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文檔簡介
陽極氧化工藝流程名詞解釋 機械與化學表面處理金屬需經過拋光或刷光,隨后除油及脫脂,檢查外觀質量,以為后續處理工序作表面準備。 陽極氧化通過認為的手段,形成一層厚氧化鋁膜,即陽極氧化膜。即吸附氧化膜。這是吸附著色的先決條件。 染色在陽極氧化膜之微孔結構內沉積染料分子。 封孔封住微細孔,使染料固定于氧化膜內。吸附著色的理論依據吸附現象是采用染料水溶液浸漬染色的特點。與其他著色技術不同的是,其產生顏色之化合物并非產生自工藝本身而是存在于開初的介質中?!拔健边@一術語的意思是染料分子沉積并積聚氧化膜微孔的內表面,此陽極氧化膜的孔隙率為氧化膜的20m2/g。導致吸附的是鋁氧化膜與染料分子之間的鍵合力起作用。這鍵合是不穩定的,相反,吸附在陽極氧化膜上的染料(染色強度)與溶液中的染料之間達到平衡。倘若溶液的染料濃度增大,則吸附量會增大,直至達到飽和點(顏色強度最大)時為止。又倘若溶液的燃料濃度下降,比如下降到零,而水中又全無親質,便會出現解吸附,導致褪色合色料擴散。因此,在完成染色之后的多孔膜封閉工序是必不可少的。盡管染料迅速吸附,但整個著色過程的速度并非取決這一原始的現象,而是取決于染料分子隨后怎樣進入狹窄的微孔內。這一過程以略低的速率進行。分子的直徑平均為0.0025µm,而用硫酸直流氧化法制備的陽極氧化膜的微孔平均直徑為0.02µm。*鋁的級別和鋁的陽極氧化鋁材的物理成分以及級別是吸附著色是否成功的重要因素。鋁材分為高純鋁、純鋁和合金鋁。高純鋁只含不超過痕量(不超過0.05%,依次排級)的親質金屬;純鋁的親質金屬含量不超過1%。由于鋁本身的強度不足以應付各種用途,因而相當多是與其他金屬形成合金,主要的是鎂、鋅、錳、銅等。合金中的這些成分越高。耐機械磨損性便越強,但對裝飾性著色的適應性則相對的越差。吸附著色本身是不會改善陽極氧化膜的物理特性的。 質量要求必須選用陽極氧化級的鋁材,才能保證在陽極氧化和著色后仍然能保持吸引人的外觀。這一級別的鋁材是專門為陽極氧化和著色而特別制備并經過特別檢測的。 合金成分對色澤和透明度的影響鋁和鋁合金原有的顏色分別隨其純度級別與所含成分不同而異。而吸附著色的色調又受原來的底色所影響。1鎂量大于5%時,陽極氧化膜會暗啞;2含錳及鉻量即使低至僅1%,氧化膜便帶黃色,超過此含量時,金屬色調便會變的暗黑;3硅有使氧化膜帶灰色的趨向,不過,很大程度上取決于它存在于合金中的形式。如果以固溶體形式存在而含量低于1%時,它不會使氧化膜明顯暗啞。超過此含量及以非固溶體形式存在時,金屬就會呈渾濁的灰色。有一種特別的含硅3%6%的鋁合金就被稱為“灰色調和金”。4含銅量不超過0.2%左右的鋁合金對陽極氧化膜的顏色、透明度或硬度均無甚影響。以其通常在一些合金(如鋁、銅、鎂類及其他)所用含量,銅往往會給合金帶來不規則斑點、呈微棕色及微灰色外觀。此外,鋁銅合金在染色過程中比其他合金更易于發生原電池腐蝕(點狀腐蝕)。5鋅對氧化膜質量不產生影響。倘若含量在2%左右或稍大,又假如合金不含其他成分,則在染色中不會產生明顯的色調變化,也不會令染色膜變暗啞。 機械表面處理與化學表面處理未經預處理的鋁是不能陽極氧化和著色的。事實上,有控制的表面處理是染色完美和光滑均勻德必備條件。機械的和化學的預處理決定了金屬表面最終德外觀,因為透明德陽極氧化膜或著色都是無助于光學性能德?;瘜W處理目的在于清除金屬上的脂類、油污、夾雜的親質、皂類德殘余、以及自然氧化膜。這些污染物質如果未得到徹底清除,就會妨礙氧化膜的生成,隨而隊染色產生明顯不良的影響。對準備陽極氧化并吸附著色德鋁件作預處理時所遵循的準則,與陽極氧化而步著色德工藝準則相同。 