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各种因素对硬质氧化膜硬度和生产速度的影响
来源:中国铝材信息网,更新时间:2007-6-22 8:34:49,阅读:
  硫酸含量。在工艺配方规定范围内,硫酸浓度较低时氧化膜生长速度快、膜层硬度高,尤其对于纯铝更为明显。而在较浓的硫酸电解液中,氧化膜生长速度初始比较稀的电解液膜层生长速度快,但随着时间的增长,浓度较大的电解液中生长的氧化膜被溶解速度亦大,使得总体的氧化速度慢于低浓度的电解液。同时,在其它条件相同的前提下,在浓度较低的电解液中生成的氧化膜孔隙较小,膜层致密而且硬度也较高,但电解液中生成的氧化膜孔隙较小,膜层致密而且硬度也较高,但电解液浓度过低,会降低电解液的使用寿命,因此,实际使用中,硫酸浓度也不宜过低。
硫酸钠含量。微量的硫酸钠在新配电解液时加入,可增强电解液的导电性能,溶液用熟后,便不需再加入。 
  电流密度。提高电流密度,可加速氧化膜的生长,可缩短氧化时间,减少膜层溶解量,提高耐磨性。但是电流密度过高,则生成的氧化膜硬度下降、表面粗糙、膜层疏松并起粉末,容易脱落。 
电压。电压过低,电流通过氧化膜的能力下降,生成的氧化膜较薄;电压过高,会造成氧化膜的空隙过大,从而降低膜层的表面硬度。 
  温度。溶液温度升高,会使膜层疏松、硬度低;降低溶液温度,可使氧化膜的耐磨性提高,然而温度太低膜层变脆,不利于剪边、折弯等后加工操作。 
  时间。在初始及随后的一段时间内,铝表面的电导较大,氧化膜的生长速度大于溶解速度,这段期间氧化膜随时间的增长且增厚。到达一定时间后,随着氧化膜的加厚,表面电阻的增大,使氧化膜的生长速度逐渐与溶解速度相接近,直至基本相同,氧化膜的生长与溶解形成动态平衡,此时,氧化膜不再加厚,因此,并不是氧化时间越长氧化膜就越厚。 
  溶液杂质。在生产过程中,往往因氧化前铝板表面处理不清洁和环境的影响,将一些杂质带进电解液,引起氧化膜质量下降,有时也由于电解液使用时间较长而又未加维护,造成电解液中杂质含量增多,影响膜层质量。电解液中各种杂质对膜层的影响及允许含量见表4-24。 
表4-24硬质阳极氧化电解液的允许杂质量
杂质名称A13+Cu2+Fe2+C1ˉ油脂
允许含量(g/l)≯0.25≯0.2≯0.2≯0.10
  对膜层的影响膜层透明度下降,表面呈现白点或白斑,吸附能力降低,电解液氧化能力减弱氧化膜上出现暗纹或黑色斑点氧化膜上出现暗纹或黑色斑点膜层粗糙且疏松,甚至出现黑色腐蚀斑点氧化膜不均匀
  合金含量。铝合金含量对硬质阳极氧化的均匀性,完整性有一定的影响,对铝-铜、铝-锰、铝-硅等合金,硬质阳极氧化难度较大。合金成分中铜含量大于5%或硅含量超过7.3%时,则不适合直流电进行硬质阳极氧化,只有采用交直流叠加方法。 
氧化好的铝标牌经清水冲洗干净后,放入热蒸馏水或5%重铬酸盐溶液中浸15?30分钟(室温)进行封闭。也可用无水白油或蜡在80℃条件下封闭5?30分钟。
封闭好的半成吕,即可送入下面的工序,进行嵌漆,干燥,冲裁成成品。
  5、丝印水白氧化铝标牌。水白氧化铝标牌是近期在我国出现的一种新型亚光平面标牌。这种标牌外观呈乳白色,表面光洁平油滑,无凹凸感,具有耐湿热、耐盐雾、耐霉菌性能,还具有很强的耐晒、耐磨擦、耐有机溶剂等特性,适用于需经常擦试的机床和工作在环境比较恶劣条件下的整机。更难能可贵的是丝印水白氧化铝标牌生产工序少、工效高、基本无“无废”产生,其人力、能源(包括水、电)的消耗不超过传统腐蚀标牌的三分之一。为了使读者对这种新型标牌有比较具体的认识,现将其制作工艺介绍如下,仅供参考。
工艺流程。
