CN112941526A

CN112941526A - 一种低铝耗的铝型材表面处理工艺

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Publication number: CN112941526A
Application number: CN202110074078.8A
Authority: CN
Inventors: 乔冠男; 骆逍遥; 乔天冠; 陆玖龙; 田元新; 张谷锁; 邱明意
Original assignee: Zhejiang Joe Noble Aluminum Co ltd
Current assignee: Zhejiang Joe Noble Aluminum Co ltd
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2021-06-11

Abstract

本发明公开了铝型材表面处理技术领域的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，包括将表面待处理的铝型材装挂在排架上；置于脱脂槽中，超声清洗风干后得到脱脂后铝型材；将脱脂后型材进行机械喷砂处理；将处理后型材送入碱水槽内，进行碱蚀处理，碱处理液包括NAOH、NA₂CO₃、NA₃PO₄、NA₂SO₄、辅助剂和添加剂；将碱洗后的型材水洗两次，送入中和池通过酸处理液进行酸洗；进行阳极氧化处理，而后进入封孔池中，进行封孔处理，封孔完毕后，将排架吊起排液，而后水洗风干。经上述工序处理后，即可卸料；然后将检验合格的铝型材按规定包装、入库，即可得到所需铝型材，本发明减小表面差异，可防止过腐蚀，延长碱处理槽其使用寿命，降低铝耗，提高型材表面处理效果。

Description

一种低铝耗的铝型材表面处理工艺

技术领域

本发明涉及铝型材表面处理技术领域，具体为一种低铝耗的铝型材表面处理工艺。

背景技术

铝型材是目前建筑、装潢、仓储等领域较为普遍应用的材料，以其结构轻巧、耐腐蚀，原材料不污染环境，能够工业化大批量生产等优势，在人们的生活中被广泛接受并应用。

因此，铝型材已经成了人们生活、生产中较为普遍使用的建筑材料，世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量仅次于钢材，成为人类应用的第二大金属；随着铝产品广泛的应用。

铝型材大多经过阳极氧化或电解着色处理，而前处理中的碱蚀工序是其获得良好表面的关键步骤。经碱蚀处理后，可将铝型材表面的自然氧化膜溶解掉，露出基体金属，活化铝材表面，碱蚀液在一定的浓度和温度下具有很强的刻蚀能力，能将表面的挤压粗糙纹等缺陷减少或消除，获得平整光滑的表面；碱性溶液都具有一定的除油脱脂能力，经除油后的铝材再经碱蚀，可进一步除去油污，净化表面；另外，一些要求表面暗光的铝型材经添加某些碱蚀添加剂后，可获得不同粗细均有砂面，经氧化着色后色泽均匀柔和美观。

现有的大部分铝型材采用碱蚀处理方法，铝的溶解反应是必要的，此时，铝材在强碱条件下，对于明显的粗糙挤压纹，需要较长时间的腐蚀，产生铝耗较高，起砂均匀性差，槽液稳定性差，沉淀多，影响正常生产。

基于此，本发明设计了一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，包括以下步骤：

S1:将表面待处理的铝型材装挂在排架上；并将装挂好的铝型材置于脱脂槽中，超声清洗风干后得到脱脂后铝型材；

S2:将脱脂后型材进行机械喷砂处理；

S3:将S2中处理后型材送入碱水槽内，进行碱蚀处理，所用碱处理液包括以下组分：NAOH、NA₂CO₃、NA₃PO₄、NA₂SO₄、辅助剂和添加剂，处理温度为55℃，处理8-12min；

S4:将S3中碱洗后的型材水洗两次，清洗后的型材送入中和池通过酸处理液进行酸洗；

S5:将酸洗后的型材进行两次水洗后，进行阳极氧化处理，而后进入封孔池中，通过池内的封孔剂对铝型材进行封孔处理，使其让多孔膜层封闭，封孔完毕后，将排架吊起排液，而后水洗风干。

S6:经上述工序处理后，即可卸料；然后将检验合格的铝型材按规定包装、入库，即可得到所需铝型材。

优选的，所述超声清洗为先将脱脂槽内脱脂液加热至温度为50 ℃，而后进行超声震荡处理6～8min；然后将铝型材吊出滴干，之后转入水洗槽中超声水洗3次，每次超声水洗时间为150s，所述脱脂液为200g/L的H₂SO₄溶液。

优选的，所述机械喷砂处理为将铝型材置于喷砂罐中，通过喷砂管头以高压气体形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，处理时间为3-6min。

优选的，所述碱处理液各组分浓度为：NAOH：7-9g/L、NA₂CO₃： 60-90g/L、NA₃PO₄：18-22g/L、NA₂SO₄：22-26g/L、添加剂：26-38g/L、辅助剂：1-2g/L，其余为纯水。