硫酸直流電氧化工藝參數對陽極氧化膜著色性能的影響在陽極氧化膜的吸附著色工藝中,最終獲得的色調不但取決于著色過程本身,而且在相等重要的程度上取決于氧化膜的性能。而氧化膜的性能又取決于陽極氧化參數。在工業生產中,這一點往往未受到注意。當在追溯染色故障因由時,必須同時仔細檢查陽極氧化的工藝條件。在無色陽極氧化時未被發現的氧化膜上的某些變異在西服著色時變的明顯,而且即使改進染色過程亦只能有限度的得到改正。參數偏離標準染色強度差別膜機械強度差別硫酸濃度偏高偏低較深較淡較低較高鋁濃度偏高偏低改善膜的結構稍淡稍高電流密度(膜厚度恒定時)偏高偏低較淡較深較高較低溫度偏高偏低較深較淡較低較高時間偏長偏短較深較淡較高較低膜厚度偏厚偏薄較深較淡較高較低、硫酸濃度提高硫酸濃度會增強其對金屬的溶解作用,產生更顯著錐性的微細孔,孔的平均直徑更大些。由于空隙率增大而使內表面面積增大,吸附能力因而加強,可以染出較深的顏色。在陽極氧化液使用期間,越來越多的游離硫酸消耗于溶解方面,隨著其濃度因而下降,膜的吸附力亦隨而降低。為保證隨后的染色能具有同等的強度,維持游離硫酸濃度于嚴格的允許范圍內就顯得十分重要。、鋁含量當鋁含量在5g/l以下時,染料吸附能力顯著下降,但鋁含量達到5g/l以上時,吸附能力便維持接近穩定。但當超過15g/l時,溶液便不能有效的起作用,陽極氧化膜會出現不規則。因此,為使著色色澤高度均勻,宜將鋁含量保持在515g/l。、電流密度在電流密度高而膜厚固定的情況下,由于金屬受硫酸溶解的時間短些,所以染料吸附能力下降。如果把成分不同的合金件放在一起進行陽極氧化,零件與零件之間便會出現電流密度上的變動,當這些零件著色時,便會反映為色澤上的差異。因此,在同一批次內應只陽極氧化一種合金的零件;如果零件時要著色的,這一點尤其重要。、電壓電壓應根據陽極氧化工藝參數以及合金的成分來施加,通常為1220V。、溫度提高溫度會加強硫酸的溶解作用,從而使氧化膜柔軟些和有更多的微細孔,染料吸附能力便高。但溫度的影響非常明顯,必須嚴格控制。其允許的誤差微+/-2。在這方面,必須注意的是,倘若熱對流步充分而出現局部溫度差異,以后便會出現著色的不均勻的結果。為避免出現局部過熱現象,對陽極氧化液必須采取徹底攪拌和均勻冷卻的措施。、陽極氧化時間與膜厚度陽極氧化膜的厚度幾乎與電流密度和時間的乘積成正比。當電流密度恒定時(在工廠生產時只是指接近恒定時),氧化膜的厚度及與厚度密切關聯的染料吸附能力均與陽極氧化時間成正比關系。由此可見,如需要著出深色,就必須有相當厚的膜,實際上,在厚度為12m的標準氧化膜上,只要著色條件適當,一切需要的色調都可染出來。不過,當要很高的顏色堅牢度時,陽極氧化膜就必須有超過12m的厚度,以便獲得最佳的耐光度,因為這一性能是由封閉在氧化膜內的染料量來確定的。對于建筑物配件,氧化膜厚度還必須達到25m。基于成本及質量方面的考慮,建議厚度不超過30m。厚度在12m以下的薄膜,其染出的色調不得不只限于淡色,因為其吸附能力有限。 陽極氧化后的清洗在精飾生產過程中,陽極氧化后的清洗是十分重要的。黏在著色件上的酸的殘留物如果未得到徹底清洗,染色時便會出現斑點。它們還會污染染色液使之逐漸減弱染色能力,甚至會使染料產生化學變化。因此,必須制訂最優選的清洗處理程序,其處理過程還要盡量縮短滯留時間,以免氧化膜有被過早封閉的危險,而導致降低染料吸附力。控制清洗效率的最佳方法是用溴甲酚紫指示劑。酸/水發生迅速交換。重要的是要讓新鮮的清水盡快到達工件表面的每一個點。如果工件的形狀復雜,如有洞穴、焊接口等,就必須在清洗水中攪拌以產生嫘流。 陽極氧化后的工件在染色前的貯存陽極氧化出槽的工件在貯放一定時間后,其染料吸附能力便會減弱,在環境溫度及濕度高時尤甚。因此,氧化后的工件宜即作下一步處理或予以干燥,而不應過分遲緩。如果工件經過干燥后,在進入下一步處理前,最好先用冷水濕透工件或者是用酸予以活化。