自贡铝合金氧化工艺流程(铝合金氧化处理工艺流程)
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求铝合金化学氧化着黑色的工艺配方。
铝合金化学发黑新工艺
1前言
在铝合金产品应用中自贡铝合金氧化工艺流程,黑色是一种重要的常见色调。它不仅可作大方典雅的表面装饰色自贡铝合金氧化工艺流程,还是铝合金制备吸热材料、光学材料和零部件时必不可少的颜色。铝合金着黑色有较大的市场需求。目前铝合金着黑色多采用传统的电解着色和硬质阳极氧化着色法自贡铝合金氧化工艺流程,耗电量大,需专用设备及工夹具,不适用于超小型工件及结构复杂的工件。采用一种化学氧化着黑色的新技术,通过两步氧化着色,得到了结合力好、耐蚀性强、颜色鲜艳美观的铝合金黑色氧化膜。
2实验部分
2.1实验过程
铝合金两步法氧化发黑工艺流程:
工件→化学脱脂+超声波→碱蚀→酸蚀出光→化学氧化→发黑→封闭→干燥→成品
2.1.1前处理
(1)化学脱脂
用60~65℃碱性化学脱脂液处理工件约2 min,除去工件表面的油污,以保证碱蚀均匀,防止工件产生花斑。其脱脂液配方如下:
NaOH5~6 S/L
Na2CO320~25 g/L
Na3PO4•12H2O10~15 g/L
表面活性剂1 g/L
(2)碱蚀
在60℃的NaOH(ρ(NaOH)=40~50g/L)溶液中碱蚀l~2min,以除去工件表面残存的自然氧化膜及变质合金层,并调整基体表面,使之均匀一致。为了减少腐蚀过程中沉淀的氧化铝絮凝物,可采用柠檬酸铵(ρ=10g/L)作为螯合剂。
(3)酸蚀出光
用H2SO4和HNO3体积浓度分别为15~20 mL/L、3~5 mL/L的酸蚀液中和残留碱,同时溶去挂灰附着物,使工件露出光洁的活性表面。
2.1.2氧化着色
氧化着色分两步,第1步采用传统的铬酸盐氧化工艺,对经前处理的工件及时进行化学氧化,以免再次污染或生成新的自然氧化膜,其工艺规范如下:Na2CrO418
g/L
Na2CO45 g/L
NaOH4g/L
Na3PO48g/L
θ60~70℃
t10 min
经该步处理,可得到耐蚀性基本达标的氧化膜。
第2步为对经氧化处理的工件着黑色。该步工艺配方采用某过渡金属化合物A为着色剂,KMnO4为氧化剂,NiSO4为催化剂,并加HNO3调节pH值为5左右。工件在80~90℃处理约8min即可。
2.1.3封闭
可采用水解盐法进行封闭,在已形成的发黑膜孔隙中产生氢氧化物沉淀,将微孔堵塞。经封闭可进一步提高耐蚀性,增加光泽度。水解盐法封闭工艺规范如下:
NiSO4 4~5 9/L
NaAc•3H2O4~6g/L
CoSO4•7H2O0.5~0.8g/L
H3BO34~5 9/L
pH值4~6
θ80~85 ℃
t15~20 min
2.2膜层主要性能评价指标
因采用两步氧化成膜,该配方在较大试验范围内均可得到耐蚀性好的氧化膜,故确定正交评分及检验标准时着重选用了膜层色度、均匀度、附着力三个指标(见表1)。表中,均匀度由显微镜(100目)观察,用同样面积内膜上小坑或突起的多少计分自贡铝合金氧化工艺流程;附着力以脱脂棉力度均匀地擦拭膜表面至露基底的次数计分。综合评分z由公式计算。
3结果与讨论
3.1各因素对着色效果的影响
经初步试验,选取了影响着黑色效果的4个主要因素:着色剂A质量浓度,KMnO4质量浓度,着色温度,着色时间。采用L9(34)正交表进行正交试验优选,并固定NiSO4质量浓度为2g/L,各配方均用HNO3)调节pH值为5。
以正交试验的结果作极差分析,绘制极差分析图见图1。由图可知,着色剂A用量对色度及附着力均有较大影响,用量大有利于提高膜层整体性能自贡铝合金氧化工艺流程;KMnO4浓度有一最佳值,用量过高膜层各项指标反而有所下降;着色温度可在一较大范围内波动,易于操作控制。
3.2最佳工艺条件
根据正交试验极差分析结果,综合进行单因素试验的结果,得到了最佳工艺条件。
着色剂A16~18g/L
KMnO48~10 g/L
NiSo42g/L
θ80~85 ℃
pH值4.5~5
t8~10 min
3.3氧化层测试结果
以最佳工艺条件处理铝合金表面,得到了黑色鲜艳、附着力强、平整、光洁、均匀致密的黑色氧化膜,且表面无挂灰。
由膜层表面电镜照片(图2)分析可知,其表面明显为具有高耐蚀性的非晶型结构,膜层均匀致密;由侧面电镜照片(图3)可知该膜层非常均匀,两层氧化膜结合良好。
由电子能谱分析(图4)可知膜层主要成分为Al2O3、MnO2、NiO及另一关键着色成分,质量分数分别为25%、44.5%、13.5%、17%。
对本试验获得的着色工件采用锉刀法评价其结合力,用扁锉呈45。由基体金属向镀层方向锉镀层的边棱,镀层未见揭起或脱落。
4结论
利用该铝合金化学发黑新技术对经碱性铬酸盐氧化液处理后的铝合金化学着色,得到了颜色鲜艳、结合力好、耐蚀性强、有很好的装饰及防蚀效果的黑色氧化膜。且该法耗电量低,设备简单,投资小,操作简便,便于批量生产,尤其适用于形状复杂的铝合金工件表面着黑色,具有较好的应用前景.
