鋁件氧化著色後表面有染料顆粒是怎麼回事

2021-08-01 03:32:40 字數 4609 閱讀 6318

1樓:

你好:一、顆粒吸附成因分析

1、擠壓型材表面出現的顆粒狀毛刺分為四種:

1)、空氣塵埃吸附,燃煤鋁棒加熱爐產生的灰塵、鋁屑、油汙及水份凝結成顆粒附著在熱的型材表面。

2)、鋁棒中的雜質,如:精煉不充分遺留的金屬夾雜物和非金屬夾雜物。

3)、時效爐內的灰塵附著。

4)、鋁棒中的缺陷及成分中的β相alfesi在高溫下析出,使金屬塑性降低,抗拉強度降低,產生顆粒狀毛刺。

2、原因1)、鋁棒質量的影響

由於高溫鑄造,鑄造速度快,冷卻強度大,造成合金中的β相alfesi不能及時轉變為球狀α相alfesi,由於β相alfesi在合金中呈現針狀組織,硬度高、塑性差,抗拉強度很低,在高溫擠壓時不僅會誘發擠壓裂紋,而且會產生顆粒狀毛刺,這種毛刺不易清理,手感強烈,顆粒附近常伴隨有蝌蚪狀拖尾,在金相顯微鏡下觀察,呈現灰褐色,成分中富含鐵元素。

鋁棒中的雜質影響,鋁棒在熔鑄過程中,精煉不充分,泥土、精煉劑、覆蓋劑以及粉末塗料和氧化膜夾雜等混入棒中,這些物質在擠壓過程中,使金屬的塑性和抗拉強度顯著降低,極易產生顆粒狀毛刺。

棒的組織缺陷常見的有疏鬆、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等,所有這些鑄棒缺陷有一個共同點,就是與鑄棒基體焊合不好,造成了基體流動的不連續性,在擠壓過程中,夾渣極易從基體中分離出來,通過模具的工作帶時,粘附在入口端,形成粘鋁,並不斷被流動的金屬拉出,極易產生顆粒狀毛刺。

2)、模具的影響

在擠壓生產中,模具是在高溫高壓的狀態下工作的,受壓力和溫度的影響,模具產生彈性變形。模具工作帶由開始平行於擠壓方向,受到壓力後,工作帶變形成為喇叭狀,只有工作帶的刃口部分接觸型材形成的粘鋁,類似於車刀的刀屑瘤。在粘鋁的形成過程中,不斷有顆粒被型材帶出,粘附在型材表面上,造成了"吸附顆粒"。

隨著粘鋁的不斷增大,模具產生瞬間回彈,就會形成咬痕缺陷。若粘鋁堆積較多,不能被型材拉出,模具瞬間回彈時粘鋁不脫落,就會形成型材的表面粗糙、亮條、型材撕裂、堵模等問題。模具的粘鋁現象見圖1。

我們現在使用的擠壓模具基本是平面模,在鑄棒不剝皮的情況下,鑄棒表面及內在的雜質堆積在模具內金屬流動的死區,隨著擠壓鑄棒的推進及擠壓根數的增多,死區的雜質也在不斷的變化,有一部分被正常流動的金屬帶出,堆積在工作帶變形後的空間內。

有的被型材拉脫,形成了顆粒狀毛刺。因此,模具是造成顆粒狀毛刺的關鍵因素。另外工模具表面的粗糙度越高、工作帶表面的硬度越低,也是造成粘鋁,形成顆粒狀毛刺原因之一。

3)、擠壓工藝的影響

擠壓中發現,擠壓工藝引數的選擇正確與否也是影響顆粒狀毛刺的重要因素。經過現場觀察,擠壓溫度、擠壓速度過快顆粒毛刺就越多,原因溫度高、速度快,型材流動速度增加模具變形的程度增加,金屬的流動加快,金屬的變形抗力相對減弱,更易形成粘鋁現象;對大的擠壓係數來說,金屬的變形抗力相對增加了,死區相對增大,提高了形成粘鋁的條件,形成"吸附顆粒"的概率增加;鑄棒加熱溫度與模具溫度之差過大,也易造成顆粒狀毛刺問題。

