铝阳极氧化前处理与操作

阳极前处理工艺及实操注意事项一、前处理目的：除去加工产品表面油污杂质及产品表面的刮伤、金属毛剌、金属氧化物等，给阳极氧化着色打好基础，使其光泽达到客户的要求。二、前处理作业前准备工作（针对现场）①劳保用品的配戴；②原物料的领取与摆放；③样品、流程图之配备；④各槽液的检测（温度、浓度、比例等）；⑤指令单之发放。三、前处理内容：1、脱脂：铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。2、脱脂槽——洗洁精槽、冷脱槽、热脱槽、纯硝酸槽、稀片碱槽。(1)洗洁精槽：浓度：8-12g/L，温度：常温，一般时间：30-120秒，中途不断清洗，无彻底除油效果。(2)冷脱槽：浓度：40-60g/L（喷砂:120-160g/L），温度：常温，一般时间：30-120秒，中途清洗二、三次，脱脂效果良好，但对基材腐蚀性较强（铝脱剂），适用除矿物油。（原理：利用有机溶剂对油脂的溶解作用进行脱脂。）(3)热脱槽：浓度：30-50g/L（粉剂），温度：50-70℃，时间：30-100秒，中途不断清洗，脱脂效果良好，对基材腐蚀性小（铝除油粉161#），适宜除植物油。（原理：利用介面活性剂的润湿，浸渗卷离作用进行脱脂）(4)纯硝酸槽：工业纯硝酸，温度：自然温，时间：1-3分钟，脱脂不彻底，有除腊、除漆效果，对纯铝无腐蚀性，具有钝化作用，较危险，操作时要特别注意安全。（HNO3比重：1.42g/ml）(5)碱性脱脂：稀片碱脱脂：浓度：40-60g/L，温度：60-80℃(车削：50-60℃)。（原理：利用碱性物质与油脂发生皂化反应和乳化反应进行脱脂）。四、脱脂的目的：因客户在对产品加工时，表面留有油污、杂质，如果不进行脱脂，表面会产生油泡、油斑等不良现象，其目的是防止油泡、油斑的产生。3、两酸化抛：硫酸+磷酸体积比=1：（3.8-4.2），温度：100-110℃，时间：5-150秒，生产过程中铝离子含量越来越高，化抛效果越来越差，化抛时间越来越长，这种工艺对基材损耗相对较大。H2SO4比重：1.84g/mLH3PO4比重：1.65g/mL作用：使金属表面达到光亮效果，一般亮度。下面就两酸化抛时出现的亮雾差进行分析比例失调亮雾差（上下亮雾差，一边亮、一边雾）操作手法素材原因温度不统一药水搅拌不均4、三酸化抛槽：硫酸+硝酸+磷酸=1：1：8，配槽时，加入少量硫酸铜（0.5g/L)、铬酐和水。温度：100-120℃，时间：5-150秒；这种工艺对基材损耗相对较小，出光快而好，本工艺对铝离子含量较敏感，铝离子低，表面有小而密的麻点出现。[针对一些较大部品，特别是实心的，最好先泡一下热水后，再下化抛槽]铝离子含量高出光慢，无晶亮感；同时，槽液必须保持清洁无油污，槽液表面若有油污，会粘到产品上造成油泡。三酸化抛的作用：使金属表面达到镜面效果，出光快、亮（溶液中若有少量铜离子，可防止腐蚀，可以提高抛光表面的均匀性，但铜离子含量过高，则影响抛光的反光效果）。5、碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污脏物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。此外，通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其它操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（硝酸钠）6、稀片碱槽：浓度：40-60g/L，T：60-80℃(车削：50-60℃)，时间：2-30秒，本工艺对基材损耗很快。7、高温片碱槽、雾面片碱槽、一般片碱槽、亮面片碱槽、一次处理槽(1)雾面片碱槽：浓度：40-50%，NaOH+NaNO3=1：4，即每升水加(80-150gNaOH)+(350-400gNaNO3)，AL3+含量10-60g/L，温度：80-110℃，时间：15-60秒，本工艺处理后表面效果呈雾白色，实用于中低档产品。(2)一般片碱槽：浓度：30-40%，NaOH+NaNO3=1：1，即每升水加(180-220gNaOH)+(200-250gNaNO3)，AL3+含量10-60g/L，温度：80-110℃，时间：15-60秒，本工艺处理后表面效果呈银白色，实用于中低档产品。(3)亮面片碱槽：浓度：30-40%，NaOH+NaNO3=3：1即每升水加(300-350gNaOH)+(NaNO3100-150g)，AL3+含量10-40g/L，温度：80-110℃，时间：10-40秒。