鋁陽極氧化染黑色技巧與常見不良解決方案

時間：2016-11-16作者：深圳市大富精工有限公司瀏覽：79

一、陽極氧化工藝條件的控制

1、溶液的溫度與電壓的關(guān)系
在額定的范圍內(nèi)溶液的溫度越低，所需的電壓應(yīng)越高，因?yàn)槿芤簻囟容^低時氧化膜生成速度較緩慢，膜層較為致密，為獲得一定厚度的氧化膜，陽極氧化過程需升高電壓。當(dāng)溶液的溫度較高時，氧化膜的溶解速度加塊，且生成的氧化膜是疏松的，此時降低電壓能適當(dāng)改善氧化膜的質(zhì)量。

2、陽極氧化溶液的溫度與時間的關(guān)系
溶液的溫度越低，所需的陽極氧化時間應(yīng)越長。因?yàn)槿芤簻囟容^低時氧化膜的生成速度緩慢。溶液的溫度升高時則氧化膜的生成速度加快。此時要縮短陽極氧化時間，否則由于氧化膜的外層電阻加大而導(dǎo)致膜層溶解，出現(xiàn)工件尺寸的改變、表面粗糙掉膜的現(xiàn)象。以上措施只是在既無降溫設(shè)備，又無加溫裝置的條件下采取的應(yīng)急措施。

二、染黑色溶液的配方與配制過程

1、 配方及工藝條件
酸性毛元           ATT20～30g/L 
酸性湖藍(lán)           2～3g/L
溫度               50～70℃
時間               10～15min
PH值               3～3.5（或4.5～5.5）

2、配制方法
首先煮沸溶液，促使染料溶解完全，保證無疙瘩。待溶液冷卻后用濾紙過濾，濾去不溶物微粒及液面上漂浮的油狀物質(zhì)。最后測量pH值，用冷醋酸或氨水調(diào)整至工藝要求。 

三、染色過程應(yīng)注意事項(xiàng)

1.加強(qiáng)染色前的沖洗工件
由陽極氧化槽中取出后要充分沖洗，特別是工件的狹縫，盲孔等處，否則殘余的酸、堿在染色過程中會緩慢流出來，使染色溶液的pH值偏離正常范圍，并使殘留酸堿部位表面的色澤與潔凈部位有明顯差別，甚至腐蝕氧化膜而顯示白色。

2.陽極氧化后立即染色
工件經(jīng)陽極氧化后要立即染色。若工件陽極氧化后在空氣中暴露時間過久膜層孔隙即會縮小，并有可能沾上污物，導(dǎo)致染色困難。若因染色槽過小，需分批染色時，應(yīng)把待染色件浸泡在干凈的水中。 

3.染色時工件不可重疊
染色時工件不可重疊，尤其是平面部位，否則由于重疊部位被遮蓋而形成陰陽面。

4.加強(qiáng)染色后的沖洗
工件表面若不沖洗干凈，留有殘余顏料將會污染組合件。 

四、清理工作注意事項(xiàng)

1.小心拆卸工件
拆卸夾具時嚴(yán)防工件被劃傷，否則會出現(xiàn)道道白痕，應(yīng)松動夾具讓工件自由脫落，絕不能在夾具未松開之前硬拉工件。

2.工件干燥方法
先將工件孔眼內(nèi)的水份甩干凈，以免殘余水份污染工件表面。干燥方法以毛巾擦干為好，楷擦過程中還能把因鋁材材質(zhì)或操作工藝問題引起的表面浮霜一起楷擦干凈。 

3.包裝要求
包裝選用軟質(zhì)，干凈紙為好，且逐個包裝以防互相擦毛。 

五、染黑色溶液的維護(hù)與保養(yǎng)

染黑色溶液的維護(hù)與保養(yǎng)工作主要是維護(hù)溶液的pH值。

酸性ATT染料是由不同擴(kuò)散性能的酸性藍(lán)黑10B 和酸性橙Ⅱ組成。

當(dāng)染色液的pH值在5～6或3～3.5范圍時，酸性橙Ⅱ和酸性藍(lán)黑10B的吸收作用都比較好，被氧化膜吸收的量也較大，膜層中兩種染料的量符合配比要求，所獲色澤呈正常的黑色。

而當(dāng)pH 值在4左右時，氧化膜層吸收酸性橙Ⅱ的作用增大，吸收量也就自然增加，膜層中的酸性橙Ⅱ大于正常配比，因而色澤顯現(xiàn)帶紅色。

當(dāng)pH值回復(fù)到3～3.5或5～5.5范圍后，則氧化膜層對酸性橙Ⅱ的吸收量又會回落，染色工件又呈正常的黑色，據(jù)此，染黑色液的pH值的準(zhǔn)確控制是很重要的。

