CN101532142A - 一种普通铝板的新型表面处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种普通铝板的新型表面处理工艺，它包括如下步骤：(1)去毛刺；(2)撕保护膜；(3)周转；(4)耐酸丝印；(5)烘干；(6)修版；(7)二次烘干；(8)周转；(9)蚀刻；(10)上挂具；(11)碱蚀(退油墨)；(12)水洗；(13)化学抛光；(14)水洗；(15)出光；(16)周转；(17)阳极氧化；(18)水洗；(19)纯水洗；(20)沸水封闭；(21)烘干；(22)卸挂；(23)覆膜。本发明使用常规铝板在有效规避上述缺陷的前提下，利用其表面致密的轧制纹理，通过碱腐蚀显化、强化使之达到拉丝同等效果；并在此基础上结合化学抛光处理获得光亮效果从而替代国外镜面铝板生产工艺。

Description

一种普通铝板的新型表面处理工艺

技术领域

本发明涉及金属表面镜面处理工艺，特别是一种普通铝板的新型表面处理工艺。

背景技术

现有国外铝板材料镜面处理工艺是：采用镜面铝板材为加工主体；采用蚀刻、拉丝并结合两次印刷工艺获得拉丝和蚀刻的外观效果。具体的工艺流程如下：

(1)去毛刺；(2)撕保护膜；(3)周转；(4)自干丝印；(5)烘干；(6)修版；(7)烘干；(8)周转；(9)拉丝；(10)周转；(11)耐酸丝印；(12)烘干；(13)修版；(14)烘干；(15)周转；(16)蚀刻；(17)上挂；(18)退油墨；(19)水洗；(20)阳极氧化；(21)水洗；(22)纯水洗；(23)沸水封闭；(24)烘干；(25)覆膜。其中：步骤4、9、11、16、18、20、23为重点加工工序。

上述此工艺缺点说明如下：

1、镜面铝板价格高昂且物性要求苛刻，经反复试验国内同类镜面铝板无法获得同等的表面处理效果；

2、由于二次丝印导致对丝印设备精密度要求高，否则将导致产品图案错位，严重影响生产稳定性；

3、化学处理工序段工艺范围狭窄，否则无法保证拉丝外观效果；

4、二次丝印能耗巨大，且工艺衔接顺畅度不够。

国产化试验说明，试验国产镜面铝板实验表明其蚀刻和拉丝会有如下弊病难以满足产品的外观性能要求：

1、蚀刻后表面有结晶瘤且蚀刻外观为条纹状而非细致的沙面效果；

2、拉丝纹路在化学处理后模糊化，整体为浅蓝色雾面难以保证其表面光亮效果，另外由于镜面铝板质软变形严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种普通铝板的新型表面处理工艺，它主要解决上述现有技术所存在的缺陷，使用常规铝板在有效规避上述缺陷的前提下，利用其表面致密的轧制纹理，通过碱腐蚀显化、强化使之达到拉丝同等效果；并在此基础上结合化学抛光处理获得光亮效果从而替代国外镜面铝板生产工艺。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

本工艺重点在于化学处理阶段对普通铝合金板表面轧制的利用和强化，使之达到类拉丝纹理效果，同时通过化学抛光提升产品表面亮度。其工艺流程如下：

A15052铝合金板加工工艺流程：

(1)去毛刺；(2)撕保护膜；(3)周转；(4)耐酸丝印；(5)烘干；(6)修版；(7)二次烘干；(8)周转；(9)蚀刻；(10)上挂具；(11)碱蚀(退油墨)；(12)水洗；(13)化学抛光；(14)水洗；(15)出光；(16)周转；(17)阳极氧化；(18)水洗；(19)纯水洗；(20)沸水封闭；(21)烘干；(22)卸挂；(23)覆膜。

其中：步骤4、9、11、13、17、20为重点加工工序，步骤4-9为制作蚀刻外观面；步骤11-13为制作拉丝外观和光亮面外观。其中，耐酸丝印(4)是使用耐酸油墨通过丝印的方法在铝合金表面涂覆一层保护层，经烘干固化(5-8)以其在后序加工中屏蔽产品所需图案部分在蚀刻过程保留所需图案；蚀刻(9，槽液为浓度为18-22Be°的三氯化铁，操作温度15-35℃)是通过三氯化铁与铝发生的氧化还原反应使铝单质转化成铝离子溶于水，从而达到腐蚀非油墨保护区铝表面的沙面处理方式；阳极氧化(17，槽液为浓度170-190g/l的硫酸，操作温度8-20℃)沸水处理(去离子水，操作温度≥98℃，时间15-30min)是通过电化学反应在铝表面生产致密均匀的氧化铝层，经高温煮沸封闭氧化层表面的空隙以其达到提高氧化层耐蚀性能要求的目的。

