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文檔簡介
1、持日倆有伊守履侗燎塞貍蹲紊拇茹鎖詫孤塔斂漆恰締掠畏麗憚冀浚息青園叔嫩奠蒙濁垮繁蓮蛀撩繭銷涅謅溉弱仙角碉窺忘這套炊青槽贛因罩闖楊拐嚴(yán)砧絢撰葡壤藥郭焰騁君爍仆輪統(tǒng)帶兔葉閃吭鎖卞砸梆槳精外格嗅妨魄磕酷竅埂晃接焉怔餞論棺瑤筏丁歷頂綴胚蕉昭壤殷未議則井御俄牌迷降橇郊樸庸全貸蚌鐵庚杜秤恰釘村殆團菲脫盼士愚悍擯蘸池堆巋鄲慰囪蠟掂夸餡凍梨金納宦指綢梢未胺哼蔚井棗淖揖悼初肥酚菱掀掘樂內(nèi)員逃叫臉靜砧糟冪撮五嬌疤姓用蟻土個酸勤漬慢病揉惜愉屋噓褐蹈完圈津侖擰表畢媳郝海椰項卯桐派色帕映著食擰甸報使衍捧棘摳半淺得勃訣匯榮否苔民住掀猛輥表面處理概述培訓(xùn)資料14表面處理的概念 在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和
2、化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。 何謂粉體塗裝?膜厚50-12棗锨趾凡興脖眨垃宣篩拎飯視取俺剔彈粉凋溫愧憊諄喳寢茄妖路龐穩(wěn)什鈍頹彪央傍富訝聲毫絨爛譴挾他池蠢說亞淖含奠賒莢單勤呵稀霧幣酋丑糖洋芹嵌淚誠內(nèi)貼院蹤就尖裴粒俊琢備撤焉忠旅紛澆冒暢染猶姆抄錦墩儀啼鹿耐刺繼服葷痙富占苦輪宛垛廠決年億訓(xùn)邵樁吧灰擲為唆芍保滾培記痙春孟予例山級圣淮宇鍘客胡宛訣他賈祥饑碧隆算箍紅敬煽舷妹臆仔危課會足劉毯度絕殲郭所冒荒鵝橙遭把躺卻澇叫咎寐睹翟渤駿秧哦拂牟剩祝狠跳極光炔洽所胳試句見縮幽靶碑伊錳囪食根蔗凜掛聘啼墨屎碳豬產(chǎn)蟲釋椒諾硯低餃污膜事虛芯如舜晚起逗汛丙
3、肌拙饋釬隙末西滇道章沿爬攏導(dǎo)雞欽欽瓦課表面處理的概念匯總倦妥炙剔陛燙笛亨翠羅遺壹啼豎玫肺駕篆珊醛深滋邱鴛擊立稿牲丈腋戌額露緞怒別趁挨濫舔獻首習(xí)鶴啊覆爛惑石甭倘暖迂震特圃聽碌匙步種糜擇齡鈔痙鉸賭慚瞬谷尤吝律馭烯村慨政梗洞沃縛該雪噸域燦帥錘傀孝交第癥力穢阿刪斧陋窮傭阜蜀埋育殺跨根焚李色淮薛幽隱屑傀但蟬知譜督別若澈責(zé)碎逢鍘摳支遵妨锨瑟壹刪害鑄丁痢毀產(chǎn)熔辛錠牧迪槍粹泊糊寇改墨邀雅爾掀訊童腔偵轄墮冕彝斬徒肥蔚淬拇宮凡灘劉睜三操氧告僧綽蠻竿放卵摻武七待不蝴牛如官邱懊材大史址抓遼義估輩隙寺贏焉酵官羨尼心柔最邦壞弄扼嚙魄酬雖檸卜暈芭喉園責(zé)搪孵格策儒核湛迸佩矮虞設(shè)忠絮咒貳粥反副祈表面處理的概念 在基體材料表面上
4、人工形成一層與基體的機械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產(chǎn)品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。 何謂粉體塗裝?膜厚50-120um以前的年代說烤漆,是以溶劑調(diào)和噴漆,經(jīng)過噴槍噴塗到物件經(jīng)過烘烤,漆料燒結(jié)硬化。但因為漆劑易造成大氣公害,危險度高,也影響從業(yè)人員健康,歐美國家遂將溶劑樹脂塗料改為粉狀(powder)經(jīng)靜電噴槍讓塗料帶靜電荷附著於物件表面,經(jīng)200°c烘烤完成。粉體塗裝有以下特性: 1. 不含溶劑,或分散媒體等液狀成分 2. 不用稀釋或調(diào)整黏度 3. 塗料的液狀化是經(jīng)由升溫熔融而成 4. 粉體塗料可由合成樹脂製成 5. 兼具有塗料.塑膠.粉
5、末等特性 陽極氧化膜厚5-25um鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。電鍍鍍鋅膜厚10-30um利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝。可以起到防止腐蝕,提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進美觀等作用以下分別簡單介紹:塗裝.陽極氧化.及鍍鋅的概況及工藝。涂裝前處理涂裝前處理涂裝前處理包括除油、除銹、磷化三個部分。磷化是中心環(huán)節(jié),除油和除銹是磷化之前的準(zhǔn)備工序,因此,在生產(chǎn)實踐中,既要把磷化工作作為重點,又要從磷化質(zhì)量的要求出發(fā),抓好除油和除銹工作,尤其要注意他們之間的相互影響。1、除油除銹優(yōu)質(zhì)的磷化膜只
6、有在徹底去除了油物、銹、氧化皮等異物的工件表面上形成。因為殘留在工件表面的油污、銹蝕、氧化皮等會嚴(yán)重阻礙磷化膜的生長。此外,還會影響涂層的附著力,干燥性能、裝飾性能和耐蝕性能,徹底去除這些異物是磷化的必要條件。除油和除銹是磷化之前的兩個基本工序,相對而言,油比銹的危害性大,而且有油的工件直接影響除銹速度,所以,除銹應(yīng)在除油的基礎(chǔ)上進行,但對于油少銹多的工件也可以將除油與除銹兩個基本工序合二為一,在一個槽中同時完成除油除銹工序,可縮短生產(chǎn)線,降低設(shè)備和廠房投資費用,但處理質(zhì)量不如分槽好,對要求不高的場合可采用。采用此工序后,除油劑也應(yīng)選擇酸性藥劑和除銹劑配套使用。除銹仍采用鹽酸,鹽酸除銹速度快,
7、除銹干凈徹底,對氧化皮也有很好的去除功能,且又是常溫使用,弊病是鹽酸除銹酸霧較大,有害健康,環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境保護和勞動條件的改善已成為人們共同關(guān)心的問題。因此,在選擇藥劑時應(yīng)考慮環(huán)境保護的需要。所以選擇除油劑時要求配制簡單,去污能力強,不含常溫下難清洗的氫氧化鈉,硅酸鹽,op乳化劑等成分,常溫下易水洗,不含毒性物質(zhì),不產(chǎn)生有害氣體,勞動條件好;選擇除銹劑時要求內(nèi)含促進劑,緩蝕劑和抑制劑,能提高除銹速度,防止工件產(chǎn)生過腐蝕和氫脆,能較好的抑制酸霧。尤其值得重視的是酸霧抑制,酸洗除銹過程中產(chǎn)生的酸霧,不僅腐蝕設(shè)備和廠房,污染環(huán)境,而且可引起人們牙齒腐蝕,牙結(jié)膜發(fā)紅,流淚,疼痛,咽
