鋁合金的無氟無鎳封孔技術(shù)

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　　1　前言

　　傳統(tǒng)的鋁合金（詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供）氧化膜封孔，都是含有氟或者鎳的。眾所周知，氟和鎳及一些重金屬離子對環(huán)境都是有害的，并且廢水的排放有嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)，排放的污水中氟離子濃度不能超過5mg/L，鎳離子的濃度要小于0.05mg/L，而在實(shí)際生產(chǎn)中非常難以達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)，從環(huán)保角度上鋁合金的大型生產(chǎn)面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。雖然曾經(jīng)有些廠家嘗試使用以一些輕金屬醋酸鹽為主鹽的封孔劑，但對著色料和染色料效果不理想，并且封孔溫度需80℃以上，能源消耗過高，封孔失重和染斑實(shí)驗(yàn)也不是很好，所以市場很少廠家使用。我公司成功研究出的無氟無鎳封孔技術(shù)恰好解決了降低污染、節(jié)省能耗等問題，同時還保證了產(chǎn)品優(yōu)異的封孔質(zhì)量。

　　2　無氟無鎳封孔劑的優(yōu)異封孔性能

　　無氟無鎳封孔技術(shù)必須能減少能耗、降低污染、提高效率、改進(jìn)品質(zhì)和方便操作。雖然有資料記載有使用氟鈦酸、氟鋯酸、磷鉻酸、以及鉬、釩、鎢、鈰等金屬鹽的封孔配方，但在生產(chǎn)中有的含有氟不環(huán)保;有的還是含有重金屬;有的工藝需控制在80-90℃，不節(jié)能;并且封孔品質(zhì)按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)采用有硝酸預(yù)浸的磷鉻酸失重檢測不合格。針對這些問題，我們采用特殊的復(fù)合金屬鹽為主鹽，以替代鎳鹽為主成份，同時配以陰離子表面活性劑、抑灰劑和封孔促進(jìn)劑等構(gòu)成無氟無鎳封孔劑SBA-606EP，經(jīng)過各種實(shí)驗(yàn)檢測具有優(yōu)異的封孔性能。

　　2.1　封孔染斑實(shí)驗(yàn)對比

　　染斑實(shí)驗(yàn)是在生產(chǎn)現(xiàn)場對封孔品質(zhì)的初步檢測，是一種最直接最簡便最常用的檢測方法。通常采用藍(lán)墨水和甲基紫溶液，通過觀察鋁材表面藍(lán)墨水和甲基紫的痕跡判斷封孔品質(zhì)的好壞。

　　2.2.1　與鉬酸鹽A的對比

　　以藍(lán)墨水為例，對于同一前處理工藝的氧化膜15-17um鋁材，我們使用同一封孔工藝的無氟無鎳封孔劑SBA-606EP和市場某鉬酸鹽(A)封孔劑對比，槽液溫度63℃時，不同封孔時間下，SBA-606EP染斑實(shí)驗(yàn)性能良好，見表(1)。

　　表(1)　不同封孔劑的染斑實(shí)驗(yàn)效果

　　2.2.2　與常溫和中溫的對比

　　常溫和中溫是目前鋁材生產(chǎn)最常用、非常成熟的封孔工藝，通常常溫1min/um，中溫0.8min/um才有比較好的封孔效果，而SBA-606EP無氟無鎳封孔劑在染斑實(shí)驗(yàn)上有比常溫和中溫更優(yōu)異的性能。以藍(lán)墨水染斑實(shí)驗(yàn)為例，對于同一前處理工藝的氧化膜15-17um鋁材，在不同封孔時間下與市場常溫和中溫封孔染斑實(shí)驗(yàn)相比，見表(2)。

　　2.2　貼膜粘膠實(shí)驗(yàn)對比

　　鋁型材（詞條“鋁型材”由行業(yè)大百科提供）在進(jìn)行表面處理（詞條“表面處理”由行業(yè)大百科提供）完成后，表面要貼一層保護(hù)膜，主要保護(hù)鋁材表面。保護(hù)膜主要采用的是丙烯酸壓敏膠，膠的黏度有微粘，低粘，中粘，高粘，超高粘五大系列，表面保護(hù)膜復(fù)貼到被保護(hù)材料上以后，隨著時間的推移，剝離力不斷增加，剝離力隨溫度上升、時間的增長而增大，以至于復(fù)膜時間長、溫度高時表面保護(hù)膜不能順利剝下。對于保護(hù)膜的粘膠問題，除了保護(hù)膜的自身質(zhì)量之外，鋁材封孔品質(zhì)的好壞同時也直接影響貼膜粘膠。

　　2.2.1　與常溫和中溫封孔粘膠對比

　　雖然常溫和中溫是非常成熟的封孔工藝，但在鋁型材貼膜方面還是略有不足，幾乎很多廠家都有黏膠問題發(fā)生，諸如在封孔溫度變化或陳化溫度變化大的時候，黏膠情況會更為明顯。一些廠家采取封孔后的鋁材先陳放，延遲時間再貼膜，但這樣給車間生產(chǎn)造成困難，并且很多陳放幾天后貼膜還是有黏膠的情況發(fā)生，難以解決實(shí)際問題。而經(jīng)過SBA-606EP封孔劑封孔后的鋁材，封孔質(zhì)量好，表面光滑，鋁材封孔下排后立即用高粘膠貼膜，即使在較高的陳化溫度下，時間再長，表面也不會黏膠。實(shí)驗(yàn)見表(3)。

　　表(3)SBA-606EP與普通常溫、中溫封孔70℃粘膠對比

　　2.2.2　與鉬酸鹽A的粘膠對比

　　相對同一封孔工藝的無氟無鎳封孔，在粘膠方面，SBA-606EP比某鉬酸鹽(A)有著更為優(yōu)異的性能。

　　表(4)SBA-606EP與鉬酸鹽A封孔貼膜方面的對比

　　2.3　失重實(shí)驗(yàn)

　　封孔失重是檢測封孔品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國標(biāo)GB/T 5237.2-2008的標(biāo)準(zhǔn)，在型材封孔120h后取樣檢測，陽極氧化膜經(jīng)硝酸預(yù)浸的磷鉻酸試驗(yàn)，其封孔質(zhì)量損失值應(yīng)不大于30mg/dm2。眾所周知，常溫封孔和中溫封孔之后立即檢測封孔品質(zhì)，是無法達(dá)到合格指標(biāo)，但隨著放置時間的延長檢測封孔品質(zhì)的腐蝕失重不斷下降。而對于鋁合金大型生產(chǎn)企業(yè)，如果每批型材都需120小時檢測合格才給用戶發(fā)貨，既浪費(fèi)等待時間，又難以解決倉庫存放問題。所以，很多廠家都以24小時或者48小時的失重?cái)?shù)據(jù)作為封孔品質(zhì)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，24小時或48小時失重?cái)?shù)據(jù)越低，120小時檢測的效果會越好。與同一無氟無鎳封孔工藝的鉬酸鹽A封孔相比，經(jīng)過SBA-606EP處理的鋁材，在24小時內(nèi)，封孔失重就可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。針對同一前處理工藝的氧化膜15-17um鋁材，SBA-606EP失重檢測明顯好于某鉬酸鹽(A)，見表(5)。常溫封孔和中溫封孔雖然可以達(dá)到失重國家標(biāo)準(zhǔn)，但其陳化時間要比SBA-606EP長得多，實(shí)驗(yàn)見表(6)。

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