铝型材常温封孔技术与维护.pdf

3 0 ‘ Ma y 2 0 0 2 El e c t r o p l a t i n g ＆ P o l l u t i o n Co n t r o l V0 1 ．2 2 No． 3 加热到 7 0 --8 0 e， 立即用 0 ． I N KMn O 4 标准溶液滴 至粉红色 ， 3 0 s 不褪色为终点 ， 计下读数 V 2 注意 酸 、 碱介质中氧化时间阚隔最好不要超过 4 h 3 计算 乳酸 g ／ L N V 2 _v J 一 v 。 ] 或 H 2 C O 4 “ 2 H x O g ／ L 式 中 9 0． 0 8 和 1 2 6 ． H 2 O 的分子量 V N [ 一 - v I 卜 弋 0 7分别 是乳酸 和草酸 含 2个 4和 l 2是乳 酸在 酸 性 和 碱 性 介 质 中 氧 化失 去 的 电子 数 2 H2 c 2 O 4 2 H2 O被氧 化失 去 的电子 数 v吸取槽 液毫升 数 N草酸的高锰酸钾标准溶液当量浓 度 注 两 者浓度必须相同 ， 否则应按原理对计算公式加 以校 正 。 6 ． 2 2 H 2 S O4 含量 的 测定 吸取 1 ml 溶 液 于 2 5 0 ml 锥 形 瓶 中 ， 加 水 1 0 0 m1 ， 酚酞指示剂 4 ～5滴， Na F约 1 g 初期槽液 A l ” 含量低于 1 g ／ L， 可以不加 N a F ； 当 A 1 ” 含量大于 1 g ／ L时 ， 必须加 Na F掩蔽 A 1 ” 的水解 ， 用 0 ． 1 N N a OH标准溶液滴至终点。 计算 一 吼 V消耗 Na OH标准溶液毫升数 N N a OH标准 溶液 当量浓 度 v n 吸取槽液毫升数 t l l 和 m乳 分别 为测得的草酸 和乳酸的含量 g ／ L 4 9 ． 0 4 、 6 3 ． 0 4 、 9 0 ． 0 8分别 为 H2 S O4 、 H2 c 2 0 4 2 H2 O、 C H 3 C HO HC O OH的 当量 。 续 完 铝 型 材 常 温 封 孔 技 术 与 维 护 Nor ma l Te mp e r a t ur e Ho l e S e a l i n g Te c hn ol o g y a nd M a i n t e n a nc e f o r Al u mi nu m Pr ofil e s 颜 建辉 南方 冶金 学院 材 料 与化 学I程 分 院， 赣 州 3 4 1 0 0 0 YAN J i a n ． h u i 1 n s t o f Ma t e r i a l s a n d Ch e mi s t r y En g r g ，S o u t h e r n I n s t i t u t e o f Me t a l l u r g y，Ga n z h o u 3 4 1 0 0 0 摘要 从铝型材 的封孔机理 出发 ， 介 绍 了封孔液 中的 Ni 、 F 、 p H值 、 温度、 娃夏 杂质 等 因素 对铝材 封孔质量 的影响 ， 并采 取 了相应的糟液 维护措施 。 对提 高型材质量、 降低 咸丰和提高经济效益有一定的意j L 。 关t词 铝型材 ；封孔机理 ； 影响 因素 Ab s t r a c t B a s e d o n t h e p ri n c i p l e。 f h o l e s e a l i n g f o r a l u mi n u m p r o f i l e s ．t h e e f f e c t o f N ．F一．p H v a l u e ．t e mp e r a t u r e ．i mp u r i t i e s a n d o t h e r f a c t o r s i n h o l e s e a l i n g b a t h O n s e a l i n g q u a l i t y i s d e s c r i b e d ．