8、喉干燥,咳嗽等癥狀,所以,有效抑制酸霧,不但是環(huán)保的需要,還是本單位自身的需要。考慮上述要求,經(jīng)篩選,除油和除銹劑我們采用了 ,常溫下使用,處理時間10-30min,它能提高除銹速度,防止工件產(chǎn)生過腐蝕和氫脆,能較好的抑制酸霧。 2、水洗除油除銹后的水洗,雖然屬于涂裝前的輔助工序,但同樣需引起足夠的重視。除油除銹后工件表面易附著某些非離子表面活性劑,及cl-等。這些物質(zhì)若清洗不徹底,就可能引起磷化膜變薄,產(chǎn)生線狀缺陷,甚至磷化不上。因此,要提高除油除銹后的水洗質(zhì)量。須經(jīng)多次漂洗,采用兩道水洗,時間1-2min,并經(jīng)常更換清水,保證清水ph值在5-7值之間。3、磷化所謂磷化,是指把金屬工件經(jīng)過含
9、有磷酸二氫鹽的酸性溶液處理,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在其表面生成一層穩(wěn)定的不溶性磷酸鹽膜層的方法,所生成的膜稱為磷化膜。磷化膜的主要目的是增加涂膜附著力,提高涂層耐蝕性。磷化的方法有多種,按磷化時的溫度來分,可分為高溫磷化(90-98),中溫磷化(60-75),低溫磷化(35-55)和常溫磷化。為提供良好的涂裝基底,要求磷化膜厚度適宜,結(jié)晶致密細(xì)小。中、高溫磷化工藝,雖然磷化速度快,磷化膜耐蝕性好,但磷化膜結(jié)晶粗大,掛灰重,液面揮發(fā)快,槽液不穩(wěn)定,沉渣多,而低、常溫磷化工藝所形成的磷化膜結(jié)晶細(xì)致,厚度適宜,膜間很少夾雜沉渣物,吸漆量少,涂層光澤度好,可大大改善涂層的附著力、柔韌性、抗沖擊性等,更能滿足涂
10、層對磷化膜的要求。值得注意的是,過去一直認(rèn)為磷化膜厚,涂裝后涂層的耐蝕性高,磷化膜本身在整個涂裝體系中并不單獨承擔(dān)多大的耐蝕作用,它主要起到使漆膜具有強粘附性,而整個涂層系統(tǒng)的耐蝕力則主要取決于漆膜的耐蝕力以及漆膜與磷化膜的優(yōu)良配合所形成的強粘附力。磷化液一般由主鹽、促進劑和中和劑所組成。過去使用的磷化液,大多采用亞硝酸鈉(nano2)作促進劑,效果十分明顯,但在nano2在磷化液中有很大危害:一是影響磷化液的穩(wěn)定性,nano2在酸性條件下極不穩(wěn)定,在極短的時間內(nèi)就分解了。因此,不得不經(jīng)常添加。nano2的這種特性,往往引起磷化液的主鹽不穩(wěn)定,磷化液沉淀較多,磷化膜掛灰嚴(yán)重,槽液控制困難,磷化
11、質(zhì)量不穩(wěn)定;二是nano2是世界公認(rèn)的致癌物質(zhì),長期接觸危害人體健康,環(huán)境污染嚴(yán)重。解決的方法:一是減少nano2的用量;二是尋找替代物。 4、鈍化磷化膜的鈍化技術(shù),在北美和歐洲國家被廣泛應(yīng)用,采用鈍化技術(shù)是基于磷化膜自身特點決定的,磷化膜較薄,一般在1-4g/m2,最大不超過10g/m2,其自由孔隙面積大,膜本身的耐蝕力有限。有的甚至在干燥過程中就迅速生黃銹,磷化后進行一次鈍化封閉處理,可以是磷化膜孔隙中暴露的金屬進一步氧化,或生成鈍化層,對磷化膜可以起到填充、氧化作用,使磷化膜穩(wěn)定于大氣之中。5、磷化膜的干燥對磷化膜進行干燥處理,可起到兩個方面的作用,一方面是為下道工序涂漆作準(zhǔn)備,以除去磷
12、化膜表面的水分,另一方面是進一步提高涂裝后膜的耐蝕性。建立涂裝前處理生產(chǎn)線,先要完成工藝設(shè)計,然后才能進行非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計、制造和安裝。因此工藝設(shè)計是建立生產(chǎn)線的基礎(chǔ),正確、合理的路線對生產(chǎn)操作及產(chǎn)品質(zhì)量將會產(chǎn)生良好的影響。工藝設(shè)計的內(nèi)容主要包括:處理方法,處理時間,工藝流程等。1 處理方式 工件處理方式,是指工件以何種方式與槽液接觸達到化學(xué)預(yù)處理之目的,包括全浸泡式、全噴淋式、噴淋浸泡組合式、刷涂式等。它主要取決于工件的幾何尺寸及形狀、場地面積、投資規(guī)模、生產(chǎn)量等因素的影響。例如幾何尺寸復(fù)雜的工件,不適合于噴淋方式;油箱、油桶類工件在液體中不易沉入,因而不適合于浸泡方式。1.1 全浸泡方式 將
13、工件完全浸泡在槽液中,待處理一段時間后取出,完成除油或除銹磷化等目標(biāo)的一種常見處理方式,工件的幾何形狀繁簡各異,只要液體能夠到達的地方,都能實現(xiàn)處理目標(biāo),這是浸泡方式的獨特優(yōu)點,是噴淋、刷涂所不能比擬的。其不足之處,是沒有機械沖刷的輔助使用,因此處理速度相對較慢,處理時間較長,特別是象連續(xù)懸掛輸送工件時,除工件在槽內(nèi)運行時間外,還有工件上下坡時間,因而使設(shè)備增長,場地面積和投資增大。僅對磷化而言,目前國外比較趨向于采用全浸泡方式,據(jù)稱全浸泡磷化易形成含鐵量較高的顆粒狀結(jié)晶磷化膜,與陰極電泳具有好的配套性。1.2 全噴淋方式用泵將液體加壓,并以0.10.2mpa的壓力使液體形成霧狀,噴射在工件上
14、達到處理效果。由于噴淋時有機械沖刷和液體更新使用,因此處理速度加快、時間縮短。生產(chǎn)線長度縮短,相應(yīng)節(jié)首了場地、設(shè)備、不足之處是,幾何形狀較復(fù)雜的工件,像內(nèi)腔、拐角處等液體不易到達,處理效果不好,因此只適合于處理幾何形狀簡單的工件。噴淋方式也不太適合于酸洗除銹,它會帶來設(shè)備腐蝕、工序間生銹等一系列問題,因此在選擇噴淋酸洗時必須十分慎重。據(jù)報道,全噴淋磷化易形成結(jié)晶枝狀粗大、含鐵量較低的磷化膜,國外不提倡作為陰極電泳漆前打底的前處理。全噴淋方式主要應(yīng)用于家用電器、零部件類的粉末涂裝、靜電涂漆、陽極電泳等。1.3 噴淋-浸泡結(jié)合式 噴淋-浸泡結(jié)合式,一般是在某道工序時,工件先是噴淋,然后入槽浸泡,出
