CN102758235A - 一种铝型材着纯黑色料工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铝型材着纯黑色料工艺，主要用于铝合金型材阳极氧化后的着色。本发明通过调整着色生产工艺，改变氧化膜孔中镍盐沉积，从而利用注化法单镍盐着色工艺做出了铝型材阳极氧化的纯黑色料，打破了注化法单镍盐着色工艺做不了阳极氧化纯黑色料的传统。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材的着色技术领域，尤其涉及一种铝型材阳极氧化后采用注化法单镍盐着纯黑色料工艺。
背景技术
铝型材电解着色分为交流电和直流电着色两大类。直流电着色以镍盐为主，一般称为单镍盐直流电着色；交流电着色以锡盐和镍锡混盐为主。单镍盐直流电着色工艺又分为尤尼卡勒着色法和住化法两类。其中，住化法单镍盐着色具有如下特点：采用H3BO3为缓冲剂来稳定槽液的PH值，但是在25℃时H3BO3在水中的离解常数Ka只有5.8×10-10(而H2SO4在25℃水中的离解常数Ka是1.0×10-2)，因此，电泳过程缓慢，槽液电阻变大，槽端电压加大，沉积速度慢，导致做黑色料相当困难，同时，单镍盐着色本身就是底色发红，做出的纯黑色往往黑度不够；而且单镍盐对槽液中许多离子的含量有着近下苛刻的要求。
一般铝型材上氧化膜的厚度是10μm，即10000nm，氧化一般是电压16V，即氧化膜阻挡层厚度为16×10＝160nm。氧化膜上具有微孔，这些微孔呈六边形，六边形孔的最长径为160×0.8＝128nm，由此可知，氧化膜上的微孔相当于一条细长的长管，其孔径与长度之比：128∶10000≈1∶80。
另外，由电极电位φ来看：
Sn2++2e-＝Sn φSn2+/Sn＝-0.136
Ni2++2e-＝Ni φNi2+/Ni＝-0.246
由电极电位φ可知，通电过程中，与锡盐着色相比，Sn2+可以通过长长的氧化膜管，沉积到底部，而Ni2+就较难沉积到底部，从而使颜色不稳定。
由此可见，如何改善工艺，使得能用住化法单镍盐对铝合金阳极氧化型材着黑色料，提高着色的稳定性以及黑度，是本领域目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种铝型材阳极氧化后采用注化法单镍盐着纯黑色料工艺，提高着色稳定性及黑度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种铝型材着纯黑色料工艺，将氧化后的铝型材处于阳极，在着色槽中电解，使不同部位氧化膜变均匀，改变膜孔结构；然后，再使氧化后的型材处于阴极，进行直流着色，让Ni2+进入氧化膜孔中，并沉积到底部，从而生成稳定的纯黑色料；所述直流着色处理依次包括以下步骤：
1)将氧化后的铝型材在着色槽中着色剂中浸泡60～62秒，而后通正电压，使正电压在4秒内由0升至18.5v，持续6～8秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在25秒内由0升至20v，持续48～50秒；
2)通正电压，使正电压在12秒内升至18～18.5v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至20～20.5v，持续40秒；本步骤连续重复四次；
3)通正电压，使正电压在12秒内升至18～18.5v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至22～22.5v，持续40秒。
优选地，在着色槽设置RO回收装置，RO回收装置中设有用于去除K+、Na+、NH4+的阳树脂以及用于去除Al3+的阴树脂。
优选地，调节着色槽前前道纯水洗的PH值在4～7。
本发明的铝型材着纯黑色料工艺，将氧化后的铝型材处于阳极，在着色槽中电解，其目的是使不同部位氧化膜变得均匀，同时改变膜孔结构，防止后续着色时氧化膜开裂；然后，再使氧化后的型材处于阴极，按照一定的步骤进行直流着色，让Ni2+进入氧化膜孔中，并沉积到底部，从而生成稳定的纯黑色料；本发明的阳极氧化后的铝型材表面具有膜厚均匀、孔隙排列紧密的特点，8～15μm微米的硫酸阳极氧化膜都能着色，发生不均匀着色的概率相对较低；即使铝型材形状各异，也可在同一着色电波下，在同一时间完成着色过程，色调的重现性好；本发明通过改变着色电流波形，加大镍离子电泳能力，降低槽液电阻，使Ni2+沉积速度加快，颜色均匀且易调节；槽液成分简单，分析易控制，开创了注化法单镍盐做黑色料的先例。
附图说明
图1为本发明实施例一铝型材着纯黑色料工艺中的着色电流波形图；
图1中的标记如下：
V+为正电压(V)；V-为负电压(V)；
T1为通电前的浸泡时间(s)；
T2为正电压起压时间(s)；
T3为正电压稳压时间(s)；
T4为正电波与负电波的转换停顿时间(s)；
T5为负电压起压时间(s)；
T6为负电压持续时间(s)；
n为正负波持续转换的次数。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的方法为：将氧化后的铝型材放入着色槽中的阳极处电解，再使氧化后的铝型材处于阴极，进行直流着色处理，使Ni2+进入氧化膜孔中并沉积到底部。将氧化后的铝型材处于阳极，在着色槽中电解，其目的是使不同部位氧化膜变得均匀，同时改变膜孔结构，防止后续着色氧化膜开裂；然后，再使氧化后的型材处于阴极，进行直流着色，让Ni2+进入氧化膜孔中，并沉积到底部，从而生成稳定的纯黑色料。
实施例一
本实施例的方法包括：
将氧化后的铝型材放入着色槽中的阳极处电解，再使氧化后的铝型材处于阴极，进行直流着色处理，使Ni2+进入氧化膜孔中并沉积到底部，所述直流着色处理依次包括以下步骤：
1)将氧化后的铝型材在着色槽中着色剂中浸泡60秒，而后通正电压，使正电压在4秒内由0升至18.5v，持续6秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在25秒内由0升至20v，持续48秒；
