铝硬质染黑过程中的质量控制十分关键,以下是一些主要的质量控制要点:

前处理阶段
除油脱脂:铝制品表面常存在油污、油脂和脱模剂等杂质,会影响氧化膜的形成和染色效果。必须采用合适的除油剂和工艺,如碱性除油、有机溶剂除油或超声波除油等,确保表面无油污残留。可通过水膜连续性测试,若表面形成均匀连续的水膜,表明除油干净。
碱洗蚀洗:碱洗能去除铝表面的自然氧化膜和杂质,但要严格控制碱液浓度、温度和时间,防止过度腐蚀导致表面粗糙。一般氢氧化钠浓度在 50-100g/L,温度 50-70℃,时间 1-3 分钟。蚀洗可使表面微观粗糙,增加比表面积,利于后续染色,需根据铝材材质和表面状态调整参数。
中和出光:碱洗后进行中和出光,以去除表面残留的碱液和氧化产物,使铝表面呈现均匀的光亮色泽。常用硝酸或硫酸溶液进行中和,浓度一般在 20%-50%,时间 0.5-2 分钟。
硬质氧化阶段
电解液成分:硫酸是常用的电解液,浓度一般在 150-250g/L。可添加适量的草酸、丙三醇等添加剂,改善氧化膜性能和染色效果。需定期检测电解液成分,根据分析结果进行调整和补充。
工艺参数控制
温度:硬质氧化温度通常控制在 - 5℃-15℃,温度过低会使膜层脆性增加,过高则会导致膜层溶解加剧,硬度和耐磨性下降。可采用制冷设备和温度控制系统精确控制。
电压和电流密度:电压一般在 120V-180V,电流密度在 2.5A/dm²-5A/dm²。电压和电流密度过高,可能导致膜层烧蚀;过低则膜层生长缓慢、厚度不足。要根据铝材材质、尺寸和设备情况合理调整。
氧化时间:氧化时间一般为 1-3 小时,具体根据所需膜层厚度确定。时间过短,膜层薄,染色吸附量少;时间过长,膜层可能出现疏松、开裂等缺陷。
搅拌与循环:良好的搅拌和电解液循环可使溶液成分和温度均匀,避免局部过热和膜层生长不均匀。可采用机械搅拌、空气搅拌或泵循环等方式,搅拌速度和循环量要适中。
染黑阶段
染料选择:应选择质量稳定、染色性能好的酸性黑染料或专用铝氧化染黑染料。要检查染料的批次稳定性、色光和染色力等指标,确保染黑效果的一致性。
染色工艺控制
染色液浓度:一般酸性黑染料浓度在 2-5g/L,需通过小样试验确定最佳浓度。浓度过低,颜色浅;过高,可能导致颜色过深、不均匀或出现浮色。
温度和时间:染色温度通常在 50-70℃,时间 10-30 分钟。温度过高或时间过长,可能使颜色过深、失去光泽;温度过低或时间过短,染色不充分。
pH 值:染色液的 pH 值一般控制在 4-6,可通过添加醋酸或氨水等调节剂来控制。pH 值影响染料的吸附和固色效果,需定期检测和调整。
固色处理:染色后进行固色处理,可提高颜色的耐光性和耐蚀性。常用的固色方法有热水固色、金属盐固色等。热水固色温度一般在 80-95℃,时间 10-15 分钟;金属盐固色需控制盐的浓度和处理时间。
后处理阶段
封闭处理:染黑后的氧化膜具有多孔性,需进行封闭处理,以提高膜层的耐腐蚀性、耐磨性和颜色稳定性。常用的封闭方法有沸水封闭、镍盐封闭和有机涂层封闭等。
清洗干燥:封闭后要彻底清洗铝制品表面,去除残留的封闭液和杂质,防止出现白斑或腐蚀现象。清洗用水要符合相关标准,清洗后可采用热风干燥或自然晾干,干燥温度不宜过高,以免影响颜色和膜层性能。
质量检验
外观检查:用肉眼或放大镜检查表面是否有颜色不均匀、色斑、流痕、起皮等缺陷,颜色应均匀一致,无明显色差。
膜厚检测:采用磁性测厚仪或涡流测厚仪等检测膜层厚度,确保厚度符合设计要求。
硬度测试:用显微硬度计等检测膜层硬度,硬质氧化膜的硬度应达到 300-500HV 以上。
耐腐蚀性检验:可采用中性盐雾试验或硫酸铜点滴试验等方法,检测膜层的耐腐蚀性,确保满足使用要求。