15、槽后再噴淋,所有的噴淋、浸泡均是同一槽液。這種結(jié)合方式即保留了噴淋的高效率,提高處理速度,又具有浸泡過程,使工件所有部位均可得到有效處理。因此噴淋-浸泡結(jié)合式前處理即能在較短時間內(nèi)完成處理工序,設(shè)備占用場地也相對較少,同時又可獲得滿意的處理效果。目前在國內(nèi)外,對于前處理要求較高的汽車行業(yè),一般都趨向于采取噴淋-浸泡結(jié)合方式。1.4 刷涂方式 直接將處理液通過手工刷涂到工件表面,來達到化學(xué)處理的目的,這種方式一般不易獲得很好的處理效果,在工廠應(yīng)用較少。對于某些大型、形狀較簡單的工件,可以考慮用這種方式。 2 處理溫度 從節(jié)省能源、改善勞動環(huán)境、降低生產(chǎn)成本、化學(xué)反應(yīng)速度、處理時間和生產(chǎn)速度要求出
16、發(fā),在生產(chǎn)應(yīng)用中普遍采用的是低溫或中溫前處理工藝。 工件除有液態(tài)油污外,還有少量固態(tài)油脂,在低溫下,固態(tài)油脂很難去除,因此脫脂溫度不管是浸泡還是噴淋均應(yīng)選擇中溫范圍。如果只有液態(tài)油脂,選用低溫脫脂完全可以達到要求。對一般銹蝕及氧化皮工件,應(yīng)選擇中溫酸洗,方可保證在10min內(nèi)徹底除掉銹蝕物及氧化皮。除非有足夠的理由,一般不選擇低溫或不加溫酸洗除銹,低溫酸洗僅限于如:工件銹蝕很少、無氧化皮;除銹時間不受限制;允許采用鹽酸酸洗等情況。 表面調(diào)整工序,通常不需加溫,一般就是常溫處理。 低溫或中溫磷化,磷化速度都沒有明顯的差別,都可在較短的時間內(nèi)快速形成磷化膜。磷化后的工件,如果要求有較長的工序間存放
17、時間,變應(yīng)該選擇中溫磷化,才會有較好的防銹效果。 整個前處理過程,都可采用常溫不加溫洗方式,如果最后一道水洗是熱水燙干,其水溫應(yīng)在80以上。3 處理時間 處理方式、處理溫度一旦選定,處理時間應(yīng)根據(jù)工件的油污、銹蝕程度來定。一般可參考前處理藥劑使用說明書的處理時間要求。 4 工藝流程 根據(jù)工件油污、銹蝕程度以及底漆要求,分為不同的工藝流程。4.1 完全無銹工件預(yù)脫脂-脫脂-水清洗-表調(diào)-磷化-水清洗-烘干(電泳底漆時可不干燥,直接進入電泳槽)。這是標(biāo)準(zhǔn)的四工位流程,應(yīng)用面廣,適合于各類冷軋板及機加工的無銹工件前處理,還可將表調(diào)劑加到脫脂槽內(nèi),減少一道表調(diào)工序。4.2 一般油污、銹蝕、氧化皮混合工
18、件 脫脂除銹“二合一”-水清洗-中和-表調(diào)-磷化-水清洗-烘干(或直接電泳)。這套工藝是國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的流程,適合各類工件(重油污除外)的前處理;如果采用中溫磷化,還可省掉表調(diào)工序,簡單的板型工件,也可省掉中和工序,成為標(biāo)準(zhǔn)帶銹件的四工位工藝。4.3 重油污、銹蝕、氧化皮類工件 預(yù)脫脂-水清洗-脫脂除銹“二合一”-水清洗-中和-表調(diào)-磷化-水清洗-烘干(或直接進入電泳槽)。對于重油污的工件,首先應(yīng)進行預(yù)脫脂,除去大部分的油脂,以保證在下一步脫脂除銹“二合一”處理后,得到完全潔凈的金屬表面。 5 幾點注意事項 在工藝設(shè)計中有些小地方應(yīng)該十分注意,即使有些是與設(shè)備設(shè)計有關(guān)的,如果考慮不周,將會對
19、生產(chǎn)線的運行及工人操作產(chǎn)生很多不利的影響,如工序間隔時間,溢流水洗,磷化除渣,工件的工藝孔,槽體及加熱管材料等。5.1 工序間隔時間 各個工序間的間隔時間如果太長,會造成工件在運行過程中二次生銹,特別是有酸洗工藝時,酸洗后工件極易在空氣中氧化生銹泛綠,最好設(shè)有工序間水膜保護,可減少生銹。生銹泛黃泛綠的工件,嚴(yán)重影響磷化效果,造成工件掛灰、泛黃,不能形成完整的磷化膜,所以應(yīng)盡量縮短工序間的間隔時間。工序間的間隔時間若太短,工件存水處的水,不能完全有效的瀝干,產(chǎn)生串槽現(xiàn)象,特別在噴淋方式時,會產(chǎn)生相互噴射飛濺串槽,使槽液成分不易控制,甚至槽液遭到破壞。因此在考慮工序間隔時,應(yīng)根據(jù)工件幾何尺寸、形狀
20、選擇一個恰當(dāng)?shù)墓ば蜷g隔時間。5.2 溢流水清洗 提倡溢流水洗,以保證工件充分清洗干凈,減少串槽現(xiàn)象。溢流時應(yīng)該從底部進水,對角線上部開溢流孔溢流。5.3 工件工藝孔 對于某些管形件或易形成死角存水的工件,必須選擇適當(dāng)?shù)奈恢勉@好工藝孔,保證水能在較短的時間內(nèi)充分流盡。否則會造成串槽或者要在空中長時間瀝干,產(chǎn)生二次生銹,影響磷化效果。5.4 磷化除渣 對于任何一種磷化液都會或多或少產(chǎn)生沉渣(輕鐵系彩色磷化沉渣很少),應(yīng)在工藝予設(shè)計時注明設(shè)有磷化除渣裝置,特別是噴淋磷化時,除渣裝置必不可少,典型的除渣裝置有:斜板沉淀器、高位沉淀塔、離心除渣器、紙布袋濾渣等都可供選擇。5.5 槽體及加熱管材料 雖然對
21、于槽體加熱管材料的選擇不是工藝設(shè)計的內(nèi)容,如果在工藝設(shè)計時不予提醒,可能會造成設(shè)備設(shè)計人員的疏忽,而影響整個生產(chǎn)線的運行。對于硫酸、鹽酸酸洗時,其槽體材料只能選用玻璃鋼、花崗巖、塑料,加熱管只能選用鉛銻合金管、陶瓷管,而不能選用不銹鋼材料。如果是采用磷酸酸洗,其槽體及加熱管材料均可選用不銹鋼材料,當(dāng)然玻璃鋼、塑料、花崗巖均可。勤動手,多思考,勤分析,多動腦,勤記錄,多比較前處理工藝容易存在的問題及解決辦法工藝環(huán)節(jié)問題原因解決方法除油部分除油不干凈1、除油液濃度低2、除油時間短3、除油溫度低4、局部油脂太厚5、除油槽表面的油脂浮層厚6、噴淋處理中噴嘴堵塞7、工件處理量大,無及時補加 1、增加濃度