阳极氧化铝板的工艺流程
铝材阳极氧化工艺流程:
机械抛光——除油——水洗——化学抛光——水洗——阳极氧化——水洗——封闭—机械光亮.
化学抛光商品:铝材碱性抛光液 阳极氧化商品:铝材阳极氧化液 封闭商品:铝材着色封闭液 铝材阳极氧化和染色工艺
经过染色法处理的铝制品,颜色美观、鲜艳、抗腐蚀性、耐磨性及绝缘性高于一般的铝制品。将铝的工件悬于适当的电解质溶液内,以此作阳极进行电解。在电解过程中,水中的氢氧根离子在阳极放出电子成为水和新生态的氧,它使铝氧化成较厚的氧化铝膜,因为这个过程是金属制品作阳极被氧化的,所以叫做阳极氧化。铝制品经阳极氧化后,再经着色、封闭、处理即成染色品。
一、染色工艺
1.预处理:
铝制件在多次机械加工过程中,沾有较多的油脂、少量磨料、灰尘及有缺陷的氧化膜等,这些物质导电性差,不能进行阳极氧化,故需预先处理。方法是用四氯化碳、三氯乙烯、汽油或甲苯作清洗剂,将铝件浸入,用毛刷刷洗,然后风干,再浸入水中,多次清洗。油去尽后,立即用热水冲洗。如果表面生成一层黑色的膜,还要放在32%的硝酸溶液浸泡20秒钟,以便除去黑膜,最后用冷水冲洗干净。浸入蒸馏水中,备作制氧化膜用。
2.阳极氧化:
⑴硫酸电解液的配制:由硫酸18-20公斤和去离子水80-82公斤混合而成,此时溶液比重约为1.125-1.140。有时为了获得防护性能好的氧极氧化膜,通常往硫酸电解液中添加少量草酸。
⑵氧化工艺:将线路仪表安装好,将要染色铝件作阳极并全部浸入电解液中,然后接通电源,按下列工艺条件控制。
电解液温度控制在12-25℃,阳极电流密度1-2安/分米2,槽中电压13-23伏之间。时间30-40分钟左右。
按上述工艺操作完毕,随时将铝件从电解液中取出,把所沾的酸液用清水冲洗干净,低凹部分更应注意,否则会有白斑出现。酸液清洗干净后,浸入清洁水中备用。
3.染色:
铝件经过阳极氧化后,表面形成了能吸附,以共价键或氢键等键型键合而成有色络合物,出现色泽。
⑴染料选择:染料分无机染料和有机染料两种。无机染料多为无机盐组成,染色时将铝件分别在甲、乙两种化合物溶液中浸泡,生成带色化合物,达到染色目的。
无机染色溶液。
染料颜色 溶液甲 溶液乙 染色化合物名称 名称 浓度 名称 浓度 :
蓝或浅蓝 亚铁氰化钾10-50氯化铁10-100普鲁士蓝 褐色 铁氰化钾10-50硫酸铜10-100铁氰化铜 黑色 醋酸钴50-100高锰酸钾15-25氧化钴 黄色 重铬酸钾50-100醋酸铅100-200重铬酸铅 金黄色 大苏打10-50高锰酸铅10-50三氧化二锰 白色 醋酸铅10-50硫酸钠10-50硫酸铅 橙黄色 铅酸铝5-10硝酸银50-100铬酸银
有机染料品种繁多,现将常用染料,染液浓度,所呈色泽列表介绍如下,以供参考。
染料色泽 染料名称 染液浓度 备注
黄色 酸性媒介RH直接黄棕D3G醇溶黄GR直接冻黄G0.7-11-50.5-11-2
凡是酸性染料都应加入冰醋酸1-2毫升调整pH用酒精作溶剂:黄色 茜素黄印地素桔黄,酸性橙H 1-211-2
该染料染色须加亚硝酸钠10克,温水一升配成染色液,染色时间30分钟,再在硫酸25毫升温水一升中显色一分钟。
红色 直接耐晒桃红G酸性大红GR茜素红S 2-55-105-10 红色 碱性玫瑰精酸性橙Ⅱ 0.753 两种染料分别溶解后合并为一升 草绿 直接耐晒翠绿直接绿B 3-52-5
蓝色 直接耐晒翠蓝GL活性艳蓝酸性湖蓝V酸性湖蓝A 2-5522-5
黑色 酸性毛元ATT酸性皮元NBC 10-1510-15
二、染色操作:
①染单色法:将经阳极氧化,用清水洗净的铝制品,立即浸入40-60℃的着色液中浸泡。浸泡时间:浅色30秒钟-3分钟;深色、黑色3-10分钟。染后取出,用清水洗净。
