铝板概况阳极氧化处置惩罚 时的无镍低温封孔新手艺 工艺

1．引言

　　铝是地壳中含量最多的金属元素，铝及其合金因其价钱 相对廉价 ，比强度高和轻易 加工厕被普遍 运用 于人类生发生 活是各个范畴 。从热力学角度，铝异常 活跃 ，同时具有异常 强烈的钝化偏向 。遗憾是提它不像铬或不锈钢一样能自觉 构成 可自修复的致密的钝化膜，是以 铝及其合金临盆 加工进程 中及耐侵蚀 加工就成为必不行少的步调 之一。

　　电化学阳极氧化可在铝及其轮廓构成 雪白 色平均 厚实但多孔的氧化膜，并进一步经由过程 电化学方式 或有机染料着色而供应 厚实多彩的色彩 。这一手艺 被普遍 用于室表里 建筑装潢 ，构造 件和3C市场。因为 电化学氧化构成 的氧化膜富有纳米级的多孔构造 其耐蚀性较差，阳极氧化后的封孔进程 成为氧化后必不行少的一个步调 。

　　铝阳极氧化手艺 年夜 体上可分为两类：一类的高温水或水蒸汽封孔，其能耗异常 高；另外一 类是中低温的镍封孔手艺 ，其镍的排放问题日趋 引发 人们的存眷 。出于资本 ，价钱 和环保方面的斟酌 ，无镍低温封孔手艺 也就愈来愈 获得 行业表里 的正视 。

　　汉高着 为世界500强和在轮廓处置惩罚 范畴 处于领先地位的公司一向 致力于铝阳极氧化无镍低封孔亲手艺 的研究并正致力于向市场推行 该手艺 。本文也恰是 基于汉高无镍低泗封孔新产物 P3 Almeco Seal NF-1的机能 和运用 研究。

2．试剂、材料和实行 进程

　　实行 用铝板为工业1060纯铝板，厚1.5mm。经剪切朋分 为10cm×5cm（双面面积1.0dm2）样板，并经压力加工毗邻 有直径4mm的纯铝丝。阳极氧化时该纯铝丝与电源正极相连。

　　脱脂槽成分 为汉高P3 Almeco AC酸性脱脂剂，浓度2%~3%，室温浸渍5min。

　　碱蚀槽成分 为50~70g/L NaOH外加汉高P3Almeco 46碱蚀添加剂，浓度0.5%~1%, 70℃碱蚀15min。

　　出光槽成分 为1:1浓硝酸，室温浸泡出光5min。

　　氧化槽为160~180g/L工业硫酸，用冷却盘管冷却至19±1℃。直流电源为德国Munk公司的psp family直流电源，节制 恒定电流模式以1.3A/dm2的电流密度氧化52~53min以获得 20±1微米的氧化膜。

　　封孔液为各类 浓度组合的P3 Almeco Seal NF-1开缸剂(Mu)和添加剂 (Additive)，封孔时候 随封孔度的分歧 而分歧 ，所有封孔液的pH值均调至8.5±0.1。部份 进程 在封孔后有热纯水浸泡进程 ，在文中也注明。

　　以上步调 从脱脂到氧化，每进程 后均有自来水漂洗。封孔前另加有纯水漂洗。Mu和Additive组合封孔后有纯水漂洗，热水浸泡进程 后直接于空气中天然 干燥。

　　封孔质量的评价主如果 Quanod的掉 重和染色方式 。掉 重量测试时先用19±1℃，640g/L的浓硝酸(67%)预浸10min，然后再用38±1℃的20g/LCrO3+35ml/L浓磷酸(85%)浸渍15min,经由过程 称重的方式 较量争论 获得 单元 面积的掉 重。除非尚有 申明 ，所有掉 重测试都在封孔5天落后 行。染色测试时先在测试样板是滴25ml/L的H2SiF6预蚀1min，用水洗净后再在统一 部位滴Sanodal Red B3LW染料染色1min，最后用水洗净后与比色卡比对评级记实。

3．实行 效果 与接头

　　3．1 二组份封孔最优前提 挑选

　　为研究最有用 的封孔前提 ，采取 正交设计年夜 批量对P3 Almeco Seal NF-1土封孔前提 进行了进行要优化，共进行了两轮实行 进行初步挑选 和粗细挑选 。各素的规模凭据 预实行 和经验肯定 ，这此身分 及其规模为：

　　P3 Almeco Seal NF-1 Mu（开缸剂）浓度，1%-8%（第一轮）和0.8%~1.7%（第二轮）；

　　P3 Almeco Seal NF-1 Additive（添加剂）浓度，0.2%-1.4%（第一轮）和0.8%~1.3%（第二轮）；

　　封孔槽pH值，5.5~11.5（第一轮）和8.5（第二轮）；

　　封孔温度，40~60℃（第一轮）和50℃（第二轮）；

　　封孔时候 （膜厚均为20微米），10~30min（第一轮）和20min（第二轮）；

　　研究的响应机能 为磷铬酸掉 重量和染色实行 ，此中第二轮唯一 磷铬酸掉 重量。实行 设计和数据阐明均由汉高内部的响应 DoE（Design of Experiment）软件进行。