六、鋁陽極化染黑工藝中的故障處理 

1.前言
某電鍍廠新增鋁陽極化染黑工藝生產(chǎn)線，出現(xiàn)不少質(zhì)量問題。如工件顏色有深有淺，有黑中顯青，有黑中顯紅，有黑中留白，有灰黑混一等等。經(jīng)細(xì)細(xì)辨別，筆者很快找出了故障起因并提出了解決方法?，F(xiàn)將其整理如下，有誤之處請廣大**批評指正。

2.故障原因分析及解決方法 

2.1　顏色黑中顯青

通常是由如下4種原因引起的: 

①陽極氧化溶液溫度過低 

②陽極氧化時間過短 

③電壓過低 

④染色溶液pH值接近中性

經(jīng)分析，該廠所出現(xiàn)的質(zhì)量問題是由于陽極氧化溶液溫度過低而沒有相應(yīng)地延長陽極化時間和提高電壓而引起的。 

2.2　表面發(fā)花，類似大理石狀的花紋表面發(fā)花多出現(xiàn)在大面積工件

其原因可能為: 

①工件在預(yù)處理堿洗不夠徹底

當(dāng)工件堿洗不徹底時，基體表面原有的氧化膜不能除凈，該處也就難以生成人工氧化膜，導(dǎo)致染不上色，而原有的氧化膜除凈處有人工氧化膜生成，染上了色，從而形成不規(guī)則的花紋；此外，有的雖經(jīng)充分堿洗，但沒有及時在硝酸中出光，并在空氣中又?jǐn)R置過久后才轉(zhuǎn)

入陽極化槽，這種情況下所獲的氧化膜染色后也可能出現(xiàn)花紋現(xiàn)象。

陽極化前的預(yù)處理質(zhì)量優(yōu)劣是獲得氧化膜質(zhì)量的關(guān)鍵，要認(rèn)真對待。 

②染色溶液溫度過低

染色溶液溫度過低時，染色性能降低，染色速度緩慢，應(yīng)延長染色時間，并頻頻晃動染色件，以保證色澤均勻。

在可能的條件下染色液應(yīng)予以加溫，以保證染色件的質(zhì)量。 

③染色溶液表面有油污

染色液表面的油膜是由顏料帶人的，為除去這層油膜，溶液配成后應(yīng)經(jīng)過濾紙過濾，或用粗制紙片拖吸。 

為避免工件進(jìn)入染色液時這層油膜覆蓋其表面而引起色澤不均勻和發(fā)花，通常的做法是工件進(jìn)入染色液后在液面下晃動幾下，使吸附在工件表面的油膜脫離下來。

由上述后二種原因引起的染色層質(zhì)量問題可在鉻酸溶液或硝酸溶液中退除后再次染色。 

2.3　局部染不上色 

主要原因有以下幾個方面: 

①氧化膜接觸了油污或堿性物質(zhì)

工件經(jīng)陽極化后在染色之前要防止與油污或堿性物質(zhì)接觸，以避免氧化膜在染色過程中與染色液隔離或受到破壞。發(fā)現(xiàn)該廠操作工人裝夾時手上的油污污染工件，而使有油污的部位染不上色，建議先裝夾再堿洗。 

②夾具的位置或陽極化時工件的懸掛角度不當(dāng)

夾具的位置與陽極化工件的懸掛角度對氧化膜的質(zhì)量有很大影響，尤其是因此而產(chǎn)生窩氣的較不是少見，為避免這一問題，除在裝夾和懸掛工序中需要特別注意之外，在陽極化和染色過程中還應(yīng)多次搖晃工件，使工件的凹入部位在此工序中所產(chǎn)生的氣體能及時排除。

③染色時工件間互相貼合

因染色時互相貼合而形成的“陰陽面”多出現(xiàn)在平面件上，出現(xiàn)這種情況的工件應(yīng)在干燥之前先挑出來，在鉻酸或硝酸溶液中退色后重新染色。 

為避免工件在染色時相互貼合，可采取下述方法: 

A.工件染色時不要從夾具上拆下來，帶夾具染色，并在染色過程中把夾具上下抖動幾次，以防夾具的接觸處因**氣而產(chǎn)生過大的白點(diǎn)痕跡。

B.從夾具上拆下后放人塑料籃筐內(nèi)染色，染色時在液面以下輕輕抖動多次也能獲得均勻一致的外觀質(zhì)量，要注意的是只能在染色液中輕輕抖動，否則工件會被擦毛而顯現(xiàn)白色道痕。 

