鋁陽極氧化染黑色技巧與常見不良解決方案

時間：2016-11-16

一、陽極氧化工藝條件的控制

1、溶液的溫度與電壓的關系
在額定的范圍內溶液的溫度越低，所需的電壓應越高，因為溶液溫度較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改善氧化膜的質量。

2、陽極氧化溶液的溫度與時間的關系
溶液的溫度越低，所需的陽極氧化時間應越長。因為溶液溫度較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備，又無加溫裝置的條件下采取的應急措施。

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           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。最后測量pH值，用冷醋酸或氨水調整至工藝要求。 

三、染色過程應注意事項

1.加強染色前的沖洗工件
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，導致染色困難。若因染色槽過小，需分批染色時，應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

1.小心拆卸工件
拆卸夾具時嚴防工件被劃傷，否則會出現(xiàn)道道白痕，應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，干凈紙為好，且逐個包裝以防互相擦毛。 

五、染黑色溶液的維護與保養(yǎng)

染黑色溶液的維護與保養(yǎng)工作主要是維護溶液的pH值。

酸性ATT染料是由不同擴散性能的酸性藍黑10B 和酸性橙Ⅱ組成。

當染色液的pH值在5～6或3～3.5范圍時，酸性橙Ⅱ和酸性藍黑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pH值回復到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)細細辨別，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)的質量問題是由于陽極氧化溶液溫度過低而沒有相應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工件在預處理堿洗不夠徹底

當工件堿洗不徹底時，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，并在空氣中又擱置過久后才轉

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。

陽極化前的預處理質量優(yōu)劣是獲得氧化膜質量的關鍵，要認真對待。 

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予以加溫，以保證染色件的質量。 

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，溶液配成后應經(jīng)過濾紙過濾，或用粗制紙片拖吸。 

為避免工件進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

工件經(jīng)陽極化后在染色之前要防止與油污或堿性物質接觸，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

夾具的位置與陽極化工件的懸掛角度對氧化膜的質量有很大影響，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)生過大的白點痕跡。

B.從夾具上拆下后放人塑料籃筐內染色，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:當染色溶液溫度偏高時，上色速度加快，結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:當陽極化溶液溫度偏高時，氧化膜的溶解速度加快，結果所生成的氧化膜因溶解而產(chǎn)生粉末狀物質，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，以確保產(chǎn)品質量。

可以用以下解決方法: 

A.調整工作班次: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，溶液溫度上升，當**過工藝允許的溫度時應停止工作，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減緩。 

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

E.繼息式工作:當溶液溫度**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，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黑IOB和酸性橙Ⅱ組成，在一定的pH范圍內這兩種組分進入膜孔的比例符合陽極化膜染色純黑的要求，而當pH值**過或**這個較佳范圍時，進入膜孔中的兩組分比例失調，染上的顏色黑中顯青或黑中顯紅。試驗發(fā)現(xiàn)，染色液的pH值與鋁陽極化膜上染出色調的關系見下。

表：染色液pH值與鋁陽極化膜染色色調的關系
pH        3              4          5          6            7
色調    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、堿性物質的混入，進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

其原因為工件未染上色的部位沒有生成氧化膜。經(jīng)了解，工件在陽極化之**天進行堿洗，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且接與鋁件發(fā)生反應，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要認真執(zhí)行預處理工藝，決不可怕麻煩而簡化工藝過程

②對于帶有盲孔的工件，在預處理的每一工序中都要將盲孔內殘留的溶液甩干凈；

③預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、堿物質與該處起反應。 

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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