关键词 6063铝合金 黑色 厚膜型材
Black Thick Film Surface Treatment Technology for 6063 Aluminium Alloy Profiles
Wang Jurong Qi Zhongdong
(Northeast Light AlloyCo.,Ltd.,Harbin,150060,China)
(Northeast Light AlloyCo.,Ltd.,Harbin,150060,China)
Abstract The surface treatment process of the 6063 aluminium alloy profiles with black thick film was instituted,through test and research.It was applied to batch production.The profile met requirements of consumer were produced.
Keywords 6063 aluminium alloy;black;thickfilm prfiles
Keywords 6063 aluminium alloy;black;thickfilm prfiles
1995年我公司承接了北京西客站工程的部分铝门窗型材生产任务，用户要求提供氧化膜厚度17μm以上，封孔质量符合ISO国际标准，即磷铬酸失重小于30mg/dm2、纯黑色并具有很高光亮度的6063铝合金型材。但是在生产中要完全满足上述产品的技术指标要求有许多困难，产品成品率很低，各项指标往往顾此失彼，不能同时满足。为此，我们立项研究，经多次试验，找到了最佳生产工艺，将其用于实际生产中，能够同时满足用户各项要求，并且氧化成品率达到了99.5%。
1 试验方法
1.1 试验方案的思考和分析
以往对铝合金型材着黑色的研究表明：采用普遍的硫酸阳极氧化工艺，将阳极氧化膜厚度控制在10μm左右，选取适当的着色、封孔工艺，就不难生产出满足GB/T5237-93标准的6063铝合金型材。但是要生产出能同时满足膜更厚、纯黑色、封孔度和光亮度要求很高的产品，却没有现成的生产工艺可借鉴。
在生产中常常出现以下现象：当变化工艺参数使膜厚增加时，纯黑色则较易得到，但是封孔度却达不到要求的指标；而变化工艺参数来保证厚膜和封孔度指标时，黑色程度却下降，并且色调不正。我们根据上述情况结合氧化着色理论来分析，认为要使各项指标均符合要求，应把研究的重点放在形成氧化膜的阳极氧化工序上，在已确定的着色和封孔工艺基础上，寻找一种氧化工艺使其达到合格膜厚、黑色度、封孔度的要求。
在生产中我们还发现，不经抛光的氧化膜，其黑色度、光亮度（光反射能力）与6063合金的化学成分、挤压工艺、型材的表面质量有一定关系。平滑的型材表面与粗糙的表面相比较，其氧化着色后，前者更容易同时满足四项指标的要求。为此，我们也安排了合金成分和挤压工艺的试验。
1.2 试验方法
（1）考察Fe的质量分数分别为0.12%和0.29%,而其它成分相同的两种6063合金制品的黑色度和光亮度的差异。
（2）考察挤压温度分别为470～480℃和500～520℃的制品的黑色度和光亮度的差异。
（3）采用正交试验法选择最佳氧化工艺，因素水平列于表1。
以往对铝合金型材着黑色的研究表明：采用普遍的硫酸阳极氧化工艺，将阳极氧化膜厚度控制在10μm左右，选取适当的着色、封孔工艺，就不难生产出满足GB/T5237-93标准的6063铝合金型材。但是要生产出能同时满足膜更厚、纯黑色、封孔度和光亮度要求很高的产品，却没有现成的生产工艺可借鉴。
在生产中常常出现以下现象：当变化工艺参数使膜厚增加时，纯黑色则较易得到，但是封孔度却达不到要求的指标；而变化工艺参数来保证厚膜和封孔度指标时，黑色程度却下降，并且色调不正。我们根据上述情况结合氧化着色理论来分析，认为要使各项指标均符合要求，应把研究的重点放在形成氧化膜的阳极氧化工序上，在已确定的着色和封孔工艺基础上，寻找一种氧化工艺使其达到合格膜厚、黑色度、封孔度的要求。
在生产中我们还发现，不经抛光的氧化膜，其黑色度、光亮度（光反射能力）与6063合金的化学成分、挤压工艺、型材的表面质量有一定关系。平滑的型材表面与粗糙的表面相比较，其氧化着色后，前者更容易同时满足四项指标的要求。为此，我们也安排了合金成分和挤压工艺的试验。
1.2 试验方法
（1）考察Fe的质量分数分别为0.12%和0.29%,而其它成分相同的两种6063合金制品的黑色度和光亮度的差异。
（2）考察挤压温度分别为470～480℃和500～520℃的制品的黑色度和光亮度的差异。
（3）采用正交试验法选择最佳氧化工艺，因素水平列于表1。
表1试验工艺因素水平
| 水平 | 氧化温度/℃ | 氧化时间/min | 电流密度/A.dm-2 |
| 1 | 24 | 45 | 1.5 |
| 2 | 20 | 40 | 1.3 |
| 3 | 16 | 35 | 1.0 |
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试验过程中硫酸质量浓度控制在（155±5）g/L。
表面蚀洗时氢氧化钠质量浓度（55±5）g/L,温度(55±5)℃，时间4～5min。
着色工艺采取镍锡混合盐交流电解着色法，其中硫酸镍质量浓度（45±5）g/L,硫酸亚锡质量浓度（17±3）g/L,硫酸质量浓度（25±5）g/L,硫酸亚锡稳定剂适量，pH值控制在1.0～1.3
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