开料→抛光→去油→药白→阳极氧化→丝印→干燥→封闭→去余墨→后加工→检验→成品
工艺说明。
  材料。材料宜选用L2Y工业半硬纯铝,要求表面平整、无明显夹灰、压延痕,无深蚀点和划伤。 
抛光。机械抛光后用软布轮出光,使铝板表面呈镜面状。 
去油。去油一般在35?45℃的高级洗衣粉溶液中进行,以保持铝表面光洁度不遭损坏。 
  药白。药白的目的在于使铝板表面光泽柔和,不耀眼,以满足人机工程要求。药白处理在下面给出配方的溶液中进行: 
氢氧化钠               50?60g;
碳酸钠                50?60g;
水                  加至1000ml。
温度                 70?85℃;
时间                 5?10分钟。
  药白处理过的铝板要及时冲洗干净,并随即放入稀硝酸溶液作中和处理。
  有时为了使表面更白些,可让铝板沾些湿的200目95%的碳酸钙粉,在刷板机内刷制,也可用毛刷沾上湿碳酸钙粉在铝板表面均匀刷磨,随后用流水冲洗干净板面,再放入上述药白液中进行药白处理。
  阳极氧化。阳极氧化可在铝板表面生成一层厚10?的氧化层,不仅能保护铝板的药白面免遭损坏,更重要的是这层厚厚的氧化膜具有较强的吸附能力,可把印在其上的油墨牢牢地吸附在氧化膜具有的细微松孔中,达到平面图文的效果。 
  丝印。 
  丝网印版一般选用260目至320目的的涤纶丝网,过稀的网印出的字迹线条边缘粗糙、常常带有明显的“锯齿”,过密的网油墨不易通过,易造成文字图形残缺不全。由于线印水白氧化标牌的油墨溶剂有较强的溶解作用,故在制作丝网印版时,只能用丝网感光胶或丝网感光膜,封网只能采用封网胶。
  丝印水白氧化标牌的油墨,一般有室温固化型和热固型两种,采用室温固化型油墨的较多。制作多套色产品时,须待上一色油墨表面不粘连时,再印刷一色。
  封闭、去除余墨。对氧化膜进行封闭,其作用有二:一是护膜,二是固色。 
  氧化膜的封闭方法很多,由于水白氧化标牌是丝印后封闭,在封闭的同时还要去除板面的余墨,故一般采用镍盐封闭。其封闭液配方及工艺条件如下:
硫酸镍             5.0g/l;
醋酸钠             4.8g/l;
硼酸              5.3g/l。
温度              85?95℃;
时间              2?5秒。
  在封闭过程中,板面大部分余墨已脱落,残留的一些可用板刷在清水中刷除,清洗凉干后便可送入下工序,进行后加工(金属工艺加工)。
  6、丝印铝氧化彩色标牌。铝制平面阳极氧化标牌是标牌品种中的一种,应用较为广泛。它具有美观、光亮、硬度高、耐磨性能好等特点。以往工艺过程为铝板下料、机械抛光、化学抛光、氧化;间接法制丝网版、锌钡白厚漆加醇酸清漆进行保护印刷;用染色浆进行着色。此项工艺不论制丝网版还是染色,都存在用料多、工序复杂、耐印力低、分辨力差、成本高的缺点。
  在现有技术条件下,编制出一套工序较为简单、质量好、效率高的新工艺是可能的。新工艺以无毒重氮型感光胶直接法制丝网印版,实践证明可达制版快、分辨力高、耐印力高、用料少的要求。而且可将印保护漆、染色、退印料工序合并为一,即自制水性染色印料,直接染色,接连套色,不需色缸。从而大大简化了整个工序和操作手续,使平面氧化染色标牌有了新方法。
现将此新方法的主要工艺介绍如下:
  制丝网印版。制版时采用250目涤纶丝网,感光胶用重氮树脂丝网感光胶,刮胶六次,制得较厚膜层。晒版光源采用1000W镝灯。灯距450mm,曝光五分钟,效果良好。
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