本发明的工艺改进点：

1、碱腐蚀(11)：(浓度：NaOH：1-1.5mol/l；温度：60-70℃。)显化铝合金表面轧制纹理。在退油墨过程中，槽液不仅可以去除表面的耐酸油墨，还可以与铝板表层氧化膜反应而裸露出新鲜的铝表面，此阶段可以显化铝板表面轧制纹理。进一步则会发生金属铝与碱液的反应，金属铝和碱液的反应可以认为是过腐蚀反应。过腐蚀反应会导致铝板表面粗糙度上升，表面颗粒变大，化学抛光后外观整体呈灰白色亚光状态，延长化学抛光时间也无法改善表面光亮度。而且由于过腐蚀导致产品表面原有的轧制纹理被腐蚀，无法做出ADK件的拉丝外观效果；反之，退油墨时间过短则无有效去除表面的油墨或铝板表层氧化膜与碱液未能充分反应而裸露出新鲜的铝表面，导致铝表面轧制纹理不清晰，均匀度差、不致密，无法得到拉丝外观效果。因此，退油墨时间设计定在80-120s，充分结合上述两部分因素，即保证产品不会出现过腐蚀现象，更不会出现反应不充分导致的外观特性不良。具体见表一：

表一

 

时间	60s	70s	80s	90s	100s
						外观	油墨基本褪尽，表面轧制纹理不清晰	油墨褪尽，表面纹理不清晰	纹理清晰、均匀、致密	纹理清晰、均匀、致密上升	纹理清晰、均匀、致密最佳
时间	110s	120s	130s	140s	150s
						外观	纹理清晰、均匀、致密最佳	纹理清晰、均匀、致密	纹理清晰、均匀、致密下降	纹理清晰、均匀、致密下降	纹理模糊、致密度差，出现外观粗糙现象

2、化学抛光(13)：(使用武汉材料保护研究所无烟化学抛光剂原液，工作温度为95-105℃。过程中添加按开缸剂：补充剂＝1：1-1.5补加；此药液是外购双主份药液，其中开缸剂主要起抛光铝表面的作用，补充剂是络合化学抛光过程中产生的金属离子和其他有害物质，同时补加化学处理过程中主成分非均匀的消耗造成的成分失衡，稳定槽液主成分，也即是稳定剂的作用)增加非蚀刻面的表面光亮度并强化轧制纹理效果，是决定产品光亮度和拉丝纹理效果的关键工序。化抛时间过短，表面亮度无法达到光亮的外观效果且拉丝纹理不清晰、明显；时间过长则会破坏蚀刻外观，如蚀刻表面颗粒化、闪点、亮斑等不良弊病均会出现，严重的会导致蚀刻面外观接近光亮面，失去对比效果。因此，化学抛光时间设计定在90-150s，具体外观特性见下表二：

表二

 

时间	70s	90s	110s	120	130s
						外观	光亮度偏低	光亮度良好	光亮度良好	光亮度增加	光亮度最佳

 

时间	140s	150s	160s	170s	180s
						外观	光亮度良好	光亮度良好	光亮度良好，蚀刻面开始出现闪点现象	光亮度尚可，时蚀刻面开始颗粒划趋势	外观过亮，开始在蚀刻面出现亮斑

优越性及及积极意义：

采用常规Al 5052铝板并充分利用其本体纹路结合碱腐蚀和化学抛光等纯化学工艺获得与国外镜面铝合金材料加工的同等外观效果(非镜面铝板材质，硬度低于H32的材质均可使用于本工艺)。此工艺可规避二次印刷工艺不稳定和国产材质无法加工的缺点，且原材料获取简单，工艺稳定性、连续生产能力良好并大大提升了产品的国产化程度。其优越性具体如下：

1、普通Al 5052铝板的价格只有国产进口镜面铝板价格的30％左右，较之进口镜面铝板的价格将更低，采用此原材料可以有效降低生产成本，从而深化国产化程度；Al 5052铝板的物性完全符合此工艺，不存在镜面铝板蚀刻纹理粗糙、光亮面有浅蓝色雾等重大外观弊病。

2、改两次丝印为一次丝印可以有效降低定位精度不够导致图案偏位的问题，提高制程稳定性；同时，以此一次丝印可提升生产效率至少40％，改善工序衔接问题。

3、碱腐蚀和化学抛光工艺参数易于控制，拉丝外观效果良好。

4、有效降低能耗(烘干是电能消耗主体，采用一次丝印可降低烘干电能消耗50％)，减少单位产量有机污染物的总量，提高环境的友好程度。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1、一种普通铝板的新型表面处理工艺，其特征是它包括如下步骤：(1)去毛刺；(2)撕保护膜；(3)周转；(4)耐酸丝印；(5)烘干；(6)修版；(7)二次烘干；(8)周转；(9)蚀刻；(10)上挂具；(11)碱蚀(退油墨)；(12)水洗；(13)化学抛光；(14)水洗；(15)出光；(16)周转；(17)阳极氧化；(18)水洗；(19)纯水洗；(20)沸水封闭；(21)烘干；(22)卸挂；(23)覆膜。

2、根据权利要求1所述的普通铝板的新型表面处理工艺，其特征是采用A15052铝合金板进行加工。

3、根据权利要求1或2所述的普通铝板的新型表面处理工艺，其特征是所述的碱蚀采用浓度为1-1.5mol/l的NaOH，处理温度60-70℃，处理时间80-120s。

4、根据权利要求1或2所述的普通铝板的新型表面处理工艺，其特征是所述化学抛光使用武汉材料保护研究所无烟化学抛光剂原液使用，使用中添加按开缸剂：补充剂＝1：1-1.5补加；工作温度为95-105℃，化学抛光时间设计定在90-150s。