2)通正电压，使正电压在12秒内升至18v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至20v，持续39秒；本步骤连续重复四次；
3)通正电压，使正电压在12秒内升至18v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至22v，持续35秒。着色处理时，通电的波形图参见图1，通电时的参数见下表1：
表1
在本实施例中，所用的着色槽配备RO回收装置，阳床中的阳树脂AL001，用于去除K+、Na+、NH4+；阴床中的阴树脂AL002用于去除Al3+，并调节PH值在在4～7，以控制着色槽中一价杂质离子。如对K+、Na+、NH4+等离子控制在几个ppm以内；以保证槽液管理的稳定性。
控制着色槽前前道纯水洗的PH值在4～7，减少杂质，特别是膜孔中残存的硫酸进入着色槽。
本发明通过调节电压及着色时间，调整镍离子的沉积速度，以达到做纯黑色料的效果。
实施例二
本实施例的方法包括：
将氧化后的铝型材放入着色槽中的阳极处电解，再使氧化后的铝型材处于阴极，进行直流着色处理，使Ni2+进入氧化膜孔中并沉积到底部，所述直流着色处理依次包括以下步骤：
1)将氧化后的铝型材在着色槽中着色剂中浸泡61秒，而后通正电压，使正电压在4秒内由0升至18.5v，持续7秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在23秒内由0升至20v，持续50秒；
2)通正电压，使正电压在12秒内升至18v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至20.5v，持续40秒；本步骤连续重复四次；
3)通正电压，使正电压在12秒内升至18v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至22.5v，持续40秒。着色处理时，通电时的参数见下表2：
表2
在本实施例中，所用的着色槽配备RO回收装置，阳床中的阳树脂AL001，用于去除K+、Na+、NH4+；阴床中的阴树脂AL002用于去除Al3+，并调节PH值在在4～7，以控制着色槽中一价杂质离子。如对K+、Na+、NH4+等离子控制在几个ppm以内；以保证槽液管理的稳定性。
控制着色槽前前道纯水洗的PH值在4～7，减少杂质，特别是膜孔中残存的硫酸进入着色槽。
本发明通过调节电压及着色时间，调整镍离子的沉积速度，以达到做纯黑色料的效果。
实施例三
本实施例的方法包括：
将氧化后的铝型材放入着色槽中的阳极处电解，再使氧化后的铝型材处于阴极，进行直流着色处理，使Ni2+进入氧化膜孔中并沉积到底部，所述直流着色处理依次包括以下步骤：
1)将氧化后的铝型材在着色槽中着色剂中浸泡62秒，而后通正电压，使正电压在4秒内由0升至18.5v，持续8秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在25秒内由0升至20v，持续48秒；
2)通正电压，使正电压在12秒内升至18v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至20.5v，持续40秒；本步骤连续重复四次；
3)通正电压，使正电压在12秒内升至18，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至22v，持续40秒。着色处理时，通电的波形图参见图1，通电时的参数见下表3：
表3
在本实施例中，所用的着色槽配备RO回收装置，阳床中的阳树脂AL001，用于去除K+、Na+、NH4+；阴床中的阴树脂AL002用于去除Al3+，并调节PH值在在4～7，以控制着色槽中一价杂质离子。如对K+、Na+、NH4+等离子控制在几个ppm以内；以保证槽液管理的稳定性。
控制着色槽前前道纯水洗的PH值在4～7，减少杂质，特别是膜孔中残存的硫酸进入着色槽。
本发明通过调节电压及着色时间，调整镍离子的沉积速度，以达到做纯黑色料的效果。
现有技术中的工艺，采用下表4的着色电流做出的料颜色发灰，不够黑。
表4
以上对本发明进行了详细介绍，文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种铝型材着纯黑色料工艺，其特征在于，将氧化后的铝型材处于阳极，在着色槽中电解，使不同部位氧化膜变均匀，改变膜孔结构；然后，再使氧化后的型材处于阴极，进行直流着色，让Ni2+进入氧化膜孔中，并沉积到底部，从而生成稳定的纯黑色料；所述直流着色处理依次包括以下步骤：
1)将氧化后的铝型材在着色槽中着色剂中浸泡60～62秒，而后通正电压，使正电压在4秒内由0升至18.5v，持续6～8秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在25秒内由0升至20v，持续48～50秒；
2)通正电压，使正电压在12秒内升至18～18.5v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至20～20.5v，持续40秒；本步骤连续重复四次；
3)通正电压，使正电压在12秒内升至18～18.5v，持续15秒，然后停止通电1秒，再通负电压，使负电压在13秒内由0升至22～22.5v，持续40秒。
2.根据权利要求1所述的铝型材着纯黑色料工艺，其特征在于，在着色槽设置RO回收装置，RO回收装置中设有用于去除K+、Na+、NH4+的阳树脂以及用于去除Al3+的阴树脂。
3.根据权利要求1所述的铝型材着纯黑色料工艺，其特征在于，调节着色槽前前道纯水洗的PH值在4～7。
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