在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,氧化膜單元結(jié)構(gòu)模型并非是理想中的整齊排列、深淺一致,由于膜厚差異或者膜厚不均,膜結(jié)構(gòu)的多孔層深淺不一;由于槽液成分差別,膜孔結(jié)構(gòu)大小也不相同,這些情況都能夠使Ni或Sn粒子的沉積量受到影響。
因此,鋁材電解著色差的產(chǎn)生,與著色機(jī)理、氧化膜厚度、電解著色速度有著最為直接的關(guān)系。色差缺陷分為色差深淺不一致、兩頭色、陰陽(yáng)面、染不上色、白頭、逃色等。如何解決這一問(wèn)題,確保產(chǎn)品批次之間色調(diào)一致,色差在與客戶雙方確認(rèn)的范圍內(nèi),是型材生產(chǎn)必須研究和防范的問(wèn)題。
1.通過(guò)控制著色槽液減少色差
首先著色配槽時(shí),著色液的配制必須采用去離子水,如果是單錫鹽,則先加H2SO4和穩(wěn)定劑,充分溶解后再加SnSO4以防止Sn2+氧化和水解;如果是雙鹽,則可以在鎳鹽溶液中加入SnSO4,槽液配制完畢直至正常生產(chǎn)過(guò)程中,還必須按照一定的頻率對(duì)槽液成分取樣分析,根據(jù)分析結(jié)果以及添加相應(yīng)的藥劑穩(wěn)定槽液,槽液的控制范圍也須穩(wěn)定,添加量須少量多次。
槽液中各成分的濃度對(duì)色差有直接影響。一般來(lái)說(shuō),主鹽濃度升高,著色速度加快,色調(diào)變深;溶液添加硫酸是為了保持著色穩(wěn)定性,濃度過(guò)高則槽體、零部件容易附著氫氧化物,濃度過(guò)低則H+濃度過(guò)高而競(jìng)爭(zhēng)還原,導(dǎo)致著色速度下降,甚至不上色;H3BO3在膜孔中起緩沖作用,在錫鹽溶液中不加硼酸則錫不能析出,導(dǎo)致型材色差和色散;促進(jìn)劑在鎳鹽溶液中起催化作用,保證Ni2+在溶液pH為1左右時(shí)能夠順利析出,保持良好的著色均勻性和穩(wěn)定性;穩(wěn)定劑由絡(luò)合劑、還原劑、抗氧劑以及電極氧化阻止劑組成,防止亞錫氧化和水解,保持著色穩(wěn)定性。
對(duì)槽液的攪拌有利于色差的均勻性和重現(xiàn)性。通常單鎳鹽溶液可以通壓縮空氣進(jìn)行攪拌,但是單錫鹽或雙鹽則不能使用壓縮空氣攪拌,可以考慮通惰性氣體攪拌,也可以采用機(jī)械攪拌方式,防止亞錫離子的氧化。對(duì)著色液進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾,也是保持溶液穩(wěn)定的一種方式。
2.通過(guò)氧化著色工藝控制減少色差
電壓對(duì)著色速度有很大影響。電壓過(guò)低,陰極峰值電流很小,幾乎只能用于阻擋層充電以及彌補(bǔ)電損耗,沉積金屬的法拉第電流小,因此著色較淺。
隨著電壓升高,電流增大,著色速度加快,型材顏色變化順序?yàn)椋狠p微上色→香檳色→咖啡色→古銅色→褐色→黑色。
當(dāng)電壓升到一定值的時(shí)候,著色反而變淺。這是因?yàn)椋妷哼^(guò)高超過(guò)氧化電壓范圍時(shí),阻擋層被擊穿,著色膜脫落,從而顏色變淺。
與控制電壓參數(shù)相關(guān)的操作還包括上掛以及進(jìn)入著色槽階段,上掛前檢查導(dǎo)電桿,磨掉與型材相接觸的部位以保證通電良好,上掛時(shí)必須控制綁料面積,每掛料的總表面積必須通過(guò)計(jì)算,不能超出范圍;綁料不能太松動(dòng)以防止某些型材不上色,每掛料的型材斷面最好保持一致或者相近,否則容易出現(xiàn)同掛型材之間的色差;進(jìn)入著色槽時(shí)型材必須保證一定的傾斜度,同時(shí)保證料與料之間的間距相等,否則容易出現(xiàn)陰陽(yáng)色;
著色時(shí)間也對(duì)型材色差影響較為明顯,當(dāng)著色時(shí)間過(guò)短,色調(diào)偏淺,時(shí)間長(zhǎng)則顏色偏深,但是當(dāng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),還需考慮型材表面氧化膜的穩(wěn)定性。
槽液的溫度也是影響色差的因素,一般情況下,溶液的溫度升高,金屬離子擴(kuò)散速度快,在膜孔中還原的機(jī)會(huì)增加,型材色調(diào)加深;溫度低則著色較慢。但溫度過(guò)高則加速亞錫的氧化水解,甚至破壞氧化膜孔結(jié)構(gòu),反而對(duì)著色不利,一般槽液溫度控制在18℃至22℃。
3.通過(guò)規(guī)范人為操作減少色差
人為因素是影響色差的一個(gè)重要原因,當(dāng)操作工責(zé)任心不強(qiáng)或者經(jīng)驗(yàn)不足時(shí),很容易導(dǎo)致型材上色工藝波動(dòng),導(dǎo)致明顯的色差。
其中上排工、行車手、調(diào)色員是影響色差的關(guān)鍵。型材的綁料前后檢查,以及綁料松緊程度,型材面積計(jì)算是上排人員必須掌握的技巧,這些技巧可以通過(guò)培訓(xùn)以及現(xiàn)場(chǎng)教授經(jīng)驗(yàn)獲得,并以此保證上排質(zhì)量。
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