陽極氧化后的工件絕不允許沾上手指印。只要有可能,在拿取這些工件時都需要戴上濕水的橡膠手套。工件上凡被污物或油脂污染過的地方都不能吸附足夠的染料來達到顏色深度的要求,也不能達到滿意的封閉效果。 陽極氧化膜的活化陽極氧化后,在著色之前,可用酸液處理,把氧化膜活化。所有有機酸、無機酸及酸性鹽均適用于活化,不過,通常多選用硫酸或硝酸。這一處理必會使一些陽極氧化膜的物質溶解,使空隙率增加,從而提高吸附染料能力。如果工件曾存放一段時間,則酸的作用主要是溶解因大氣水分反應而形成的水合物。這樣提高吸附染料能力會帶來很多好處,這是有充分理由的。但是,在最終厚度恒定的情況下,氧化膜的質量會有所下降,也是必須接受的事實。用酸活化的方法主要應用在銘牌的制作上。、操作步驟直接在陽極氧化后或在經過貯放后(濕的或干的),氧化的鋁品處理方法如下表所示:溶液溫度時間5ml/L 硫酸303515min5ml/L 硫酸室溫3060min1:1 硝酸/水室溫5120S表中提供的數據只是典型的處理方法實例,還必須根據精飾方法的其他因素作相應的調整。活化后還必須將工件再次徹底進行清洗。、氧化膜活化后的染色性能如果酸活化處理在比上述工件條件更為嚴格的條件下進行,則不但會有使陽極氧化膜的光澤和硬度下降的趨勢,且其耐腐蝕性能亦會降低。因此,對于建筑鋁材,不推薦使用著色前酸活化的方法。*染色流程 染色設備選擇染色槽德尺寸以及染色液液量時,要考慮到使要處理的一槽工件完全浸沒于溶液而不必對工件作重新排布。若是采用噴淋染色法,則染色液的體積要小的多(約15%20%)。染色液用酸泵循環并通過噴嘴噴到工件上。染色槽必須用符合下列要求的材料制造:、有能經受80的熱穩定性;、對極度稀的非陽極氧化用之有機酸有耐酸能力;、對低濃度的氯化物有穩定性;適用的材料包括有:、耐酸不銹鋼;、具有中等至高的熱穩定性之塑料,如聚烯烴類(聚乙烯、聚丙烯)、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酯等;、硬質橡膠。染色槽經過使用一段時間出現裂紋或孔洞時,染色液會因裸露的槽體材料接觸而致消弱染色能力。 染色液的加熱最好的加熱裝置是以在水平方向安裝于靠近染色槽底部的由電加熱元件或蛇行管交換器組成的加熱系統。導熱介質可以是水、蒸汽或油。染色液也可以選用煤氣燃燒器來加熱,燃燒器安裝在槽子下面。制造加熱裝置的材料,其穩定性要與制造染色槽的材料穩定性標準相同。加熱系統宜配備溫度控制裝置。 染色液的攪拌適度的攪拌可使整槽染色液各處的染料濃度均勻。倘若是給小零件染色的染色槽,通過熱對流及工件運動產生的攪拌便可能足夠了。但是,一般情況下,必須透過多孔管打入經過過濾的壓縮空氣來增加染色液的運動。攪拌器如螺旋漿或舵式的攪拌器之類都有很好的效果。染色液也可以用循環泵來保證攪拌。在這種情況下,可插上一個過濾網,把液中浮游物質隔住,保證染色液保持高純凈和著色件清潔。由于染料吸附速率會隨染色過程之持續而明顯降低,因此,保持槽液攪拌就十分重要,特別是在開始階段。在把工件浸入時以及在染色的第一分鐘,讓工件動來動去往往可以增加色調均勻性,特別是在染淡色時。 電絕緣如果在鋁著色槽中采用了鈦掛鉤,就必須避免使用類似的電接觸點。如未能避免,就會從兩種金屬和染色液產生動電電流,使染色工件出現點腐蝕。鈦掛鉤應該用非導體材料如木材或塑料與槽電絕緣后才能懸掛到染色槽內。 染色條件對顏色的影響和陽極氧化工藝參數一樣染色工藝參數也對染色產生顯著的影響。、染色溫度染色速率隨溫度之上升而提高。因此,著出一定深色所需的時間隨溫度升高而縮短。但是,同步封孔反應會減緩吸附速率,在極端的條件下還會完全抑制染色,因而同步封孔反應與溫度的關系甚至會更為顯著。倘若溫度過高,染料的積聚在還未達到足夠的密度時便終止。同步封孔還阻止染料吸附的逆向過程。