阳极氧化完整实用工艺流程图
当铝含量在5g/l以下时,染料吸附能力显著下降,但铝含量达到5g/l以上时,吸附能力便维持接近稳定。但当超过15g/l时,溶液便不能有效的起作用,阳极氧化膜会出现不规如此。因此,为使着泽高度均匀,宜将铝含量保持在5~15g/l。
在电流密度高而膜厚固定的情况下,由于金属受硫酸溶解的时间短些,所以染料吸附能力下降。
对准备阳极氧化并吸附着色德铝件作预处理时所遵循的准如此,与阳极氧化而步着色德工艺准如此一样。
在阳极氧化膜的吸附着色工艺中,最终获得的色调不但取决于着色过程本身,而且在相等重要的程度上取决于氧化膜的性能。而氧化膜的性能又取决于阳极氧化参数。在工业生产里,这一点往往未受到注意。当在追溯染色故障因由时,必须同时仔细检查阳极氧化的工艺条件。在无色阳极氧化时未被发现的氧化膜上的某些变异在西服着色时变的明显,而且即使改良染色过程亦只能有限度的得到改正。
铝材的物理成分以与级别是吸附着色是否成功的主要的因素。铝材分为高纯铝、纯铝和合金铝。
高纯铝只含不超过痕量〔不超过0.05%,依次排级〕的亲质金属;纯铝的亲质金属含量不超过1%。
吸附现象是采用染料水溶液浸渍染色的特点。与其他着色技术不同的是,其产生颜色之化合物并非产生自工艺本身而是存在于开初的介质中。
“吸附〞这一术语的意思是染料分子沉积并积聚氧化膜微孔的外表,此阳极氧化膜的孔隙率为氧化膜的20m2/g。导致吸附的是铝氧化膜与染料分子之间的键合力起作用。这键合是不稳定的,相反,吸附在阳极氧化膜上的染料〔染色强度〕与溶液中的染料之间达到平衡。倘假设溶液的染料浓度增大,如此吸附量会增大,直至达到饱和点〔颜色强度最大〕时为止。又倘假设溶液的燃料浓度下降,比如下降到零,而水中又全无亲质,便会出现解吸附,导致褪色合色料扩散。因此,在完成染色之后的多孔膜封闭工序是必不可少的。尽管染料迅速吸附,但整个着色过程的速度并非取决这一原始的现象,而是取决于染料分子随后怎样进入狭窄的微孔。这一过程以略低的速率进展。分子的直径平均为0.0025m,而用硫酸直流氧化法制备的阳极氧化膜的微孔平均直径为0.02m。
如果把成分不同的合金件放在一起进展阳极氧化,零件与零件之间便会出现电流密度上的变动,当这些零件着色时,便会反映为色泽上的差异。因此,在同一批次应只阳极氧化一种合金的零件;如果零件时要着色的,这一点尤其重要。
提高温度会加强硫酸的溶解作用,从而使氧化膜柔软些和有更多的微细孔,染料吸附能力便高。但温度的影响很明显,必须严控。其允许的误差微/-2℃。
铝和铝合金原有的颜色分别随其纯度级别与所含成分不同而异。而吸附着色的色调又受原来的底色所影响。
含锰与铬量即使低至仅1%,氧化膜便带黄色,超过此含量时,金属色调便会变的暗黑;
硅有使氧化膜带灰色的趋向,不过,很大程度上取决于它存在于合金中的形式。如果以固溶体形式存在而含量低于1%时,它不会使氧化膜明显暗哑。超过此含量与以非固溶体形式存在时,金属就会呈浑浊的灰色。有一种特别的含硅3%~6%的铝合金就被称为“灰色调和金〞。
含铜量不超过0.2%左右的铝合金对阳极氧化膜的颜色、透明度或硬度均无甚影响。以其通常在一些合金〔如铝、铜、镁类与其他〕所用含量,铜往往会给合金带来不规如此斑点、呈微棕色与微灰色外观。此外,铝铜合金在染色过程中比其他合金更易于发生原电池腐蚀〔点状腐蚀〕。
锌对氧化膜质量不产生一定的影响。倘假设含量在2%左右或稍大,又假设合金不含其他成分,如此在染色中不会产生非常明显的色调变化,也不会令染色膜变暗哑。
提高硫酸浓度会增强其对金属的溶解作用,产生更显著锥性的微细孔,孔的平均直径更大些。由于空隙率增大而使外表面积增大,吸附能力因而加强,可以染出较深的颜色。在阳极氧化液使用期间,慢慢的变多的游离硫酸消耗于溶解方面,随着其浓度因而下降,膜的吸附力亦随而降低。为保证随后的染色能具有同等的强度,维持游离硫酸浓度于严格的允许围就显得十分重要。
在这方面,一定要注意的是,倘假设热对流步充分而出现局部温度差异,以后便会出现着色的不均匀的结果。为防止出现局部过热现象,对阳极氧化液一定要采取彻底搅拌和均匀冷却的措施。
金属需经过抛光或刷光,随后除油与脱脂,检查外观品质,以为后续处理工序作外表准备。
通过认为的手段,形成一层厚氧化铝膜,即阳极氧化膜。即吸附氧化膜。这是吸附着色的先决条件。
由于铝本身的强度不足以应付各种用途,因而相当多是与其他金属形成合金,主要的是镁、锌、锰、铜等。合金中的这些成分越高。耐机械磨损性便越强,但对装饰性着色的适应性如此相对的越差。吸附着色本身是不会改善阳极氧化膜的物理特性的。
必须选用阳极氧化级的铝材,才可能正真的保证在阳极氧化和着色后仍然能保持吸引人的外观。这一级别的铝材是专门为阳极氧化和着色而特别制备并经过特别检测的。
未经预处理的铝是不能阳极氧化和着色的。事实上,有控制的外表处理是染色完美和光滑均匀德必备条件。机械的和化学的预处理决定了金属外表最终德外观,因为透明德阳极氧化膜或着色都是无助于光学性能德。化学处理目的是去除金属上的脂类、油污、夹杂的亲质、皂类德剩余、以与自然氧化膜。这些污染物质如果未得到彻底去除,就会妨碍氧化膜的生成,随而队染色产生非常明显不良的影响。