表1 第一轮和第二轮 DoE实行 效果

从表1的第一轮实行 效果 可能看出，当前提 适合 ，掉 重效果 符使Quanod尺度 （

　　3．2 封孔后掉 效时候 温度及后续热进程 影响的研究

上述表1 和图1 中的掉 重数据均是试样封孔后在实行 室放置5落后 行的，在实行 进程 中同时发现封孔试样的磷铬酸掉 重数据会随放置时候 的分歧 而转变 。这也就意味着封孔进程 可能在试样在分开封孔槽后还在继续进行。为研究这是现象和 情况 温度和封孔以后 热进程 对这一现象的影响，别离设计以下三组实行 ：

　　以S39工艺封孔的试样在实行 室情况 温度下时效分歧 天数，测试其掉 重量转变 ；

　　以S39工艺封孔的试样别离在实行 室情况 温度，4℃冰箱和40℃烘箱中时效不是时候 ，测试其掉 重转变 ；

　　以S39工艺封孔后的试样当即在30℃-80℃的分歧 温度的热水浴和热风烘箱中时放时效5-45分钟，测试其掉 重。

　图2 是室温时效时的掉 重转变 ，从图中可以看出掉 重值是随时候 下降 并最后接近于~10mg/dm2。需要指出的是这一过各与情况 温度相干 ，本图中的数据是炎天 得出的，当天重在~20mg/dm2，冬季 时这一数据曾高达50~60mg/dm2。图3是分歧 温度下时效时候 的感化 ，室温下的数据一样 最后不乱 在10mg/dm2摆布，同时可以得出的结论是，较低温度不时 效进程 仍然 进行着，但比室温时要慢，或 需要更长的时候 。而低高温度不时 效进程 进行较快且最后的掉 重值也较低，这可能与40℃烘箱内相对湿度低很多 有关。图4是封孔后紧接热水或热风烘箱热进程 对掉 重的影响。图中园圈的年夜 小代表的是掉 重的数值。从图中可能看出10分钟摆布的热纯水浸泡或热风烘干进程 立行将 掉 重量数据下降 至很小，也就是当即完成掉 效进程 。

3．3 单组份无镍无氟中高温封孔研究

　　Almeco Seal NF-1为双组份产物 ，其是起封孔感化 的主如果 Mu，而additive主要含F-和 封孔助剂，而F-主如果 在封孔进程 中供应 必然 的反映活性，使得封孔进程 可能在较低的温度下进行。其于这一熟悉 和更高的环保要求，测验考试 产物 除 无镍之外 最好也能无氟，设计了以Almeco Seal NF-1 Mu零丁 作为封孔产物 在较高温度下的封孔实行 ，表2列出了分歧 温度下的封孔掉 得效果 。从图中可能看出Almeco Seal NF-1 Mu在75℃以上温度时可以零丁 作为封孔产物 利用 ，若是可能接管 在情况 温度时效进程 ，封孔温度乃至 可能下降 至65℃。封孔温度随封孔槽温度的转变 而分歧 ，温度越高所需时候 越短，好比 在85℃时其封孔时候 可缩短至20分钟，相当下1分钟每微米膜，这一时候 比如今 的无镍封孔产物 所需时候 要短很多 。

　　3．4 针对AAMA-611热裂要求的研究

　　针对国内部份 铝型材产物 出口美国会触及 至AAMA-611热裂要求问题，而今朝 通俗 含镍产物 较难在到这一要求。经由过程 简单实行 也发现Almeco Seal NF-1双组份封在低温封孔试样，凭据 AAMA-611测试要求在加热至67-71℃时也发现氧化膜开裂的现象。但从封孔机制上看Almeco Seal NF-1是有可能知足 热裂要求的。为作可能性切磋，别离对S39工艺封孔后附加一热水浸泡进程 和Almeco Seal NF-1 Mu零丁 封孔的试样按AAMA-611尺度 进行了热裂测试，效果 列于表3，掉 重数据也同时测出作为参考。表中热裂效果 栏的0@82℃为在82℃未发现任何裂纹（AAMA-611尺度 的要求），0.5@86℃和1@88℃为别离在86℃和88℃时发现少少 量和少许 裂纹。表中效果 显示Almeco Seal NF-1双组份封孔后附加一热水浸泡进程 或 Almeco Seal NF-1 Mu零丁 在较高温度下封孔时完全可能知足 AAMA-611热裂要求。

4．结论

　　Almeco Seal NF-1作为一种无镍封孔的新产物 具有可天真 利用 的特点，既可双组份共同利用 ，其开缸剂(Mu)也可零丁 利用 ，其机能 都可 知足 建材行业中封孔机能 中最主要 的Quanod掉 重和染色要求。

　　Almeco Seal NF-1 Mu和additive比组份共同利用 时，可实现较低温度下的无镍封孔，知足 Quanod掉 重和染色要求，厥后 附加一热水浸泡进程 还可经由过程 AAMA-611热裂要求。

　　Almeco Seal NF-1 Mu零丁 在较高温度封孔时，可经由过程 Quanod掉 重、染色和AAMA-611热裂要求