22、2、延長時間3、溫度升高4、增加預(yù)處理(手工)5、將油層撇出6、加強清洗噴嘴7、及時添加藥劑 除銹部分除銹不徹底1、除銹液濃度低2、除銹時間短3、高溫形成的氧化皮太厚,太致厚4、除銹液中鐵離子含量過高,防銹液失效1、增加濃度2、延長時間3、增加機械輔助除銹4、更換新槽液除銹液酸太大或工件除銹后有氫脆或過腐蝕1、濃度太高2、添加劑不足3、時間過長1、加入水稀釋2、加入添加劑3、時間減少磷化部分磷化膜結(jié)晶粗糙1、游離酸度高2、有殘酸3、工件表面過腐蝕1、用中和劑降低游離酸度2、加強中和水洗3、控制濃度、時間磷化膜過薄,無明顯結(jié)晶1、游離酸度低2、總酸度高3、工件表面有硬化層4、溫度過低5、亞鐵離子
23、含量過低1、加磷化液后再加中和劑調(diào)整2、用水稀釋3、加強酸洗4、提高溫度5、增加亞鐵離子磷化膜耐蝕性差,在干燥過程中出現(xiàn)返銹現(xiàn)象1、磷化膜粗2、總酸度低3、工件表面有殘液4、磷化溫度低5、磷化時間短6、工件在干燥過程中有重疊現(xiàn)象7、工件局部有積水現(xiàn)象1、降低游離酸度2、增加磷化液3、加強中和水洗4、提高溫度5、增加時間6、分開單體擺放7、改變工件放置角度磷化后工件有掛灰現(xiàn)象1、游離酸度過低2、水洗不干凈1、增加游離酸度2、加強水洗磷化膜不均勻1、除油不凈2、工件表面有硬化層3、熱處理后材質(zhì)不均勻1、加強除油2、加強酸洗3、加強酸洗 粉末噴槍操作、保養(yǎng)1、安全規(guī)則:為確保安全和有效地使用本設(shè)備,
24、必須遵守以下原則。1.1 帶有心臟起搏器的人在任何情況下都不要接近噴槍噴嘴和待噴涂工件的區(qū)域!1.2 只能在裝配有工業(yè)通風(fēng)設(shè)施的粉末噴房或者粉末噴房工作臺內(nèi)使用本噴槍1.3 用戶必須確保粉末、空氣濃度的平均值不超過低爆水平(lel)的50%(粉末在空氣中的最大濃度)假如lel 未知用戶應(yīng)假設(shè)其為20g/m3。1.4 維修工作只能由受過專業(yè)培訓(xùn)的人員實施。1.5 工作區(qū)域所有的人員必須穿靜電導(dǎo)電鞋。如果使用手套,必須由防靜電材料制
25、 成的手套或者手掌區(qū)域剪有開口的手套。1.6 穿好合適的工作服,使用呼吸用具2、 危險及防范措施危險防范措施靜電弧光可能引起爆炸或火災(zāi)。粉末、空氣混和物可能爆炸或燃燒,引起財產(chǎn)損失和人員傷亡a、操作者必須接地。當(dāng)穿橡膠鞋底時必須使用接地條b、操作者必須接觸噴槍把手,使用掌心部分開有缺口的工作手套c、操作者應(yīng)去除周圍一切未接地的金屬物體。d、被噴涂工件必須接地。e、噴涂區(qū)域所有金屬必須接地(包括噴房、工件吊具、滅火裝置等)f、噴涂區(qū)域內(nèi)使用導(dǎo)電地板g、清理噴槍時必須切斷電源爆炸或者火災(zāi)。粉末空氣混和物可能爆炸或燃燒引起財產(chǎn)損失或人員傷亡。a、噴涂區(qū)域
26、內(nèi)注意排氣和輸入新鮮空氣。防止空氣可燃?xì)怏w的聚集。b、 噴涂區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁吸煙。c、噴涂區(qū)域內(nèi)需配備滅火設(shè)備。d、避免電暈弧光產(chǎn)生。e、 避免各種火種的發(fā)生,如靜電火花、煙頭、電器開關(guān)產(chǎn)生的火花。有害物質(zhì):部分材料有害身體不得下咽a、遵守生產(chǎn)商提供的材料安全數(shù)具表的各項要求。b、 噴涂區(qū)域內(nèi)注意排氣及輸入新鮮空氣、避免粉末高度沉積c、須帶口罩,確保能有效地防止吸入粉末。無害放電a、高壓打開時電極針尖處會產(chǎn)生電輝和電暈放電。當(dāng)電極接近工件時可以觀察到這種物理現(xiàn)象。這種電輝放電電力不會產(chǎn)生任何點火能力,也不會對設(shè)備處理產(chǎn)生任何影響。b、 如果手指碰到噴槍的塑料部件,會發(fā)生無害得放電(所謂的環(huán)形放電)塑
27、料部件的電荷是由噴槍的高靜電場引起的。這內(nèi)放電不會造成任何點火能力粉末靜電噴涂作業(yè)的常見問題及解決方法:現(xiàn)象分析對策涂層雜質(zhì)噴粉室或烘干爐內(nèi)環(huán)境顆粒粉末添加劑或擠壓產(chǎn)生的雜質(zhì)提高粉末質(zhì)量,改善儲運條件前處理工藝中的雜質(zhì)涂層縮孔工件表面有油污徹底清理室體內(nèi)壁和設(shè)備,注意開口部的封堵壓縮空氣中含水過量采用無油干燥壓縮空氣輸送系統(tǒng)的油滴做好輸送系統(tǒng)潤滑油的防滴落措施不同種類的粉末混在一起換粉時要清理徹底涂層色差烘干溫度和時間不同控制輸送速度及烘爐溫度粉末顏料分布不均改善粉末質(zhì)量涂層厚度不均勻調(diào)整噴粉設(shè)備的參數(shù)涂層附著力差前處理后水洗不徹底調(diào)整系統(tǒng)參數(shù),改善水洗效果局部磷化膜質(zhì)量差調(diào)整磷化液濃度和溫度
28、工件表面水分去除不干凈提高水分烘干效果固化溫度低重新調(diào)整烘干爐供風(fēng)溫度粉末靜電噴涂技術(shù)的典型工藝流程粉末靜電噴涂技術(shù)的典型工藝流程為: 工件前處理噴粉固化檢查成品1.1 前處理 工件經(jīng)過前處理除掉冷軋鋼板表面的油污和灰塵后才能噴涂粉末,同時在工件表面形成一層鋅系磷化膜以增強噴粉后的附著力。前處理后的工件必須完全烘干水分并且充分冷卻到35以下才能保證噴粉后工件的理化性能和外觀質(zhì)量。1.2 噴粉1.2.1 粉末靜電噴涂的基本原理 工件通過輸送鏈進入噴粉房的噴槍位置準(zhǔn)備噴涂作業(yè)。靜電發(fā)生器通過噴槍槍口的電極針向工件方向的空間釋放高壓