因而,在高溫下產生的氧化膜在封孔溶液或清水中不會有大量的色料擴散,但這種染色膜也較難退除。采用室溫溫度時,這種封孔作用較微弱,意味著可以染出較深色調的染色膜,但一方面,染色時間又會較長。優選的溫度范圍為5565,兼顧了可獲得較深色調和接受的著色時間。、染色時間正常的染色時間為515分鐘。變化染色時間和間隔一定時間抽樣檢查染色效果可以使因氧化膜缺陷所造成的色調差異在一定程度上均勻化。但染色時間不宜計算的太短,因為如果太短的話,某一特定批次的染色膜以及與批次間的染色膜就不均一。采用混合染料時,此電尤應注意。從顏色的耐久性考慮,把染色時間縮短到515分鐘也不明智,即使是在染淡色時也不宜。一般而言,低染料濃度和較長的染色時間所得的染色膜筆之高染料濃度而染色時間短的染色膜顏色耐久性會更好些。對于不必滿足嚴格顏色耐久性要求得著色產品,可以大幅度縮短染色時間,不過就有必要采用更高染料濃度得染色液。但染色時間縮短到只用幾秒時,許多染料會在封孔液中出現嚴重得色料擴散。染色時間超過30分鐘以上就不再產生什么效果。如果過了這么長的時間仍未能達到要求的深度,則可能是有其他因素干擾(例如陽極氧化膜過薄、染料濃度過低或可能是染色液受親質所污染等)。、pH值染色的最佳pH值通常為56。相當多的染料要求pH45以便積聚到微細孔內并達到令人滿意效果。一般而言,隨著pH值降低,陽極氧化膜的吸附能力提高。這是因為較高的氫離子濃度提供較大面積的帶正電荷的表面,使帶負電荷的陰離子染料被吸引和吸附到這樣的表面上去。不過,pH值有允許的下限,因為pH值低于4時氧化膜會部分溶解。即使pH值在4以上時也有微量的鋁溶解,形成沉淀物或使染料部分地失去活性。此外,某些品種地染料在這樣低地pH值下會出現化學不穩定,或由于溶解度地降低而沉淀。、染料濃度必須選擇好染料濃度,使之在工藝條件(pH值、時間、溫度)下能獲得指定地深度,選擇這些工作條件時應以鋁材能在絕對的染料濃度下染上色為標準。實用的染料濃度范圍最高至5g/l。但若染黑色時,則必須顯著的大些。高染料濃度的染色液表現出較好的穩定性。根據吸附原理,在一定的工作條件下,染料在陽極氧化膜上的吸附量隨可提供的染料量增大而增大。不過,這一規律只在氧化膜本身的吸附能力未竭盡時適用。吸附能力竭盡時,再增大濃度也不會使染色產生再深的色調。相反,由于染料和無色親質對吸附點的競爭,有時還會觀察到深度減弱的現象。在較厚的氧化膜上,可以用明顯較少量的染料染出同等色調的染色膜。在固定染料濃度的條件下,在厚氧化膜上獲得的染色色調比在標準氧化膜上的深。、溶解的親質以離子形式溶解于染色液中的親質會影響染色過程。這些親質和染料爭奪吸附點而導致染色強(深)度減弱。一價酸的殘余物如硝酸鹽、乙酸鹽和甲酸鹽等不會危害染色,甚至還會起到促進作用。氯化物是危害性的,因為它們會導致電池作用腐蝕。多價陰離子也一樣,特別是那些會形成絡和物的,如磷酸鹽、硅酸鹽和氟酸鹽等都是危害性的,只要是以極微量存在,都會完全阻止染色。最常見于精飾液中的親質是硫酸鹽和鋁,它們的破壞力中等。染料對不同的溶解親質有不同的敏感度。由于沒有實際可行的辦法來消除這些親質離子的干擾,因而當積累的親質已超過某一極限時,染色液就必須更新。為能延長染色液的使用壽命,必須盡量減少把污染物帶入染色液內。為達到這一目的,應采取如下措施:、染色前必須徹底清洗陽極氧化后的工件,以盡量減少帶入到染色液去的硫酸鹽和鋁的數量;、染色液的pH值應保持在推薦值的范圍內,以避免因pH值低而出現的氧化膜溶解所帶來的污染;、當染色液停止使用時,應在染色槽上加蓋子,以防止吊起的工件把處理液滴入染色液而污染之;、用經過選擇的化學藥品調整染色液,使之保持良好狀態。、不溶解的親質不在溶液中的親質是不會影響吸附的,但它們會妨礙染料向微細孔內擴散。