Th e b a t h ma i n t a i r fi n g F f t e a S L lr S for p r a c t i c a l p r o d u c t i o a a r e a l s o r e c o mme n d e d．wh i c h h a v e c e r t a i n s i g n i f i c a n c e t o i mp r o v i n g p r o f i l e q u a l i t y，r e d u c i n g c o s t a n d i n c r e a s i n g e c o n o mi c b e n e f i t ． Ke y wo r d s AI ma l nu m p r o i l e；Ho l e s e a l i n g p r i ndpl e ；Ef f e c t i n g f ac t o r s 中田分类号 TG 1 7 4 4 5 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 7 4 2 2 0 0 2 0 3 ． 0 0 3 0 0 2 l 前言 铝型材经阳极氧化和着色处理后， 其铝基表面 是一层极薄的多孔性阳极氧化膜 ， 其吸附性强、 抗蚀 能力和 耐磨性 差 。只有 经 过 封孔 处 理 后 ， 才 能 达 到 以下 目的 1 降低 吸附性、 提 高耐蚀 性和 电绝 缘 性 i 2 提高膜表面抗污染的能力 ； 3 提高着色膜 的色 牢度 、 耐光 性 和 耐侯 性 。所 以封孔 是决 定 铝 型 材质 量 的一 个 重要 因素 。 2常温封孔的机理 镍氟体系常温封孔 也称冷封孔 的机理是 1 j fr}}} l_ l } j} l j 0 V N 一 几 g 中 式 维普资讯 2 0 0 2 年 5 月 电镀与环 保 第 2 2 卷第 3 期 总第 1 2 5 期 3 1 氟离子促进氧化膜 的水化反应 ； 2 氟离子与无定 形氧化铝反应生成络合物， 同时放出氢氧根离子 ， 使 膜孔内 p H值升高 ； 3 氧化膜 内的镍离子水解 ， 生 成氢氧化物沉淀析出。其主要化学反应如下 A k o 3 1 2 F 3 H2 O一2 A I 6 O H AI 十AI z O3 3 H 2 OA I 3 oH 3 F 6 3 OH N 十2 OH Ni oH 2 以上 这 些 溶 解 和 沉 积 反 应 ， 其 反应 物 填 塞 物 质 主要 是 水 合 Nj OH 2 、 A 1 O H 3 、 AI 混 台 物 ， 另外还有 A I OO H A I 2 O 3 它是 F 与 氧化膜 反应生成的A l”产生水合 A I H 2 o ， 当其离子浓 度达到一定值时， 离子间发生缔 和、 水解和浓缩， 最 后转化为稳定相的 A I O OH A I 2 O3 物质“0 可见 ， F 对常 温封 孔 起 了很 重 要 的 促进 作 用。 阳极 氧化 冷封孔后 ， 封孔物质主要集 中在氧化膜的外层 5 ～8 m 的区域 。 3常温封孔工艺因素对型材 质量 的影 响 3 ． 1 镍瓤 含量对 封孔度 的影响 常温封孔新开槽时的封孔 度一 般都能达到 要 求， 但生产一段时 问后封 孔质量有所 下降、 生产 中 F 与 氧 化 膜 反 应 被 消 耗 掉， 还 与 槽 液 中 c a 2 、 M 、 AI ”络合沉淀也被消耗掉。所 以 F ～ 消耗要 比 N 陡， 处理相同面积后分析表明 ， 氟离子消耗 要 比镍离子消耗高出 2 7 ％左右 如果配槽和补 充采用 同 一 封孔 剂 ， Ni 2 和 F 失 调 那 是 必 然 的 事 实。镍氟含量失衡 是封孔度差 的主要因素。为此 ， 建议配槽和补充采用两种含量不同的封孔剂。槽液 工艺参数 Ni 1 ． 0 ～l 2 g ／ L， F 0 3 ～0 ． 8 g ／ l N 浓度过高 ， 增大了 Ni 的消耗， 同时铝材带 出 的 Nj 数量也多， 浪费大且成本也高 ； 过低 ， 则封孔 度不足。F 过高时 ， 导致镍 沉积过快 ， 析出物过多 ， 严重时引起挂灰 ； 过低 ， 则难以保证封孔质量。