4)、空氣中的塵埃、水、油汙等強烈附著於鋁型材表面,原因是熱的鋁型材遇到灰塵後粘附,發生化學反應併產生膠狀物質,在時效過程中又與爐中的灰塵結合,生成較大的顆粒狀毛刺,在隨後的氧化、電泳、噴塗過程中不易清除。

二、減少顆粒狀毛刺的措施

1、提高鋁棒質量,從源頭抓起,對於表面質量要求高的型材,鑄棒過程中要清洗爐膛,優選原料和輔料,如噴塗型材再製品禁止進入,選用優質鋁錠等,加強鑄造工藝過程控制,防止鑄造缺陷等,提高金屬高溫塑性,減少發生顆粒狀毛刺的機率。

2、狠抓模具質量,優化模具結構設計,較少死區金屬流入,提高模具強度和剛度,減少模具擠壓形變,採取合理的氮化工藝,提高工作帶硬度和提高拋光質量,減少金屬粘附。

3、優化工藝引數,不同的鋁合金成分和型材斷面,根據鋁合金擠壓原理,採用合理的擠壓工藝溫度,對擠壓速度進行分段控制,減少棒溫和模溫的溫度差,增大擠壓筒與棒溫差,可以進一步減少死區金屬流入和鑄棒表面金屬氧化物和夾雜流入,從而減少夾渣和毛刺的出現。

4、對所有工作現場採取「5s」現場管理,提高環境質量,對鑄棒表面清理,較少灰渣灰塵附著,杜絕"跑冒滴漏",及時清理型材表面的灰塵,儘可能減少灰塵附著。

願我的答案對你有所幫助!

鋁著色後表面不光澤是什麼原因?

2樓:喜悅的淚水

1 氧化染色原理

眾所周知,陽極氧化膜是由大量垂直於金屬表面的六邊形晶胞組成,每個晶胞中心有一個膜孔,並具有極強的吸附力,當氧化過的鋁製品浸入染料溶液中,染料分子通過擴散作用進入氧化膜的膜孔中,同時與氧化膜形成難以分離的共價鍵和離子鍵。這種鍵結合是可逆的,在一定條件下會發生解吸附作用。因此,染色之後,必須經過封孔處理,將染料固定在膜孔中,同進增加氧化膜的耐蝕、耐磨等效能。

2 陽極氧化工藝對染色的影響

在氧化染色整個流程中,因為氧化工藝原因造成染色不良是比較普遍的。氧化膜的膜厚和孔隙均勻一致是染色時獲得均勻一致顏色的前提和基礎,為獲得均勻一致的氧化膜,保證足夠的迴圈量,冷卻量,保證良好的導電性是舉足輕重的,此外就是氧化工藝的穩定性。

硫酸濃度,控制在180—200g/l。稍高的硫酸濃度可促進氧化膜的溶解反應加快,利於孔隙的擴張,更易於染色;

鋁離子濃度,控制在5—15 g/l。鋁離子小於5g/l,生成的氧化膜吸附能力降低,影響上色速度,鋁離子大於15g/l時,氧化膜的均勻性受到影響,容易出現不規則的膜層。

氧化溫度,控制在20℃左右,氧化槽液的溫度對染色的影響非常顯著,過低的溫度致使氧化膜的膜孔緻密,染色速度顯著減緩;溫度過高,氧化膜蔬鬆,容易粉化,不利於染色的控制,氧化槽的溫差變化應在2℃以內為宜。

電流密度,控制在120—180a/m2。電流密度過大,在膜厚一定的情況下,就要相應地縮短鋁製品在槽中的電解時間,這樣,氧化膜在溶液中的溶解減少,膜孔緻密,染色時間加長。同時,膜層容易粉化。

膜厚,染色要求氧化膜厚度一般在10µm以上衝溶液。膜厚過低,染色容易出現不均勻現象,同時在要求染深色顏色(如黑色)時,因為膜厚不夠,導致染料的沉積量有限,無法達到要求的顏色深度。

總而言之,陽極氧化作為染色的前工序,是染色的基礎。陽極氧化的問題在染色之前,我們很難看到或者根本無法看到,一旦染上色之後,我們會清晰地看到諸如顏色不均勻的現象。而此時,生產工作者往往會把問題的原因歸於染色的不正常,而忽略在氧化工藝上尋找原因。