2.4　表面有浮灰 

①染色溶液溫度偏高:當(dāng)染色溶液溫度偏高時，上色速度加快，結(jié)果酸性元青中分子較小的酸性橙Ⅱ成分“捷足先登”因而引起酸性元青中的另一成分酸性藍(lán)黑IOB被“排擠在外”，從而產(chǎn)生浮灰。所獲得的染色層也因此而顯得偏紅。

②陽極化溶液溫度偏高:當(dāng)陽極化溶液溫度偏高時，氧化膜的溶解速度加快，結(jié)果所生成的氧化膜因溶解而產(chǎn)生粉末狀物質(zhì)，也就是“浮灰”?！楸苊飧邷丶竟?jié)浮灰加重，維持陽極化溶液的溫度在正常的工藝規(guī)范之內(nèi)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

可以用以下解決方法: 

A.調(diào)整工作班次:將白天班改為夜間班，一般情況下夜間氣溫比白天低5～10℃。 

B.多槽輪流工作:經(jīng)一次或多次陽極化后，因焦耳效應(yīng)，溶液溫度上升，當(dāng)**過工藝允許的溫度時應(yīng)停止工作，讓其自然冷卻，下一槽的工件在另一只陽極化槽中進(jìn)行，這樣輪流操作既不影響生產(chǎn)，又可避開高溫溶液時對陽極化膜的影響。 

C.更換大容積槽子:增大陽極槽的容積，對于加工同樣表面積的工件，溶液的升溫度會相應(yīng)減緩。 

D.減少一次裝載量:槽內(nèi)裝載量減少后，陽極時產(chǎn)生的焦耳熱亦相應(yīng)減少，可降低溶液的升溫速度。

E.繼息式工作:當(dāng)溶液溫度**過允許值時停止工作，待溫度降至工藝范圍時再繼續(xù)工作。 

F.水冷法:宜用井水，因井水具有冬暖夏涼的特點(diǎn)，能起到一定的控溫作用；而水塔上的儲備水是冬涼夏暖，不適宜作冷卻水用。 

2.5  染出顏色黑中顯紅

這種情況主要是由于未能控制好染色液的pH值，據(jù)了解，酸性元青是由酸性藍(lán)黑IOB和酸性橙Ⅱ組成，在一定的pH范圍內(nèi)這兩種組分進(jìn)入膜孔的比例符合陽極化膜染色純黑的要求，而當(dāng)pH值**過或**這個較佳范圍時，進(jìn)入膜孔中的兩組分比例失調(diào)，染上的顏色黑中顯青或黑中顯紅。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，染色液的pH值與鋁陽極化膜上染出色調(diào)的關(guān)系見下。

表：染色液pH值與鋁陽極化膜染色色調(diào)的關(guān)系
pH        3              4          5          6            7
色調(diào)    純黑      黑中顯紅    純黑      純黑    黑中顯青

解決方法:定量測定pH值，工作中要防止酸、堿性物質(zhì)的混入，進(jìn)入染色槽的工件要徹底沖洗干凈。 

2.6  工件下端近邊緣處染不上色

其原因?yàn)楣ぜ慈旧仙牟课粵]有生成氧化膜。經(jīng)了解，工件在陽極化之**天進(jìn)行堿洗，且堿洗后的中和和水洗均不充分，并讓其自然晾干，這使得鋁件表面帶堿性的游離水緩慢地往下流，流至盡頭時集成水珠且久久不消失，水珠中的酸或堿性物質(zhì)且接與鋁件發(fā)生反應(yīng)，特別是水珠的周圍易吸納氧的部位，陽極氧化時未能被擊穿，阻止了陽極化過程中人工氧化膜的生成。 

解決方法: 

①要認(rèn)真執(zhí)行預(yù)處理工藝，決不可怕麻煩而簡化工藝過程

②對于帶有盲孔的工件，在預(yù)處理的每一工序中都要將盲孔內(nèi)殘留的溶液甩干凈；

③預(yù)處理后不能用壓縮空氣吹干，也不可用烘箱烘烤；

④在自然晾干過程中要時時用潔凈的毛巾吸去水珠，以防水珠中的酸、堿物質(zhì)與該處起反應(yīng)。 

⑤自然晾干時要選擇環(huán)境較好的場所，以防酸、堿、油煙，對工件的浸蝕/cn/new/anode.html


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