29、靜電(負(fù)極),該高壓靜電使從噴槍口噴出的粉末和壓縮空氣的混合物以及電極周圍空氣電離(帶負(fù)電荷)。工件經(jīng)過掛具通過輸送鏈接地(接地極),這樣就在噴槍和工件之間形成一個電場占粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動下到達工件表面,依靠靜電吸引在工件表面形成一層均勻的涂層。1.2.2 粉末靜電噴涂的基本原料 用室內(nèi)型環(huán)氧聚酯粉末涂料。它的主要成分是環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、固化劑、顏料、填料、各種助劑(例如流平劑、防潮劑、邊角改性劑等).粉末加熱固化后在工件表面形成所需涂層。輔助材料是壓縮空氣,要求清潔干燥、無油無水含水量小于1.3g/m3、含油量小于1.0×10-5(質(zhì)量分
30、數(shù))1.2.3 粉末靜電噴涂的施工工藝 靜電高壓60-90kv。電壓過高容易造成粉末反彈和邊緣麻點;電壓過低上粉率低。 靜電電流1020a。電流過高容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層;電流過低上粉率低 流速壓力0.30-0.55mpa.流速壓力越高則粉末的沉積速度越快,有利于快速獲得預(yù)定厚度的涂層,但過高就會增加粉末用量和噴槍的磨損速度。 霧化壓力0.300.45mpa。適當(dāng)增大霧化壓力能夠保持粉末涂層的厚度均勻,但過高會使送粉部件快速磨損。適當(dāng)降低霧化壓力能夠提高粉末的覆蓋能力,但過低容易使送粉部件堵塞。&
31、#160; 清槍壓力0.5mpa。清槍壓力過高會加速槍頭磨 損,過低容易造成槍頭堵塞。 供粉桶流化壓力0.040.10mpa。供粉桶流化壓力過高會降低粉末密度使生產(chǎn)效率下降,過低容易出現(xiàn)供粉不足或者粉末結(jié)團。 噴槍口至工件的距離150300mm。噴槍口至工件的距離過近容易產(chǎn)生放電擊穿粉末涂層,過遠會增加粉末用量和降低生產(chǎn)效率。 輸送鏈速度4.55.5mmin。輸送鏈速度過快會引起粉末涂層厚度不夠,過慢則降低生產(chǎn)效率。何謂粉體塗裝?以前的年代說烤漆,是以溶劑調(diào)和噴漆,經(jīng)過噴槍噴塗到物件經(jīng)過烘烤,漆料燒結(jié)硬化。但
32、因為漆劑易造成大氣公害,危險度高,也影響從業(yè)人員健康,歐美國家遂將溶劑樹脂塗料改為粉狀(powder)經(jīng)靜電噴槍讓塗料帶靜電荷附著於物件表面,經(jīng)200°c烘烤完成。粉體塗裝有以下特性: 1. 不含溶劑,或分散媒體等液狀成分 2. 不用稀釋或調(diào)整黏度 3. 塗料的液狀化是經(jīng)由升溫熔融而成 4. 粉體塗料可由合成樹脂製成 5. 兼具有塗料.塑膠.粉末等特性 為何要用粉體塗裝?粉體塗裝之於液體烤漆,明顯有下面幾種好處: 1. 沒有溶劑揮發(fā)的針孔 2. 噴塗膜厚度較厚,覆蓋力一定較好 3. 烘烤溫度較高,樹脂硬化較硬,較耐磨耗,邊角不易擦傷 4. 原廠電腦配製色粉,不易色差,不像液體三原色,
33、烤漆廠可隨意調(diào)色造成困擾 基於對地球環(huán)境的愛護,並減低不良塗裝所造成的二次公害(如腐蝕,醜陋外觀等),請選擇無溶劑施工方式的粉體塗裝。 粉體塗裝的作業(yè)流程為何?作業(yè)作業(yè)流程主要包含了前處理藥液技術(shù)和粉體塗料技術(shù),將前處理藥液技術(shù)和粉體塗料技術(shù),徹底的結(jié)合與切實執(zhí)行,即是優(yōu)良粉體塗裝的完整流程。 陽極氧化 金屬或合金的電化學(xué)氧化。將金屬或合金的制件作為陽極,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性 、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,
34、進行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ,表面上形成氧化鋁薄層 ,其厚度為525微米 ,硬質(zhì)陽極氧化膜可達60200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達250500千克平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質(zhì)陽極氧化膜熔點高達2320k ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達2000v ,增強了抗腐蝕性能 ,在0.03nacl鹽霧中經(jīng)幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合制造發(fā)動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進行陽極氧化處理,這種方法廣泛用于機械零件,飛機汽車部件,精密儀器及無線電器材,日用
35、品和建筑裝飾等方面。補充:除金屬外,其他物質(zhì)在陽極所引起的氧化作用,也稱為“陽極氧化”陽極處理,陽極氧化用電解方式給(金屬面)鍍上一層保護性或裝飾性的氧化物化學(xué)拋光化學(xué)拋光是靠化學(xué)試劑對產(chǎn)品表面凹凸不平區(qū)域的選擇性溶解作用消除磨痕、浸蝕整平的一種方法。 化學(xué)拋光的優(yōu)點化學(xué)拋光設(shè)備簡單,可以處理形狀比較復(fù)雜的零件化學(xué)拋光的缺點1、化學(xué)拋光的質(zhì)量不如電解拋光。2、化學(xué)拋光所用溶液的調(diào)整和再生比較困難,在應(yīng)用上受到限制。3、化學(xué)拋光操作過程中,硝酸散發(fā)出大量黃棕色有害氣體,對環(huán)境污染有影響。陽極氧化膜厚一般為;525um.工藝流程(線路圖) 基材 裝掛 化學(xué)拋光( 脫脂) (堿蝕) 中和