当镍 离子浓度足够而氟离子浓度偏低时也可单独添加氟 化物。有时为了得到无色封孔膜 ， 封孔槽常常加入 C o z ， 其浓度为 N 的 1 ／ 5 ～1 ／ 2 0 。 3 ． 2 杂质 积 累与封 孔 液老化 的关 系 配封孔液 要用 去离子 水 ， 如用 自来水会 导致 C a 、 Mg 多消耗 F 。清洗水脏 ， 操作马虎 ， 前道 的水洗不 彻底 ， 将硫 酸 带 人 槽 内导致 硫 酸 根 数 量增 加 ， 且槽液 p H值 下降。为此 ， 必须 用氨水 来调节 p H值 ， 于是 s 、 NH 不断积累。当槽液中 s 一 大于4 g ／ L ， N H ；大于1 ． 5 g 几 时， 封孔度将大大降 低 ， 甚至失 效 而无 法 调 整 其 它 杂质 允 许 的范 围如 下 不 溶 性 悬 浮 物 3 ％ ， Na 和 K一0 3 g ／ L ， AP 0 2 5 g ／ L， P 5 mg ／ L 。 3 ． 3封 孔液 p H值 和 温度对 封孔 质量 的影 响 p H值要求控制在 5 ． 5 ～6 5范 围内最佳。p H 值大 于 6 ． 5 ， N 会 自行 水解 沉 淀 ， 槽 液 浑 浊 ， 损 失 封孔剂的有效成分 ； 如 p H值小于 5 5 ， 则呈弱酸性 ， F 的作 用不 足 以引 发镍 的 沉 积 ， 起 不 到封 孔 效 果 一 般在 封孔 槽 初 配 时 溶 液 的 p H 值 均 在这 范 围 内 。 随着生产 的进行 ， 由于 F 的作用 ， OH 不断 的产 生 ． 溶液 p H值 有上 升的趋势 ， 需要用 乙酸来调 整； 但也可能由于操作马虎， 前两道水洗不彻底 ， 铝材带 过来 的硫 酸 进A封 孔槽 而引起 o H 值 下 降 ， 为此 ， 要 用氨水 也可用部分低浓度的氢氧化钠来代替氨水 来调整其 p H值 。 封孔温度最好在 2 0 ～3 0 ℃ 范围内进行 ， 此时虽 有利于镍盐水解。过低 ， 则封孔速度慢 ， 效果差 ； 过 高， 虽然封孔侠 ， 但填充物 会疏松， 从 而造成铅型材 表面粘附着一层“ 粉霜” ， 影响型材外观 。 封孔 时 间 可由下列 公式计 算 t b 8 其中b 温度系数， 2 0 ～3 0 ‘ C， b取 1 0 ； 3 O ～3 5。 C． b取 0． 8 。 a 氧化膜厚度 m t 封 孔时 问 mi n 3 ． 4影响封 孔质 量的其 它 因素 封孔质 量也 是一 个 系统工程 。封 孔质量 不好 不 单单 是封孔 液 的问题 。如 果从 封孔工 艺上 找不 到不 利原因 ， 应 对氧化 条件进行 检查 ， 如氧化电流大于 1 5 A／ d in 2 、 氧 化 温度 大于 2 5 。 C以及 硫酸 浓度 大 于 2 0 0 g ／ L， 这些条件都会导致氧化膜疏松 ， 孔径增大 ． 孔 口呈“ w” 形 ， 故封孔 困难。控制好氧化条件 是优 质封 孔 的基 础 封 孔 后 在 5 O ～6 o ℃ 的热 水槽 中浸 泡 1 0 rai n ， 或者在 5 0 ～6 O 。 c的热风 中干燥 ， 以缩短 陈化时间达到封孔质量标准 ， 即“ 冷封孔后处理” ， 这 样可以提高封孔质量 ， 且能耗少干燥快。 4槽液的再生与维护 通过 以上分 析 ， 应从 以 下 几个 方 面来 加 强封 孔 液 的维护与管理 ， 以达到提高铝型材封孔质量的要 求 。 1 生产 中应严格控制工艺 条件 ， 应该 有工艺 人员管理和监督槽液 ， 每班次检测封孔槽的镍离子 和氟离子含量 ， 定期 添加 以保持封孔槽 中镍 离子和 维普资讯 3 2 ‘ Ma y 2 0 0 2 El e c t r o p l a t i n g＆ P o l l u t i o n C o n t r o l 、 0 J ． 2 2 N 0 ．3 氟离子浓度的协调效应。 2 配封孔槽时一定要用去离子水 ， 以防钙、 镁 等杂质离子含量增加。 3 封孔槽前 的水洗要用 流动水， 最好用两道 水使水洗彻底 ， 要保证封孔稽前的水洗槽的 p H 值 不得低于 4 ． 