黏附在陽極氧化膜上的污物,特別是油污微粒,有防染作用,從而造成不均勻的云狀染色或形成不合格染色膜。膠體親質滲透進微細孔內就會阻斷染料的擴散。這樣,即使有足夠的染料濃度和染色時間,它們仍會妨礙染料積聚,使不能染至指定的深色調。有一點是極其重要的,就是染色液攪拌所用的壓縮空氣必須是無油壓縮空氣,才能保證溶液中沒有油粒。染色液中的其他固體污染物或沉淀物可用合適的過濾裝置(例如815m的細網眼濾網)清除。 染色液的控制和管理決定吸附染色取得成功的因素可分為兩大類:、氧化膜因素陽極氧化膜的染料吸附能力對染色效果起關鍵作用,這一事實往往是被忽視了。只有當單個工件、工件與工件之間、以及一批工件與另一批工件之間,它們的陽極氧化膜性能均一致時,才有可能著出均勻一致的著色膜。關于決定陽極氧化膜均一性的因素,以有不少報道,可以認為是人所共知的。陽極氧化膜形成上的任何變化對吸附著色的影響比之對無色陽極氧化或電解金屬鹽著色的影響要明顯的多。因此,前者的工藝所需的氧化膜均勻性標準也比后兩工藝的要求高。、染色因素相關因素有:溫度時間染色液的pH值染料濃度染色力對時間、溫度和pH值的控制不會有多大的問題,但染料濃度的測定和染色力的測定則是更為精確的工作。為了補償染色力的下降,必須加入足夠的染料,使濃度超過原先的起始濃度值,和/或必須對染色液作部分更新。如果情況嚴重,就必須重新配置新液。、染色液的pH值帶有玻璃電極的電動pH計是最適合用來測量鋁著色液pH值的儀器。由于溶液本身帶有顏色,所以,利用色階的簡單試紙測量方法只在有限范圍內適用。一定牌號的染料固有的pH值取決于濃度和水的硬度。在制造時,pH值已盡量調整至規定的數值,使平均濃度的染料溶液具有適宜于著色的pH值。若在濃度較低或用硬水時,pH值會移向7。染料pH值大多數范圍為56。由于染色液的pH值不可避免地且反復不斷地被硬水、帶入的陽極氧化的酸、蒸汽等影響而變動,因而,較明智的辦法是用一種緩沖劑來穩定這一數值。通常應用醋酸緩沖劑來實現。、染料濃度的測定下面是對兩種主要方法的簡述。、用肉眼檢查染料濃度將一用于對照的標準液與一用過的染色液按相同的比例稀釋后,用肉眼檢查法給予鑒定。把較為深色的那種溶液(通常是對照用液)用水稀釋至其色度與另一種溶液相符為止。由兩種溶液之體積計算出它們的濃度差別。、分光光度法測定染料濃度將染色液之樣液稀釋后測定其吸光值,再取具有指定(標準)染料濃度之對照液以同樣比率稀釋后測定其吸光值,然后比較這兩個吸光值,再計算生產用之染色液的實際染料濃度,單位為g/l。此一快速、準確的測定方法已在工業上得到日益廣泛的應用。不過,測出的數值僅表達了染料總濃度而未考慮到例如硫酸鋁等親質的影響,這些親質的存在是會危害到染料的吸附的。因此,還必須測定槽液的實際染色力。、染色力的測定此一重要的染色因素可采用肉眼檢查法或用分光光度法測定。肉眼檢查法所得的只是一個近似值。、用肉眼檢查染色力在實驗室里,用同等條件從具有原始濃度得新配染色液和從舊染色液得樣液分別染色。用肉眼比較它們得染色深度差異,從而鑒定染色液得染色能力。、分光光度法測定染色里對從新配的染色液和從車間現用的染色液中染色的陽極氧化膜之吸附染料量進行比較。兩種染色液的染色條件可能是不相同的,例如,染料濃度可能是不相等的。把兩種染色膜剝離下來,用恒定的條件制備萃取溶液,然后測量不同的數值。此兩種不同數值的商數即為染色力的損失值。由這一數值計算出相對染色力百分比,從而估算出需要添加到槽液中的染料量。相對染色力的測量是最重要的,因為,它與濃度測定不同,這一測定值提供了現用槽液實際狀態的信息。此方法主要用于必須符合高標準的色澤耐久性規格要求的精飾產品。 染色液的制備、維護和使用壽命、水質只要可能,均必須使用去離子水或者是硬度低的自來水或飲用水來配制染色液。硬水對于對硫酸鹽敏感的染料會有妨礙吸附的影響。水質低劣會導致在封閉液中出現嚴重的色料擴散,從而染色淡化的結果。