②染多色法:若在同一铝件上染两种或多种不同颜色、或印出山水、花鸟、人物、文字时,则其手续甚繁,有涂料掩蔽法、直接印染法、泡沫塑料扑染法等。上述各法操作不同,但原理一致。现将涂料掩蔽法介绍如下:此法主要是将快干易清洗的清漆薄而均匀地涂刷在真正需要的黄色上,把它掩蔽起来。待漆膜干后,将铝件全部浸入稀铬酸溶液中,以退去未涂刷清漆部分的黄色,取出,用清水洗去酸液,低温烘干后,再染红色,如欲染第三、四色可照上法操作。 4.封闭:经染色的铝件用水洗净后,立即放入90-100℃的蒸馏水中煮30分钟。经过这样处理后,表面变得均匀无孔,形成致密的氧化膜。着色所涂的染料就沉淀在氧化膜内,再也擦不掉了,被封闭后的氧化膜不再具有吸附性,并且耐磨、耐温、绝缘性都得到加强。
将经过封闭处理的铝件的表面擦干,再用软布擦亮,就能得到美丽鲜艳的铝制品,如染多色,封闭处理后,应将铝件上所涂的保护剂除去,小面积用棉花沾丙酮揩去,大面积可将染色铝件浸入丙酮内把漆洗去。
三、注意事项
1.铝件洗油处理后,应立即进行氧化,不应放置过久。铝件制作氧化膜时,要全部浸入电解液中,槽电压从头至尾要平稳一致,同一批产品,必须完全一致,这一点即使在染色时亦应遵循。
2.在阳极氧化过程中,电解质中溶液的铝、铜、铁等不断增加,影响铝的光泽等。当铝含量大于24克/升,铜大于0.02克/升,铁含量大于2.5克/升时,电解液应考虑更换。
3.购买原料与染料要选择纯度高的产品,因一般杂质稍多或掺有元明粉、糊精时,染色效果不佳。
4.大量染色时,染液初浓后淡,染出颜色即会出现深浅不一,故应注意适时掺兑稍浓染液,尽可能保持染液浓度的一致性。
5.染多色时,应先染浅色后染深色,由黄、红、蓝、棕、黑顺序染色。染第二色前,喷漆应干燥,使涂料紧贴铝面,否则染料会浸入,出现毛边界限不明等。
相关名词:阳极氧化铝板,氧化铝,铝材,铝制品,铝板,着色阳极氧化
阳极氧化工艺流程
1.通用工艺流程:
铝工件→上挂具→脱脂→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→阳极氧化→水洗→去离子水洗→染色或电解着色→水洗→去离子水洗→封闭→水洗→下挂具
2.高光亮度的铝制品工艺流程:
铝工件→机械抛光→脱脂→水洗→中和→水洗→化学或电化学抛光→水洗→阳极氧化→水洗→去离子水洗→染色或电解着色→水洗→去离子水洗→封闭→水洗→机械光亮
扩展资料:
阳极氧化(anodic oxidation),金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明,通常是指硫酸阳极氧化。
为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷,扩大应用范围,延长使用寿命,表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环,而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。
所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程,在该过程中,铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜,这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化,只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。
将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度,保护金属表面等。例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解。
阳极的铝或其合金氧化 ,表面上形成氧化铝薄层 ,其厚度为5~30微米 ,硬质阳极氧化膜可达25~150微米 。阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可达250~500千克/平方毫米,良好的耐热性 ,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ,优良的绝缘性 ,耐击穿电压高达2000V ,增强了抗腐蚀性能 ,在ω=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。
氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金(如铝、镁及其合金等)都可进行阳极氧化处理,这种方法广泛用于机械零件,飞机汽车部件,精密仪器及无线电器材,日用品和建筑装饰等方面。
一般来讲阳极都是用铝或者铝合金当作阳极,阴极则选取铅板,把铝和铅板一起放在水溶液,这里面有硫酸、草酸、铬酸等,进行电解,让铝和铅板的表面形成一种氧化膜。在这些酸中,最为广泛的是用硫酸进行的阳极氧化。
参考资料:百度百科-阳极氧化
铝材如何氧化处理
1、脱脂处理:铝型材处理前要对铝型材产品进行脱脂,目的是为了去除铝型材表面的防护油层,保障在后期处理时表面的均匀度。
2、酸蚀处理:铝型材脱脂之后必须要进行酸蚀处理,去除铝型材表面的氧化物。
3、碱蚀处理:进行完酸蚀处理之后要进行碱蚀处理,目的同样是为了祛除铝型材表面的氧化物以及在挤压过程中留下的压痕。
4、混合酸处理:在进行完酸蚀和碱蚀之后铝型材表面会残留一层混合元素的灰层,必须利用混合酸去除,露出铝型材本质颜色。
铝材氧化处理注意事项
将不合格的工件固定到固定装置并用铝进行阳极氧化,然后根据在硫酸水溶液中对铝进行阳极氧化的方法进行阳极氧化2至3分钟。薄膜软化并剥落后,用黑麦和氨氮稍微清洗一下。水出来后可以再次进行导电阳极氧化。
铝铯氧化物技术要求在将工件转移到热处理或焊接工艺中以除去表面油之前,先用有机溶剂(特性:澄清,无色液体)洗涤工件,这种方法很普遍。工件的表面因为不可能而形成。焦化油基烧结层(将粉末材料转变为致密物体的过程),该焦化层很难用有机溶剂去除,并且在浸入黑麦中时会引起局部腐蚀。
以上内容参考 百度百科-铝氧化、百度百科-铝阳极氧化
氧化的工艺流程是什么?
工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。
(1)工件装夹:要根据工件的形状、大小,设计专门的夹具或吊具。目的是使工件之间留有足够的间隙,工件间不能相互接触,要使每个工件都能完全浸入氧化液中被氧化。
(2)去油:目的是除去工件表面的油污。经过机加工后(发蓝、发黑是最后一道工序),工件表面难免不留下油污,用防锈油作工序间防锈的更是这样。任何油污,都会严重影响四氧化三铁的生成,所以必须在发蓝、发黑之前除去。常用的除油溶液配方。
(3)酸洗:酸洗的目的是除去工件表面的锈迹。因为锈迹、锈斑会阻碍生成致密的四氧化三铁层。即使工件无锈迹,也应进行酸洗,因为它使油污进一步去除干净,而且酸洗会提高工件表面分子的活化能,有利于下一工序的氧化,能生成较厚的四氧化三铁层。
酸洗溶液一般是10~15%浓度的硫酸溶液,温度是70~80℃,将工件浸入硫酸溶液中,浸入时间为30min左右,锈蚀较轻的钢件可浸20min,锈蚀严重者,则需要浸40min以上。
(4)氧化:氧化是发蓝、发黑的主要工序。四氧化三铁膜层是否致密、是否光滑、是否有足够的厚度,取决于氧化阶段。
扩展资料:
氧化工艺的意义
在化学工业生产中占有非常重要的地位,用于许多化合物的制备:
1、硫化铁氧化成二氧化硫,再将二氧化硫氧化成三氧化硫,以制备硫酸。
2、氮氧化成一氧化氮(以铂作为催化剂),再将一氧化氮氧化成二氧化氮以制备硝酸。
3、磷氧化成五氧化二磷制备磷酸。
4、乙烯氧化生成环氧乙烷。
5、甲醇氧化被夺去氢生成甲醛。
6、氯化氢氧化被夺去氢生成氯气和水。
7、用氯气给自来水消毒。
8、集成电路制造中的一道重要工艺流程 。
参考资料来源:百度百科-氧化
铝合金表面氧化处理工艺有哪些?
铝合金表面氧化处理工艺有:
硫酸阳极化、铬酸阳极化、草酸阳极化、硬质阳极化、本色阳极化等种类繁多。