5 ， 这样既可防止封孔槽 p H值的升高又 可防止硫酸根离子被带到封孔槽内而污染封孔槽。 如果封孔槽 p H值大干 6 ． 5 ， 可用乙酸来调低； 如果 封孔槽 p H值低于 5 5 ， 可用氨水 也可用部分低浓 度的氢氧化钠来代替氨水 ， 防止氨积累而引起溶液 变质 来调整封孔槽的 p H值。也可预处理 ， 即在两 道水洗槽 中加入少量 Na OH来 防止硫酸 被带入封 孔槽 。 4 定期静置沉淀 ， 清除槽底污泥。如果封孔 槽变质严重， 无法调整 ， 可采用清槽或部分倒槽的办 法处 理 ， 并选 用 6 u m 的过 滤器来 过 滤槽液 。 参考文献 l 1 暨调和 铝氧化膜 常温封孔 机理 和时教 特性【 J ]电镀与涂 饰 ． 1 9 9 5， 1 4 4 21 2 5 [ 2 】 暨调和 谢 志军 ． 等常温封孔技 术及维护 管理 J 】电镀与棘 饰 ， 1 9 9 6， l 5 1 】 l 7 2 2 [ 3 ] 束祖芳 铝 阳极氧化封孔 技木之进展 轻 台金加工技 木， 2 0 t 0 ． 1 9 收稿 日期 2 0 0 1 ． 0 9 0 1 ● ⋯⋯’ ● ⋯⋯， ⋯● ⋯■ ⋯⋯’ ⋯● ⋯ ⋯⋯⋯，⋯， ⋯⋯⋯⋯， ⋯⋯⋯⋯， ⋯⋯● ⋯● ⋯⋯⋯ 上海容昆物资合作公 司专营水叻噤 新佳高级水溶性透 明漆 特点 透明性好 、 抗氧化能力强 、 耐磨性优 良、 自干速度快、 操作方便 。 为空气 白干型 ， 温度在 2 O ～2 5 ℃左右 ， 干燥时间约 1 O ～1 5 mi n 。 功能 能够保护金 、 银 、 铜 、 镍 、 仿金 、 黑镍、 锌等镀层表面， 防止氧化变色。 我公 司经一年多开发 ， 将“ 新佳 ” 2型水叻噪 推向市场 。该水叻 透明性特别好 ， 浸渍 后， 在镀 银 、 光亮镍 、 麻面镍 、 滚镀镍层上目测几乎看不出覆盖膜层 。为了更好地服务于表面装饰行业 ， 特别介绍“ 2型 水叻 的多品种使用 新产品 多功能铜镀层防护剂对镀铜 、 黄铜 、 仿金 、 镀镍 ， 5 、 7 电池壳浸渍一层保护膜后 ， 不会明显增 加镀层表面的接触 电阻， 也不会影响镀层的焊接性能。 最近研制成功新佳“ 3型” 水 叻嘿 ， 质优价廉 ， 欢迎使用。 地址 上海市和田路 4 0 9号 闸北公园旁 电话 0 2 1 5 6 6 2 6 8 6 3 传真 0 2 1 5 0 8 1 1 0 3 3 邮编 2 0 0 0 7 2 开户银行 建行闸北共和办帐号 0 5 5 7 1 l 一0 0 2 6 3 0 0 0 2 4 9 联系人 陈家葆陈记南宅电 0 2 1 6 2 7 1 8 3 1 2 手机 1 3 6 2 1 8 7 0 8 6 6 电镀函授班招生 上海市腐蚀科学技术学会举办电镀培训班 已 2 0余年 ， 现常年开设下列三个班 ， 学员可随时报名参加。 函授 自学完毕经考核台格者， 发给结业证书。此后仍继续保持与我会的师生联系 ， 获得指导。 一 、 电镀技术函授班 从电镀基础理论到镀前处理及各镀种的工艺与原理 ， 分成 1 0小册 函授， 内容简 洁 ， 突出重点 ， 并有新工艺参插其 中。该教材亦可作为 日常工作参考丛书。每位学员学费 1 2 0元。 二、 电镀故障处理函授班 以常用镀种为主线， 详细介绍故障出现后 ， 如何分析和寻找故障的根源 1 排 除故障的步骤和方法 ； 以及镀液维护和防止故障的关键。学员 若在 电镀技术 函授班 基础上 ， 再经本班进 修 ， 技术水平将获得显著提高。教材共分 6册， 每位学员学费 1 3 0元。 三、 镀液快速分析函授班 从基础理论到实际操作经验分 6部分介绍 ， 并发给我会内部资料 常用电镀 溶液的常规快速分析 工作用书一册。每位学员学费 8 0元。 欲参加函授者 。 请来信并附邮票 1 元 ， 领取报名单 ， 或将学费由邮局汇至下述地址 ， 款到即寄； 地址 上海市南昌路 4 7号 科学会堂 上海市腐蚀科学技术学会 邮 编 2 0 0 0 2 0 电话 0 2 I一 5 3 8 2 2 0 4 0 3 2 1 7 0 联 系人 陈刚 维普资讯