還可能會引起沉淀及槽液渾濁。水中含有軟化劑也是不合適的。還必須十分注意的是,水中應沒有氯化物、磷酸鹽、硅酸鹽和鐵。適宜于用經過氯化處理消毒的水。、染色液的配制取干凈的槽子用純凈度符合要求的水注至最終液量的80%左右,加溫至染色溫度。稱取需要量的染料放到一個混料容器中,用一至二倍的熱水混合,至形成滑漿狀為止。取二十倍量的水(盡量熱的)邊攪拌邊加入到漿內,至染料已混合進溶液為止。若是黑色的染料,則通常用510倍的水便足夠。取幾滴溶液滴落在濾紙上實驗,必須是在紙上沒發現有殘余物時才行。必要時可加熱至沸騰以幫助其溶解。如果混合容器太小,其容量未足以滿足全槽溶液的量,則可分批量配制。啟動攪拌機器,然后把混妥的溶液傾注入槽的水中,注入時要讓溶液先經過一個細網眼的網式過濾器,以便把未溶解的微粒隔濾住。槽液應繼續攪拌15分鐘至完全均勻為止。如果采用pH緩沖劑,則必須在染色液量未達到最高液位之前加入。最后測試pH值,必要時作調整,然后將槽液升溫至染色溫度。有些染料在上述給生產槽推薦量的水中是未能完全溶解的。對這些染料,先照樣加入水槽中,先使其懸浮狀態變得分布均勻,然后加熱至溶解。并取樣測試溶液得最終狀態。根據經驗,新鮮配制的槽液未經過一段時間是未能顯露出它確定的性能的。所以,明智的做法是在未開始染色前的幾個小時就要配制槽液。把槽液溫度維持在接近沸騰的溫度會有助于縮短這一段等待期。、添加染料調較染色力的方法由于通常是在固定槽的方法來給鋁品著色,因而除對時間、溫度、pH值的控制以外,對染料濃度及染色能力,亦即染色液的狀態的控制更是絕對必要的。隨著越來越多的染料吸附在氧化膜上,染料濃度會逐漸下降;按照濃度測試結果說明的必需量加入染料可補償這種效能的下降。但是,與此同時,由于帶入妨礙染色的親質以及陽極氧化液帶來的鋁和硫酸鹽都會妨礙染料吸附到所要求的深度,盡管添加染料到原始的濃度,留存在溶液中的染料的染色力還是下降了的。倘若這種染色力下降到明顯程度,就需要提高濃度至超過原始濃度來糾正。由于“染色力”這一術語的定義包括染料濃度和吸附能力,為增強作用而添加的染料的添加量就可以通過測定這一性能來估算。在日常生產中十分需要有對染色力的實驗測定,一般可采用下述方法:如果當前染色的一批產品的色調深度比標準低,則應測試氧化膜的特性(特別是厚度)以及染色參數。如果未發現有相對于標準的偏差,則故障在于染色力下降。由于1520分鐘的染色時間未能達到穩定染色,所以深度不足的缺陷或許可以通過延長染色時間而在一定程度上得到補救。倘仍未能獲得合格的深度,可憑經驗值計算,分次小量地加入染料至槽液中至獲得所需深度為止。如果為增強需要添加的染料量超過原始濃度的50%,或者沒法達到標準的染色深度,則染色液必須部分更新或全部更換。、部分更新染色液以調整染色力的辦法由于有親質不可避免,又沒有實際可行的消除辦法,經過一段時間后,染色力損失便不再可能補救。至于這段時間的長短,則視染色工藝情況而定。當遇到這樣的情形時,就要把槽液倒掉并置換新配液。和陽極氧化液的維護一樣,定期地部分更新染色液也可以延長染色液的使用壽命。做法是在一定間隔的時間后一定量的槽液排放掉,并換入新液,計算新液時應包括流出時帶走的染料量。這樣便定期地消除了部分親質,染色液可以在較長時期內保持穩定生產均勻的著色膜。染色液部分更新的頻率和更新的程度必須以此前的經驗所得數據為依據。比如說,如果染色液預期在沒有部分更新的情況下使用壽命為12個月,則可以應用的經驗方法是,在鋁品產量恒定的情況下,在這一時期內,每個月更換十二份之一體積的槽液,染色液便可以穩定。、pH值的調整下列藥劑最適宜用來調整pH值:酸:醋酸:適用于各種pH范圍,特別是弱酸的范圍甲酸:特別適用于pH45的范圍堿:氫氧化鈉氨水這些藥劑應以稀釋狀態加入槽內:醋酸和甲酸稀釋成1:50以上硫酸、氫氧化鈉、氨水最多稀釋至1:20草酸在熱水中稀釋至1:5左右染色液的pH值必須每天測定。