我在剛接觸氧化染色時就常犯這些錯誤。

3 染色

3.1 染色前的水洗

陽極氧化之後,氧化膜的膜孔中殘留有硫酸溶液,因此,染色之前必須將鋁製品徹底清洗乾淨。避免給染色槽帶人雜質離子,尤其是磷酸根離子、氟離子等,在染色槽之前設立純水清洗,並且要對水質進行監控是十分必要的。

3.2 染色槽的配製

在染色所用的染料中,大多數是有機染料,有機染料容易發黴。為有效地防止槽液發黴,配製槽液前,可以用漂白粉,苯酚一類的藥物將槽體消毒。配製槽液時,加人防黴劑可以有效地延長染色液的使用時間。

槽液配好之後要存放數小時,才能投入使用,為保證ph值穩定,可以加入醋酸——醋酸鈉緩

3.3 染色過程控制

(1)溫度

染色過程中,染色速率隨溫度的升高而加快,因此,染一定深度的顏色所需的時間隨溫度升高而縮短。同時,槽液溫度上升,同步封孔也會加快,如果溫度過高,同步封孔過快,在染料分子還未有足夠量吸附在膜孔中,染料的積聚就會因氧化膜的膜孔閉合而中止,無法達到要求的深度,而相對較低的溫度下染色,可以染出更深的顏色,但相應的時間要長,因而,針對不同的色澤要求,可以適當調整染色溫度,避免染色時間過長或過短。

(2)染料濃度

根據吸附定律,在一定工作條件下,染料在陽極氧化膜上的吸附量隨著染料濃度的提高而增大。不過,這一規律只在氧化膜本身還具有吸附能力時適用。對於不同深度的顏色,染料濃度也應作相應調整,在最初配製槽液時,儘可能配製較低濃度的溶液,隨著生產的進行,染料不斷地消耗,要不斷補充消耗的部分,補充時要少量多次。

如果對染料進行濃度測定,要考慮雜質離子的影響,實際的有效濃度跟檢測可能有較大差別,因此,要定期對染色槽的實際染色力進行對比檢測。

為保證穩定的染色力,生產一段時間後,可以部分的更換槽液。

(3)時間

跟電解著色一樣,當其它條件不變時,顏色隨時間的延長逐漸加深,一般情況,當氧化條件確定,染色液濃度、溫度等確定。我們只有通過調整染色時間以獲得客戶要求的顏色深度,如果染色時間太短就已獲得所要求的顏色,這存在兩點弊端,一是上色太快,要獲得均勻一致的顏色不容易;二是上色太快,所獲得的顏色耐侯性不夠。染色時間太長,或者無論染多長時間都不能獲得要求的顏色深度,此時我們要考慮氧化膜是不是太薄或者染料濃度太低。

(4)ph值

一般要求ph值是5~6,穩定的ph值對染色非常重要,對混合染料尤其如此,不同的ph值,可能會有不同的色調,為加強ph值的穩定性,在配製槽液時加入緩衝溶液是一種可行的辦法,同時要加強染色前的水洗,避免帶人酸性物質。

3.4 染色後水洗

染色之後,要將鋁製品進行水洗,以除去附在鋁製品表面的浮色,此時要注意水洗槽的水質,因為染料分子與氧化膜的結合是可逆的,當水中存在較多雜質離子時,會促使染料分子與氧化膜分離進入水中,此時就表現出褪色,這種褪色往往是不均勻的,最終導致同一支料上產生色差。

4 封孔

封孔處理是陽極氧化不可缺少的一部分,在氧化染色後,唯有進行封孔處理才能保證染色膜的原有顏色,封孔工藝可以有多種,蒸氣封孔、熱水封孔、中溫封孔都是不錯的選擇,部分染料還可以選擇冷封孔工藝。封孔後可能會因為褪色而使顏色較封孔前略為變淺,但只要稍加註意即可。

對於你的問題,最簡單的說法:

1.鋁材底層沒處理好。(如:油沒清洗徹底、沒幹透等)

2.粉末噴塗或氟碳噴塗顏色沒調好。(如:粉末和稀料沒完全相溶等)

除了會出現你說的情況外,有時候還會出現起泡或表層區域性脫落。

鋁材最少的加工時間得在10天以上。

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