。
表2 預(yù)處理的工藝參數(shù)表
Table 2 The technological parameter of the pretreatment
|
工序名稱 |
槽液成分 |
參數(shù) |
溫度
(℃) |
時(shí)間
(min) |
|
脫脂 |
AC脫脂劑 |
2％～3％ |
25～35 |
3～5 |
|
水洗 |
自來水 |
室溫 |
1～3 |
|
堿蝕 |
NaOH |
NaOH：45～55 g/L
Al3+：30～75 g/L
總堿度：150～165 |
50～60 |
2～4 |
|
水洗 |
自來水 |
PH≤12 |
室溫 |
1～3 |
|
水洗 |
自來水 |
PH≤10 |
室溫 |
1～3 |
|
中和 |
H2SO4 |
185～220g/L |
室溫 |
3～5 |
在表2的工藝技術(shù)參數(shù)條件下，預(yù)處理的主要特點(diǎn)是：
(1) 腐蝕時(shí)間延長至新槽時(shí)的2倍也不會(huì)發(fā)生過腐蝕；
(2) 腐蝕時(shí)間延長至新槽時(shí)的2倍也不會(huì)發(fā)生過腐蝕；
(3) 腐蝕出來的型材光潔度優(yōu)于鋁離子含量更高時(shí)；
(4) 堿蝕溫度不宜高于6O℃，時(shí)間控制在2～4min內(nèi)。
3.4 氧化工藝條件
3.4.1 陽極氧化失光
黑色外觀的視覺黑色深度與表面光亮度有很大關(guān)系，材料越光亮，外觀越趨于純黑色。對于著純黑色的型材，要控制陽極氧化電流密度，在硫酸質(zhì)量濃度165～185g／L條件下，電流密度應(yīng)取120～140A／㎡為宜。電流密度越大，失光越嚴(yán)重，且氧化膜的孔隙率越小，不利于后道工序著色顆粒的電沉積。
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