优选的，所述添加剂为十二烷基磺酸钠：0.5-0.7g/L、甘油：4-6g/L、碱蚀剂(BY-31)：25-32g/L。

优选的，所述辅助剂为NAF:0.8-1.9g/L、MnP:0..4-0.6g/L。

优选的，所述酸处理液为硫酸、硝酸各150g/L的混合水溶液。

优选的，所述封孔处理的工艺参数为：温度为10～30℃，时间为3～10min，pH为5.5～6.5。

优选的，所述两次水洗为第一遍热纯水水洗，水洗的时间为4～ 5min，水温为35-45℃，第二遍常温纯水洗，时间为3～5min。

优选的，所述阳极氧化过程中采用硫酸和铝离子溶液，浓度为硫酸80-95g/L、

阳极氧化电压为15～30V、时间为10～ 30min，温度为25～30℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在碱处理液中加入各种组分，改善了铝合金型材表面的光度，抑制铝型材表面处理过程的挂灰现象，加快碱蚀速度，获取均匀细密的表面，强化了砂面处理效果，可防止过腐蚀，提高砂面料的均匀性并减少挤压模纹，降低铝耗。

2.通过甘油等物质的作用，可使槽液中铝离子大于140g/L，而不发生沉淀，即使沉淀，形成胶体，也不会聚集，使得碱处理槽能够正常使用，延长其使用寿命，降低损耗。

3.加入机械喷砂步骤，改善型材表面脱脂效果，并将较明显的表面污渍或缺陷进行初步处理，减小表面差异，提高后期处理效果，且对型材表面的氧化膜进行初步剥除，减少后续碱耗和处理时间，提高生产效率，降低成本，提高型材表面处理效果，使其更为均匀，降低碱处理铝耗。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，包括以下步骤：

S1:将表面待处理的铝型材装挂在排架上；并将装挂好的铝型材置于盛有200g/L的H₂SO₄溶液的脱脂槽中，脱脂液加热至温度为 50℃，而后进行超声震荡处理6～8min；然后将铝型材吊出滴干，之后转入水洗槽中超声水洗3次，每次超声水洗时间为150s，而后风干；

S2:将脱脂后型材置于喷砂罐中，通过喷砂管头以高压气体形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，处理时间为3-6min；

加入机械喷砂步骤，改善型材表面脱脂效果，并将较明显的表面污渍或缺陷进行初步处理，减小表面差异，提高后期处理效果，且对型材表面的氧化膜进行初步剥除，减少后续碱耗和处理时间，提高生产效率，降低成本，提高型材表面处理效果，使其更为均匀。

S3:将S2中处理后型材送入碱水槽内，进行碱蚀处理，所用碱处理液包括以下组分：NAOH：7-9g/L、NA₂CO₃：60-90g/L、NA₃PO₄： 18-22g/L、NA₂SO₄：22-26g/L、十二烷基磺酸钠：0.5-0.7g/L、甘油： 4-6g/L：碱蚀剂(BY-31)：25-32g/L、NAF:0.8-1.9g/L、MnP:0..4-0.6g/L，其余为纯水，处理温度为55℃，处理8-12min。

甘油可以改善铝合金型材表面的光度，十二烷基磺酸钠作为表面活性剂可以封闭液面，有效减少碱雾的挥发，改善除油效果，吸附在铝型材表面，发挥浸润性，扩大了铝型材表面与处理药剂的接触面积，增加了单位时间的蚀刻总量，可加快生产，提高效率。NA₂SO₄抑制铝型材表面处理过程的挂灰现象，NAF可加快碱蚀速度，NA₃PO₄有助于获取均匀细密的表面，微量的MnP金属盐具有去极化作用，能加快氢在金属表面的解析速度，从而强化了砂面处理效果。添加适宜的添加剂NAF、NA₃PO₄及少量的MnP金属盐可防止过腐蚀，提高砂面料的均匀性并减少挤压模纹，降低铝耗；甘油、碱蚀剂(BY-31) 带有仲醇羟基，在碱性溶液中与Al(OH)3发生作用，转变成可溶性的络阴离子。阻碍了Al(OH)3彼此间的碰撞，阻止了晶核的长大及沉淀的形成，可使槽液中铝离子大于140g/L，而不发生沉淀，即使沉淀，形成胶体，也不会聚集，使得碱处理槽能够正常使用，延长其使用寿命，降低损耗。

S4:将S3中碱洗后的型材水洗两次，清洗后的型材送入中和池通过酸处理液进行酸洗；两次水洗为第一遍热纯水水洗，水洗的时间为 4～5min，水温为35-45℃，第二遍常温纯水洗，时间为3～5min。

S5:将酸洗后的型材进行两次水洗后，进行阳极氧化处理，阳极氧化过程中采用硫酸和铝离子溶液，浓度为硫酸80-95g/L、

阳极氧化电压为15～30V、时间为10～30min，温度为 25～30℃，而后进入封孔池中，通过池内的封孔剂对铝型材进行封孔处理，使其让多孔膜层封闭，封孔处理的工艺参数为：温度为10～ 30℃，时间为3～10min，pH为5.5～6.5，封孔完毕后，将排架吊起排液，而后水洗风干。

本实施例的一个具体应用为：

实施例1

S1:将表面待处理的铝型材装挂在排架上；并将装挂好的铝型材置于盛有200g/L的H₂SO₄溶液的脱脂槽中，脱脂液加热至温度为 50℃，而后进行超声震荡处理8min；然后将铝型材吊出滴干，之后转入水洗槽中超声水洗3次，每次超声水洗时间为150s，而后风干；