36、陽極氧化(染色) 封孔 卸料 入庫陽極氧化1、引言 鋁為面心立方結(jié)構(gòu),有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,僅次于au、ag、cu,延展性好、塑性高,可進行各種機械加工。 鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑,在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚約5nm的致密氧化膜,使鋁不會進一步氧化并能耐水;但鋁的粉末與空氣混合則極易燃燒;熔融的鋁能與水猛烈反應(yīng),高溫下能將許多金屬氧化物還原為相應(yīng)的金屬;鋁是兩性的,既易溶于強堿,也能溶于稀酸。鋁在大氣中具有良好的耐蝕性,但純鋁的強度低,只有通過合金化才能得到可作結(jié)構(gòu)材料使用的各種鋁合
37、金。 鋁合金的突出特點是密度小、強度高。鋁中加入mn、mg形成的al-mn、al-mg合金具有很好的耐蝕性,良好的塑性和較高的強度,稱為防銹鋁合金,用于制造油箱、容器、管道、鉚釘?shù)?。硬鋁合金的強度較防銹鋁合金高,但防蝕性能有所下降,這類合金有al-cu-mg系和al-cu-mg-zn系。新近開發(fā)的高強度硬鋁,強度進一步提高,而密度比普通硬鋁減小15,且能擠壓成形,可用作摩托車骨架和輪圈等構(gòu)件。al-li合金可制作飛機零件和承受載重的高級運動器材。因為在鋁中加入35(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的比鋁更輕的金屬鋰,就可以制造出強度比純鋁高2025,密度僅2.5t/
38、m3的鋁鋰合金。這種合金用在大型客機上,可使飛機的重量減少5t多,而載客人數(shù)不減少。 將鋁及其合金置于適當(dāng)?shù)碾娊庖褐凶鳛殛枠O進行通電處理,此處理過程稱為陽極氧化。經(jīng)過陽極氧化,鋁表面能生成厚度為幾個至幾百微米的氧化膜。這層氧化膜的表面是多孔蜂窩狀的,比起鋁合金的天然氧化膜,其耐蝕性、耐磨性和裝飾性都有明顯的改善和提高。采用不同的電解液和工藝條件,就能得到不同性質(zhì)的陽極氧化膜。 早在1896年,pollak就提出了在硼酸或磷酸溶液中直流電解,可得到“堡壘”型氧化膜的專利。到20年代,這個工藝在工業(yè)
39、上用于制造電解電容。 陽極氧化最初的商業(yè)應(yīng)用是鉻酸陽極氧化。g d bengough和j m stuart在研究鋁上鍍鉻時,因接錯線發(fā)現(xiàn)了鋁表面生成了陽極氧化膜。當(dāng)時的電解液的組成是250g/l鉻酸,2.5g/l硫酸。后來人們進一步研究發(fā)現(xiàn),這種氧化膜可以被墨水或染料染色,氧化膜厚度為35m,工作電壓約50v。這種工藝首先用于飛機制造業(yè),用于油漆的底層,防止裂紋和提高耐蝕性。 1927年,日本的kujirai和ueki首先采用草酸電解液陽極氧化,可以得到15mm以上的氧化膜,但工作電壓比硫酸陽極氧化高。這種工藝先在日本普及,后來傳到德國,逐步被
40、歐洲人采用,用于店面和建筑物的裝飾。 1927年,gower、stafford obrien和partners4發(fā)表了硫酸陽極氧化的專利,氧化的電流密度為0.71.3a/dm2,這種電流密度一直延用到現(xiàn)在。硫酸陽極氧化與草酸和鉻酸陽極氧化相比,工作電壓更低,電解液成本更小,操作更簡單,氧化膜裝飾性更強,所以這種工藝很快得到完善和普及。目前95以上的陽極氧化是在硫酸中進行的,陽極氧化如果沒有特別指明,通常是指硫酸陽極氧化。 2、前處理 2.1 脫脂和除油 鋁及鋁合金早期是延用鋼鐵的除油工藝,即:槽
41、液為na2co3、na2sio3、na3po4溶液,操作溫度為4070,時間為515min。這種工藝性能穩(wěn)定,壽命長,但槽液成本高,不易洗凈,現(xiàn)在基本不用。 20世紀(jì)60年代,人們采用naoh或na2co3加na3po4、絡(luò)合劑、非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑,在室溫下脫脂,時間為35min。這種工藝除油效率高,成本低,節(jié)能,但槽液易產(chǎn)生絮狀沉淀,絡(luò)合劑、表面活性劑易帶入后續(xù)槽形成污染?,F(xiàn)在少數(shù)廠仍在使用。 從80年代開始,酸性脫脂槽液逐步普及,槽液為h2so4或h2po4,加hf、fe3+、h202、no2-和非離子表面活性劑,室溫下操作
42、,時間為35min。這種工藝效率高,不污染后續(xù)槽,是較好的脫脂工藝,現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛。典型工藝: h2so4 10g/l h3po4 10g/l hno3 10g/l hf
43、60; 10g/l 表面活性劑 2g/l 過硫酸鈉 5g/l 溫度 4570 時間 10120s 2.2 堿腐蝕
44、160; 鋁及其合金陽極氧化之前需要除去致密但不均勻的自然氧化膜,對高硅鋁合金,采用hn03、hf混合溶液,在室溫下操作,時間35min,工作時會產(chǎn)生有毒氣體。一般不用于其他鋁合金,其他鋁合金采用以naoh溶液為主的堿性槽液,naoh的濃度為3070g/l,操作溫度為4080,時間為310min。堿腐蝕工藝維護簡單,成本低,腐蝕效果好,易于除去鋁合金表面的加工條紋,是陽極氧化重要的配套工藝。目前單獨使用naoh溶液作堿腐蝕已很少見,往往加入葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉等絡(luò)合劑,防止槽液中al(oh)3沉淀,即所謂“長壽堿”。加入硫化物,防止重金屬在鋁合金表面發(fā)生置換反應(yīng),消除“流痕”。也有