本工艺处理后表面呈银色，实用于中低档产品。(4)一次处理槽：浓度：20%，NaOH+NaNO3=2：3，即每升水加(80gNaOH)+(120gNaNO3)，AL3+含量5-40g/L，温度：70-110℃，时间：10-30秒，本工艺处理后表面呈银白色，实用于管材上挂前处理。注：含硅量较高的压铸件最好不要用片碱处理，因为片碱可选择性腐蚀金属表面，表面会发黑，可用酸蚀处理，最普及的是染黑色，可遮盖表面的缺陷。下面就片碱时出现的花斑不良进行分析比例严重失调操作手法材料亮雾差脱脂不净药水搅拌不均花斑（下水太慢）8、中和有：硝酸中和、除膜剂中和、无铬中和、CP中和等；无铬中和：HNO3+TY-015：(60-80g/L)+(60-80g/L)，温度：常温，时间：10-20秒，其作用除去前工序的黑垢。中和作用：除去化抛和碱蚀性后留在产品表面上的残留物。中和铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中，所以经热碱溶液蚀洗的制品都必须先除去制品表面挂灰和残留碱液，以露出其光亮基本金属表面的酸浸清洗过程称为中和、光泽或出光处理。（中和不到位制品会有黑斑、脏污等不良出现）各道工序间的水清洗：目的：在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，使下道工序槽液免遭污染，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40-60度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理，所以这道清洗应特别认真，以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长，如停留30-40分钟，制品就需要重新蚀洗和中和。9、消光槽:A、波尔犁地剂消光：浓度:80-150g/L温度:70-80℃时间:20-90秒B、氟化铵消光：浓度：60-80g/L温度：20-30℃时间：30-150秒※铝及其合金的性质和种类：(1）物理性质：铝是一种银白色金属,相对原子量为26.98,密度为2.7g/cm3,熔点为659.8℃，标准电极电位为-1.66V（2）化学性质：两性金属，比较活泼，铝及其合金表面在空气中容易生成一层极薄的氧化膜（厚度约为0.01-0.02um），有一定的抗腐蚀能力，但由于这层氧化膜是非晶体的，致使其膜不紧密，孔隙多，不均匀，无光泽，且其硬度低，抗蚀能力差。（3）铝材的分类：A．高纯铝（杂质含量0.05％以下）B．纯铝（杂质含量1％以下）C．合金铝：由于铝本身的强度不足以应付各种用途，因而相当多是与其它金属形成合金，主要的杂质有镁(Mg)、硅(Si)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)、铁(Fe)、铬(Cr)等。铝的级别和铝的阳极氧化：铝材的物理成分以及级别是吸附染色是否取得成功的重要因素。铝材分有高纯铝、纯铝和合金铝。高纯铝所含杂质金属不超过0.05%，(依次排级)；纯铝的杂质金属含量不超过1%。合金成份对色泽和透明度的影响：铝和铝合金原有的颜色分别随其纯度级别与所含成份不同而异。而吸附着色的色调又受这原来的底色所影响。*含镁量大于5%时，阳极氧化膜会暗哑。*含锰及铬量若低至仅0.1%，氧化膜便带黄色，超过此含量时，金属色调便变得暗黑。*硅有使氧化膜带灰色的趋向，不过，很大程度上取决于它存在于合金中的形式，含硅3%~6%的铝合金就被称作“灰色调合金”。*含铜量不超过0.2%左右的铝合金对阳极氧化膜的颜色、透明度或硬度均无甚影响。以其通常在一些合金(如铝、铜、镁类及其它)所用含量，铜往往会给铝合金带来不规则斑点，呈微棕色及微灰色外观.*锌对氧化膜质量不产生影响。倘其含量在2%左右或稍大，又假如合金不含其它成份，则在染色中不会产生明显的色调变化，也不会令染色膜变暗哑。*含硅量高的铸件合金在铸件上产生规则的氧化膜比在轧制件或锻制半成品（如片材、型材等）上要困难,因为铸件的结构的均匀性较差。*含硅10%~12%的标准合金铸件在阳极氧化液中呈现斑状的灰色或黑色外观。化学表面处理化学处理的目的在于清除金属上的脂类、油污、夹杂的杂质、皂类的残余以及自然氧化膜。这些污染物质如果未得到彻底清除，就会妨碍氧化膜的生成，随而对染色产生明显不良的影响。