如果手頭沒有pH計,又或者意圖以較長的間隔期測試和管理pH值,就必須用緩沖劑來穩定pH值。、染色液的更換一般染料均能在一個較長時期內保持良好使用狀態,但是,它們仍需不時地進行局部更新,有時還必須全部更換。這里不可能就時間間隔期或全槽液的更換作出任何一般性的建議,因為具體的視精飾工藝的條件而定。、染色液的維護和維持時間只要認真維持,染色液均能保持較長時間,下列因素是極其重要的:、用耐化學性的材料制造染色液槽;、槽子要配備蓋子,當槽液停止時蓋上;、采取措施以避免抑制染料吸附的污染物引入槽內。特別是在陽極氧化了的工件上的鋁鹽。、保持適當的pH值,即使染色液停用時亦應如此;、防止染料液張出霉菌,應從液面將它們撇去,并加入少量有殺菌能力的藥物。這類藥物可例舉的有雙氯酚等,可溶解在酒精或氫氧化鈉溶液中加入。、使用符合質量的水配制染色液。、廢水處理用過的染色液及染色較重的清洗水均應在廢水處理設備或主排水渠中先作漂白處理才能排放到城區的污水系統中。褪除顏色的辦法可以用活性碳吸附,也可以用鋁鹽或鐵鹽沉淀。兩種辦法已通過工業應用實驗。、染料的消耗率每平方米染色表面積的總消耗量由下列元素組成:氧化膜吸附的染料量帶出損耗定期部分更新染色液的消耗消耗量視具體的染色牌號而定,平均消耗率為37g/m2。、不溶解親質的去除染色液中的沉淀物及其他固體親質可以通過過濾方法去除。已經證實,電鍍液所用之過濾裝置(濾網目數為815m)適用于染色液。不宜使用活性碳過濾器。因為活性碳不但吸附親質而且會吸附去染料,使染料濃度和染色力下降。在槽液表面往往不可避免地形成油膜。在工業生產中已經證實,充分攪拌槽液能使這樣的油膜的作用降低。加入少量非離子濕潤劑可阻止油膜的生成。如仍不見效,則必須用物理方法把這層很薄的、幾乎看不見的膜除去。油膜可以用吸水紙(干的新聞紙)吸掉,或用航道清除油污的油結合劑,這種工業用的結合劑分有立方體狀的、片狀的和丸狀的。染色后的處理 清洗與過渡性貯存剛染過色的工件必須經過徹底的清洗,把附著于表面的所有浮脫的染色清除干凈。通常這些工件要立即作封孔處理。染過色后需要再加印的工件必須在2050溫度下控制的條件干燥。一切曾用易于色料擴散的染料染上色的工件都必須在這種狀態下干燥貯存,不得在潮濕環境下放置。染了色的工件未經封孔處理之前都不得用手觸摸其表面。 去除染色的褪色法(封孔前的褪色)當染了色的工件在封孔前的抽樣檢查中發現色調不妥時,染上的色通??梢韵跛峄蛄蛩嵬食蚴股{變淺。這些酸不會嚴重損壞陽極氧化膜,褪除后經過處理可以重新染色。這一方法亦可用來給多色制品生產中經浸蝕的工件褪色。既是把經過染色的表面需要保留已染顏色的地方用絲網印刷法涂上防染劑,經過一步接一步的褪除再染和防染工序,最終達到多色的設計結果。在經過酸褪除以后,工件必須清洗干凈。在制作多色銘牌的工藝中,如需要經過幾次脫色工序,明智的做法應是在2030溫度下染色,而不是采用正常的5565的溫度范圍。這樣,染上的色會易褪除一些。不過,以這樣較低的溫度染色時,必須作耐光性能測試,看是否能令人滿意。如果染上的色單獨用酸褪除未能達到令人滿意的效果,則采用下列褪除方法會有效。用高錳酸鉀50g/l濃硝酸50100g/l在2030下褪除515分鐘清洗用二硫化鈉50100g/l在20下處理清洗 褪除染色膜的褪色法(封孔后的褪除)如果染色次品不能用褪色和重染的方法修復,即它是在封孔后才檢查出來,或者是因氧化膜不正常所引起,則必須把染色膜與陽極氧化膜一起褪除,然后重新陽極后再染色。去除陽極氧化膜最簡單的方法是浸漬氫氧化鈉溶液。但是,在這種方法中,基體金屬也受到侵蝕,因而可能需要作新的前處理才能重新獲得原有的表面結構。用下述其中一種方法可以褪除陽極氧化膜而基體金屬不致受到侵蝕。