S2:将脱脂后型材置于喷砂罐中，通过喷砂管头以高压气体形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，处理时间为5min；

S3:将S2中处理后型材送入碱水槽内，进行碱蚀处理，所用碱处理液包括以下组分：NAOH：7g/L

NA₂CO₃：65g/L

NA₃PO₄：18g/L

NA₂SO₄：23g/L

十二烷基磺酸钠：0.5g/L

甘油：4g/L

碱蚀剂(BY-31)：25g/L

NAF:1g/L

MnP:0.4g/L

其余为纯水，处理温度为55℃，处理10min。

S4:将S3中碱洗后的型材水洗两次，清洗后的型材送入中和池通过酸处理液进行酸洗；两次水洗为第一遍热纯水水洗，水洗的时间为 5min，水温为45℃，第二遍常温纯水洗，时间为5min。

S5:将酸洗后的型材进行两次水洗后，进行阳极氧化处理，阳极氧化过程中采用硫酸和铝离子溶液，浓度为硫酸85g/L、

阳极氧化电压为30V、时间为15min，温度为30℃，而后进入封孔池中，通过池内的封孔剂对铝型材进行封孔处理，使其让多孔膜层封闭，封孔处理的工艺参数为：温度为30℃，时间为8min，pH为6，封孔完毕后，将排架吊起排液，而后水洗风干。

实施例2

S1:将表面待处理的铝型材装挂在排架上；并将装挂好的铝型材置于盛有200g/L的H₂ SO₄溶液的脱脂槽中，脱脂液加热至温度为 50℃，而后进行超声震荡处理8min；然后将铝型材吊出滴干，之后转入水洗槽中超声水洗3次，每次超声水洗时间为150s，而后风干；

S3:将S2中处理后型材送入碱水槽内，进行碱蚀处理，所用碱处理液包括以下组分：NAOH：8g/L

NA₂CO₃：80g/L

NA₃PO₄：20g/L

NA₂SO₄：25g/L

十二烷基磺酸钠：0.6g/L

甘油：5g/L

碱蚀剂(BY-31)：30g/L

NAF:1.2g/L

MnP:0.5g/L

其余为纯水，处理温度为55℃，处理10min。

实施例3

S3:将S2中处理后型材送入碱水槽内，进行碱蚀处理，所用碱处理液包括以下组分：NAOH：9g/L

NA₂CO₃：85g/L

NA₃PO₄：22g/L

NA₂SO₄：26g/L

十二烷基磺酸钠：0.7g/L

甘油：6g/L

碱蚀剂(BY-31)：32g/L

NAF:1.5g/L

MnP:0.6g/L

其余为纯水，处理温度为55℃，处理10min。

对比例1：通过现有技术对其表面进行处理的铝型材产品。

试验例1

铝耗计算，铝耗＝[(m-m₀)÷m₀]×100％

其中，m₀为预处理结束后的铝型材质量，m为铝型材的原始质量；

腐蚀速度。

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					铝耗(％)	2.1	2.0	2.15	2.6
腐蚀速度(mg/cm<sub>2</sub>/h)	129	135	131	121

试验例2

经处理后铝型材表面效果；碱水槽内现象。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S2:将脱脂后型材进行机械喷砂处理；

2.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S1中，超声清洗为先将脱脂槽内脱脂液加热至温度为50℃，而后进行超声震荡处理6～8min；然后将铝型材吊出滴干，之后转入水洗槽中超声水洗3次，每次超声水洗时间为150s，所述脱脂液为200g/L的H₂SO₄溶液。

3.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S2中，所述机械喷砂处理为将铝型材置于喷砂罐中，通过喷砂管头以高压气体形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，处理时间为3-6min。

4.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S3中，碱处理液各组分浓度为：

NAOH：7-9g/L

NA₂CO₃：60-90g/L

NA₃PO₄：18-22g/L

NA₂SO₄：22-26g/L

添加剂：26-38g/L

辅助剂：1-2g/L

其余为纯水。

5.根据权利要求4所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：所述添加剂为十二烷基磺酸钠：0.5-0.7g/L、甘油：4-6g/L、碱蚀剂(BY-31)：25-32g/L。

6.根据权利要求4所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：所述辅助剂为NAF:0.8-1.9g/L、MnP:0..4-0.6g/L。

7.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S4中，所述酸处理液为硫酸、硝酸各150g/L的混合水溶液。

8.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S5中，封孔处理的工艺参数为：温度为10～30℃，时间为3～10min，pH为5.5～6.5。

9.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S3、S4中，两次水洗为第一遍热纯水水洗，水洗的时间为4～5min，水温为35-45℃，第二遍常温纯水洗，时间为3～5min。

10.根据权利要求1所述的一种低铝耗的铝型材表面处理工艺，其特征在于：S5中，阳极氧化过程中采用硫酸和铝离子溶液，浓度为硫酸80-95g/L、

阳极氧化电压为15～30V、时间为10～30min，温度为25～30℃。