东莞铝氧化加工制作工艺主要包括以下环节:
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一、前期处理
铝制品表面预处理
机械预处理
打磨:通过砂纸、砂带或砂轮等工具对铝制品表面进行打磨,目的是去除铝制品在加工过程中产生的毛刺、划痕以及表面的不平整。例如,对于一些压铸铝制品,表面可能会有脱模时留下的痕迹,打磨可以使其表面更加光滑。打磨的粗糙度根据产品的最终要求而定,一般从几十目到几百目的砂纸逐步打磨,以获得理想的表面效果。
抛光:采用机械抛光或化学抛光的方法。机械抛光是利用抛光轮和抛光膏,在高速旋转下对铝制品表面进行摩擦,使表面达到镜面光泽。化学抛光则是将铝制品浸泡在特定的化学抛光液中,通过化学反应去除表面的微观不平,使表面光亮。例如,在制作一些高档铝制装饰品时,化学抛光可以使产品表面获得更加均匀、细腻的光泽。
除油处理
铝制品在加工过程中可能会沾染油污,这些油污会影响氧化膜的形成质量。常用的除油方法是碱液除油,将铝制品浸泡在含有氢氧化钠、碳酸钠等碱性物质的除油液中。碱性溶液可以与油污发生皂化反应,将油污分解并去除。除油温度一般在 50 - 80℃之间,浸泡时间根据油污的程度而定,通常为 5 - 15 分钟。除油后,需要用清水彻底冲洗铝制品,防止残留的碱液对后续工艺产生影响。
酸洗处理
酸洗的目的是去除铝制品表面的氧化膜、锈蚀物和其他杂质。通常使用稀硫酸或稀盐酸溶液进行酸洗。例如,使用 10% - 20% 的硫酸溶液,将铝制品浸泡在其中,时间约为 1 - 3 分钟。酸洗过程中会发生化学反应,使铝制品表面的杂质溶解。酸洗后同样需要用清水冲洗干净,并且要尽快进行氧化处理,避免铝制品表面再次氧化。
二、氧化处理
阳极氧化
原理:阳极氧化是铝氧化加工的核心工艺。在电解槽中,以铝制品为阳极,不锈钢或石墨等为阴极,在特定的电解液(如硫酸、草酸或铬酸溶液)中通入直流电。在电场作用下,铝制品表面的铝原子失去电子,形成铝离子进入电解液,同时在铝制品表面生成一层氧化铝膜。例如,在硫酸阳极氧化过程中,电解液为 15% - 20% 的硫酸溶液,电压一般为 12 - 20V,氧化时间根据所需氧化膜的厚度而定,通常为 20 - 60 分钟。
氧化膜性能控制:氧化膜的厚度和性能可以通过调整电解参数来控制。如增加电压、延长氧化时间或提高电解液浓度可以使氧化膜厚度增加。氧化膜的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能也与电解参数以及电解液的种类有关。例如,草酸阳极氧化生成的氧化膜硬度较高,而铬酸阳极氧化生成的氧化膜耐腐蚀性较好。
化学氧化
原理:化学氧化是通过化学反应在铝制品表面生成氧化膜。例如,使用铬酸盐 - 磷酸盐氧化法,将铝制品浸泡在含有铬酸盐、磷酸盐等成分的化学氧化液中,在一定的温度和时间条件下,铝制品表面的铝与氧化液中的氧化剂发生反应,生成一层薄的氧化膜。化学氧化生成的氧化膜厚度较薄,一般在 0.5 - 4μm 之间,而阳极氧化膜厚度可达 5 - 20μm。
适用场景:化学氧化主要用于一些对耐腐蚀性要求不高,但对外观或导电性有一定要求的铝制品。例如,一些铝制电子零件,通过化学氧化可以在表面形成一层具有一定导电性的氧化膜,同时可以起到一定的防腐蚀作用。
三、氧化后处理
染色处理(如果需要染色)
原理:染色是在氧化膜的孔隙中吸附染料,使铝制品获得各种颜色。氧化膜具有多孔性,这些孔隙可以吸附有机或无机染料。例如,使用酸性染料可以染出鲜艳的颜色。将铝制品浸泡在染料溶液中,根据所需颜色的深浅,控制浸泡时间,一般为 10 - 30 分钟。染色后,需要用清水冲洗,去除表面多余的染料。
封孔处理:染色后的铝制品需要进行封孔处理,以防止染料渗出和提高氧化膜的耐腐蚀性。封孔方法有热水封孔、蒸汽封孔和化学封孔等。热水封孔是将铝制品浸泡在接近沸点的水中,使氧化膜的孔隙封闭。化学封孔则是使用镍盐、铬盐等化学试剂进行封孔。例如,使用醋酸镍溶液进行封孔,在一定温度下(70 - 90℃),浸泡时间约为 15 - 30 分钟。
电解着色处理(如果需要特殊颜色效果)
原理:电解着色是在阳极氧化后的铝制品上,通过电解的方法使金属离子(如锡、镍、铜等)沉积在氧化膜的孔隙中,从而获得不同的颜色。例如,在含有锡盐的电解液中,通过电解使锡离子沉积在氧化膜孔隙中,可得到青铜色、黑色等颜色。电解着色的颜色范围较广,而且颜色的耐久性较好。
工艺参数控制:电解着色的颜色和效果与电解液的成分、电解电压、电流密度和时间等参数密切相关。例如,改变电解电压可以使沉积的金属离子量不同,从而改变颜色的深浅。
钝化处理
原理:钝化是通过化学方法在铝制品氧化膜表面形成一层钝化膜,进一步提高氧化膜的耐腐蚀性。常用的钝化剂有铬酸盐、磷酸盐等。例如,将铝制品浸泡在铬酸盐钝化液中,在铝制品表面形成一层含铬的钝化膜,这层膜可以阻止外界的腐蚀介质与氧化膜接触,起到防护作用。
环保考虑:由于铬酸盐具有一定的毒性,在一些环保要求较高的地区,正在研究和采用无铬钝化技术,如使用稀土元素等进行钝化,以减少对环境的污染。