處理溶液時間溫度85%磷酸50100g/l重鉻酸鈉50g/l530分鐘9885%磷酸50100g/l鉻酸30g/l530分鐘98168Tw/66Be硫酸200250cm3/L三氧化銻530分鐘9885%磷酸600g鉻酸200g水200g0.55分鐘40磷酸/鉻酸溶液不僅用來退除有缺陷的膜,也用作電解拋光后去除黑色掛灰。不論用何種褪除方法,退膜后的鋁件均必須經過徹底沖洗。*封孔及后處理封孔處理是把陽極氧化膜的微細孔封孔并將沉積在細孔內的染料固定。因此,封孔處理是染色工藝整體的一個部分。遺憾的是,在工業生產中,人們對封孔工序往往未有給予足夠的重視。封孔處理以其最簡單的在沸水中的處理形式只要進行的適當,就能保證染色膜表現出其應有的色澤牢固度。而且還可使工件具有防止指印、色斑及油脂污染的能力。陽極氧化后的表面只有經過充分的封孔才能使它失去對接觸物黏著的能力。需要指出的是,有小量的染料在封孔液中會產生輕微的色調變化。只要在染色工件從染色液中去除時簡單地清洗,并在清洗后立即封孔,就幾乎可以保持住染色時最終獲得的色調。封孔作用受時間和溫度因素的影響,也與封孔液的組成和pH值有關。最低限度的封孔時間為2.5分鐘/微米,即絕對時間10分鐘。溫度則應盡量接近沸水溫度。處理用的水應為高純度的、才能產生好的封孔膜。某些封孔用添加劑如金屬鹽之類對染色色調和堅牢度有良好的影響。從別的地方帶入諸如硫酸鹽、磷酸鹽之類的親質會抵消封孔作用,且增加染料向溶液的擴散。封孔液的pH值應調至5.56.0。調整pH值最好用稀醋酸或氨水。水封孔是最常用的地方。也可以用水蒸汽來代替水,產生的封閉膜質量較好。 陽極氧化膜吸附著色后封孔處理的特點醋酸鎳封孔在工業生產中往往優先選用醋酸鎳法來封閉吸附著色的工件,因為在這種介質中色料擴散少,而且所得的精飾膜具有最高的耐光性和耐侯性。具體步驟:一階段法:在封孔鹽AS溶液中,以98100溫度,封閉2.5分鐘/微米,但最少10分鐘,清洗。兩階段法:先在一階段法所述之溶液中以70的溫度封閉0.51分鐘/m,但至少5分鐘,不用清洗。在水中(最好是去離子水)中或在pH值調整至5.7的水中,以98100封孔。硫酸鎳封孔本法不推薦使用,因為許多染料會完全擴散出來,且幾乎沒有鎳沉積到膜里。來自鎳鹽溶液的封孔污物所有鎳鹽封孔法都會在金屬上殘留下一層厚厚的污黑。采用封孔鹽AS或添加鎳污黑抑制劑??梢妿缀蹩梢酝耆种七@一現象。 減少封孔溶液中色料擴散的方法有幾種染料是易于擴散進封孔液中的,尤其是封孔液只由水組成時。其結果是染色深度受到損失以及溶液染上色,不過這幾乎無法檢測出來。假如有幾種不利因素同時起作用,其聯合作用可能完全可能會令陽極氧化膜完全褪色。如能注意下述預防措施,上述困難就幾乎可以完全避免:用封孔鹽AS封孔以盡可能最高的允許溫度(6080)染色染色時間最低限度5分鐘用最高純度的水配制染色液染色后簡單清洗隨即封孔以沸騰溫度封孔用高純度的水配封孔液。當親質量達到臨界值時就把舊液棄去用醋酸或甲酸或醋酸銨調整封孔液pH值(定期的pH值控制和調整很必要)浸入時立即攪動染過色的工件使它們迅速而又均勻地受熱 封孔后的處理工件封孔后要清洗和干燥。在表面上往往會看到有粉狀殘余物,可通過輕度拋光去除。若在封孔液中加入選用的化學藥劑,此類殘留物可以很大程度上避免或完全避免。染色故障、原因及防止方法在工業生產中,當鋁著色出現故障而產生次品時,人們往往把責任歸咎與染色工序甚至抱怨染料有問題,而不再進一步了解故障的原因。但是,經驗證明,引起著色故障的往往是前處理出問題所致,這些前處理缺陷有些是當時未檢查出來,有些是無法檢測的。下面提供的資料說明著色故障的原因并闡述相應的措施,這些資料會有助于消除
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