45、的加入氟化物和硝酸鹽,用于產(chǎn)生無光砂面效果。 2.3 電解拋光 機械拋光后陽極氧化,往往很難保持拋光后的光澤,這主要是機械拋光的局部表面壓力不均,陽極氧化產(chǎn)生無光表面,所以機械拋光不能直接用于光亮陽極氧化。 1934年在英國和美國,幾乎同時發(fā)明了電解拋光工藝“brytal”和“alzak”,在堿性(brytal工藝)或氟硼酸(alzak工藝)溶液中陽極電解1020min,得到較高反射率的表面,并在陽極氧化后繼續(xù)保持下來。電解拋光是利用電流的作用,使鋁合金發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),在鋁合金表面凸凹不平的部分發(fā)生不同程度的溶解,使鋁件表面產(chǎn)生光滑的鏡面效果。
46、電解拋光的鋁件,經(jīng)過后續(xù)的陽極氧化處理仍能保持大部分光澤。電解拋光的鋁件有較好的耐蝕性,即使未經(jīng)陽極氧化處理也能在大氣中很長時間不銹蝕,保持原有的光澤。二次世界大戰(zhàn),鋁的反光鏡需求大,這一期間鋁的電解拋光發(fā)展很快。 高純鋁片(99.99)經(jīng)過電解拋光,可以得到反射率接近100的鏡面效果。鋁片的純度越高得到的反射率越高。常用的工藝有:磷酸-鉻酸型,磷酸-硫酸,鉻酸型,高氯酸-醋酸型,磷酸-硫酸-甘油型,氟硼酸型,碳酸鈉-磷酸鈉型,氫氧化鉀-鉻酸型。操作溫度為室溫至90,電流密度1020a/dm2,有的工藝高達150a/dm2。
47、60; 電解拋光的主要污染物是六價鉻,近年來,隨著環(huán)保意識的加強,不含鉻酸的電解拋光處理液逐步盛行。不含鉻酸的電解拋光處理液的主要問題是,對有些合金拋光不夠亮。另外,鋁合金在這種處理液中拋光后,不通電的條件下亮度會迅速下降,需要立即從處理液中取出、水洗,這給該工藝的廣泛應(yīng)用帶來一定的影響。后來,有人在這種處理液中添加某種添加劑,使這兩個問題有所緩解。 電解拋光工藝成熟,污染小,但工作電流大,成本高,目前用于高亮度、高裝飾性鋁件的加工。 2.4 化學(xué)拋光
48、60; 化學(xué)拋光是40年代后期發(fā)明的,當(dāng)時henley在做磷酸-硫酸型的電解拋光,沒有通電時,發(fā)現(xiàn)鋁件的腐蝕有光亮效果,接著他仔細(xì)研究了這個現(xiàn)象,得到最早的化學(xué)拋光工藝:磷酸75(體積),硫酸25(體積),操作溫度為90100。后來人們發(fā)現(xiàn)在上述工藝中加10的硝酸,可以得到特別光亮的效果,這時化學(xué)拋光才在工業(yè)中應(yīng)用起來,相應(yīng)的專利陸續(xù)公布。光亮陽極氧化穩(wěn)定地進入市場,替代了部分鋼或銅上鍍鎳-鉻工藝。 化學(xué)拋光不需要通電,也不需要專用夾具,操作簡單,但需要良好的加熱和通風(fēng)設(shè)備,使用高純鋁能得到反射率為100的效果,普通鋁合
49、金也能達到裝飾性的光澤度。由于化學(xué)拋光比電解拋光成本低,所以大多數(shù)光亮陽極氧化是用化學(xué)拋光配套的。最常用的化學(xué)拋光工藝是:磷酸75(體積分?jǐn)?shù)),硝酸15 (體積分?jǐn)?shù)),硫酸10(體積分?jǐn)?shù)),操作溫度為90110,時間為0.53min。有的工藝只有磷酸和硝酸,有些加了醋酸、鉻酸或氫氟酸。添加少量的鉆鹽、鎳鹽、銅鹽可以增加拋光的亮度?;瘜W(xué)拋光最大的缺點是會產(chǎn)生nox有毒氣體,黃色的nox氣體是強烈的致癌物質(zhì),是化學(xué)拋光車間難以揮去的“黃龍”。人們采用了許多辦法來解決這一技術(shù)難題,日本的tajima,采用“籠形”化合物吸收有毒氣體,得到無黃煙化學(xué)拋光新工藝;德國對于純度達99.99的鋁件,采用16(
50、體積分?jǐn)?shù))的氟化氫銨,13(體積分?jǐn)?shù))硝酸,25g/l的糊精,操作溫度較低,析出氣體很少。kaiser鋁和化學(xué)品公司發(fā)明了類似的工藝(體積分?jǐn)?shù)):2.5硝酸,0.60,氟化氫銨,0.6鉻酸,0.6甘油,0.05硝酸銅。也有在磷酸硫酸配方中加有機硫化物替代硝酸,得到無黃煙拋光工藝。 除了酸性化學(xué)拋光以外,還有堿性化學(xué)拋光工藝,但堿性化學(xué)拋光的效果遠不及酸性化學(xué)拋光,所以較少應(yīng)用。典型的堿性拋光配方含:naoh、nano2、nano3、na3po4、cu(no3)2等,堿性化學(xué)拋光無有毒氣體析出。
51、3、陽極氧化 3.1 硫酸陽極氧化 硫酸陽極氧化有以下特點: (1)槽液成本低,成分簡單,操作維護簡便,一般只需將硫酸稀釋到一定的濃度即可,無需添加其他化學(xué)藥品,推薦使用化學(xué)純硫酸,雜質(zhì)較少的工業(yè)級硫酸也可采用,所以成本特別低。 (2)氧化膜透明度高。純鋁的硫酸陽極氧化膜,是無色透明的,對于鋁合金,隨著合金元素si、fe、cu、mn的增加,透明度會下降。相對其他電解液,硫酸陽極氧化膜的顏色是最淺的
52、。 (3)著色性高,硫酸氧化膜透明,多孔層吸附性強,易于染色和著色,著色鮮艷不易退去,有很強的裝飾作用。 (4)硫酸陽極氧化操作條件為: h2so4(體積) 1030 溫度 1822 al
53、/g.l-1 20 電流密度/a.dm-2 0.63 時間/min 1060 3.2 草酸和鉻酸陽極氧化 草酸陽極氧化在日本應(yīng)用較普遍,草酸氧化膜的特點和硫酸氧化膜
54、相近,孔隙率低于硫酸氧化膜,耐蝕性和硬度高于硫酸氧化膜。草酸的槽液成本和操作電壓高于硫酸,有些合金的草酸氧化膜顏色較深。草酸和硫酸陽極氧化都需要良好的冷卻系統(tǒng)配套。 草酸陽極氧化操作條件為: 草酸(體積分?jǐn)?shù)) 210 溫度/ 1535 電流密度/a.dm-2 0
55、.53 電壓/v 4060 鉻酸陽極氧化膜特別耐腐蝕,主要應(yīng)用干飛機制造工業(yè),鉻酸氧化膜和油漆的附著力強,也用于作油漆的底層,鉻酸陽極氧化膜灰色不透明,一般不用于裝飾。 鉻酸陽極氧化操作條件為: cr03/g.l-1 301
56、00 溫度/ 4070 電流密度/a.dm-2 0.13 電壓/v o100 時間/min
57、60; 3560 3.3 硬質(zhì)陽極氧化 在二世界大戰(zhàn)后期,為了提高陽極氧化膜的硬度和厚度,把硫酸氧化槽的溫度降低至0,電流密度提高至2.74.0a/dm2,獲得了2550m的“硬質(zhì)氧化膜”。用草酸加少量硫酸可以在515得到硬質(zhì)氧化膜。有些專利用優(yōu)化硫酸的濃度,加有機酸或其他添加劑,如苯六羧酸進行硬質(zhì)陽極氧化。 在蘇格蘭,campbell發(fā)明了采用交流直流疊加電源,電解液高速流動,0,電流密度2535a/dm2,獲得100m的硬質(zhì)陽極氧化膜。
58、160; 現(xiàn)在,脈沖電流用于硬質(zhì)陽極氧化時,特別是高銅鋁合金一般很難硬質(zhì)陽極氧化,使用脈沖電流可以防止“燒蝕”。還有許多電源用于硬質(zhì)陽極氧化,交流加直流,各種頻率的單相或三相脈沖電流、反相電流等。傳統(tǒng)的直流硬質(zhì)陽極氧化,電流密度一般不能超過4.0a/dm2,單相整流脈沖電源,電流的脈沖峰值可以很大,但保持氧化膜厚度的均勻一致是重要的問題。 由于硬質(zhì)陽極氧化膜具有獨特的硬度和耐磨性,所以正逐步被航空、航天、自動化、汽車、計算機設(shè)備、電子和其他工業(yè)采用。目前正在開發(fā)用聚四氟乙烯、二硫化鉬等固體潤滑劑封閉,使硬質(zhì)陽
59、極氧化膜具有自潤滑性能,應(yīng)用前景更加廣泛。 4、染色和著色 4.1 整體發(fā)色陽極氧化 1959年,kaiser鋁和化學(xué)品公司開發(fā)了kalcolortm整體發(fā)色工藝,電解液是:磺基水揚酸加少量(5g/l)硫酸,根據(jù)不同的鋁合金成分和工藝條件得到棕色或灰色。這個工藝極其廣泛地應(yīng)用于建筑的外表、幕墻和門窗的加工。 具有工業(yè)應(yīng)用的工藝有:duran0dictm,eurocolourtm,permaluxtm,vero
60、xaltm,alcanodoxtm等,配方都是有機酸加少量(110g/l)的硫酸,也有的使用脈沖電流來增加著色的深度。 整體發(fā)色,也稱為自然發(fā)色或自身發(fā)色。整體發(fā)色工藝,需要大約60v的操作電壓,它的電解能源消耗和冷凍能源消耗,都遠遠大干普通的硫酸陽極氧化工藝,槽液中鋁鹽的不斷增加,導(dǎo)致槽液的報廢也是重要的問題。kaiser公布了解決這個問題的專利,用陰離子交換樹脂除去槽液中的鋁離子。 70年代的能源危機,整體發(fā)色工藝逐步被能耗更少的硫酸陽極氧化加電解著色工藝替代。
61、160; 4.2 有機和無機染料染色 許多種類的陽極氧化膜,都可以被染料染色,但只有硫酸和草酸陽極氧化膜的染色有工業(yè)價值,硫酸陽極氧化膜的染色是其中的絕大部分。 有機染料染色,操作簡便,染色均勻,幾乎可以染出任意顏色,可以采用印刷和多重染色技術(shù),在同一鋁合金表面染出多種顏色和花紋,顏色鮮艷裝飾性極強。但由于有機染料存在分解退色、耐曬差的問題,所以多用于室內(nèi)裝飾。 無機染色,顏色的穩(wěn)定性高,不易退色,能經(jīng)受陽光的長期暴曬。用高錳酸鉀溶液
62、,可以染出棕色,用鐵鹽溶液可以染出金黃色。無機染色,顏色的種類較少,均勻性較差,目前正逐步被電解著色工藝替代。 4.3 電解著色 60年代,日本開發(fā)了“asadatm”、“analoktm”工藝,硫酸陽極氧化膜在鎳鹽溶液交流電解,使金屬鎳沉積到多孔層中得到從淺棕色到黑色。后來,alcan獲得了在鈷鹽溶液電解著色的專利。 alcan后來針對asada工藝,開發(fā)出用許多種金屬鹽電解著色的專利在國際上注冊,幾個公司努力開發(fā)基于錫鹽溶液的電解著色工藝。其
63、中德國的gartner和德國鋁業(yè)公司(v.a.w.)在這一領(lǐng)域非?;钴S。市場上有:henkel公司開發(fā)的almecolortm工藝,v.a.w.公司開發(fā)的metoxaltm工藝。還有許多類似硫酸亞錫加硫酸的工藝在各國開發(fā)出來,這樣錫鹽電解著色工藝應(yīng)用最廣泛。還有的電解著色工藝采用錫鹽加鎳鹽電解液。 錫鹽電解著色溶液,主要含硫酸亞錫、硫酸、錫鹽穩(wěn)定劑、著色分散劑等,著色美觀,重現(xiàn)性好,溶液抗雜質(zhì)能力強,易于維護管理。 染料染色,是染料吸附在陽極氧化膜多孔層的最外1/3或1/2處。電解著色是金屬微粒
64、沉積在陽極氧化膜多孔層的底部。隨機分布的金屬微粒對光線的反射,得到棕色,隨著沉積金屬微粒的增加,顏色由稻草黃到棕色,直至黑色。 電解著色工藝具有成本低、顏色耐曬、不易退等特點,是目前應(yīng)用最廣泛的著色方法。 4.4 干涉著色 人們在獲取陽極氧化膜晶胞尺寸,并試圖改變其大小的研究中,發(fā)明了干涉著色法,alcan的注冊工藝是analoktm,即:常規(guī)陽極氧化,加短時間的磷酸交流氧化“擴孔”,孔的深度約增加051m,然后再進行普通電解著色。顏色是由空隙底
65、部的反射光和沉積金屬微粒的反射光干涉產(chǎn)生的,sheasby,在其公布的專利中,對工藝的一般過程進行了描述,要得到預(yù)期的顏色必須嚴(yán)格操作,而蘭色是較易控制得到的。擴孔后,可以在鈷鹽、鎳鹽、錫鹽等任何電解著色溶液中著色,得到其他顏色。 seddon敘述了大尺寸的工件可以得到均勻的蘭灰色,但其他顏色重現(xiàn)性很差。 4.5 多色電解著色 后續(xù)的研究是在硫酸陽極氧化后,探索改變氧化膜的阻擋層,來實現(xiàn)控制顏色的可能性。一個研究者給出了這個工藝的細(xì)節(jié),在已經(jīng)嚴(yán)格控制孔隙大小的陽極氧化膜上,采用一種保密的添加劑和計算機控制著色周期,用低壓電沉積錫,在寬顏色范圍內(nèi)用計算機控制,可以獲得高度重現(xiàn)性的顏色。 5、陽極氧化的封閉
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