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鋁型材化學黑化處理


這是一種通過化學處理就能使鋁型材表面形成黑色膜層的方法,其加工過程由三部分組成,一是對鋁型材的除油、堿蝕等前處理;二是進行化學黑色膜的制備;三是對膜層進行后處理,以提高膜層耐蝕性能;在此只介紹后兩步的工藝配方及操作條件;在此需要說明一點,鋁型材化學黑化處理只適于不能采用電解處理著色的鋁型材,因為化學黑化不管是加工成本還是工藝管理難度都比電解處理后著色要高得多;

 

1. 鋁型材表面黑色膜的制備

這是一種由氯化鎳、氯化銨、硫氰酸鉀組成的發黑溶液,其工藝配方及操作條件見下表;


鋁型材化學黑化膜工藝配方及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量(g/L)
配方1
配方2
氯化鎳
NiCl2·6H2O
35~150
80
氯化銨
NH4Cl
8~30
25
硫氰酸鉀
KSCN
5~20
10
三氯化鋁
AlCl3
0.5~2
2
鉬酸銨
(NH4)6Mo7O24·4H2O
10
操作條件
pH值
3~4
3~4
溫度/℃
50~80
50~60
時間/min
1~80
1~10

表中氯化銨是黑色膜形成的關鍵成分,其濃度范圍在8~30g/L,當氯化銨濃度過低時,會使新配的溶液迅速失效,并難以在鋁型材表面獲得黑色膜層;當氯化銨濃度過高時,在鋁型材表面會浸出灰色的沉積層,干燥后會出現白色鹽霜,且難以用后處理方法除去;

 

合適的氯化鎳濃度也是黑色黑色膜形成的重要因素,但濃度范圍比氯化銨寬得多;當氯化鎳濃度在35~150g/L的范圍內時,只要氯化銨濃度在工藝控制范圍內,均可獲得良好的黑色膜層;當氯化鎳含量低于下限時,黑色膜層不均勻甚至不能形成黑色膜層;當氯化鎳濃度高于上限時,則鋁型材表面會有鎳的析出而呈現灰色;

 

溶液中硫氰酸鉀在5~20g/L的濃度范圍內都可以獲得良好的黑色膜層,當硫氰酸鉀濃度過低時獲得的黑色膜層均勻性差,當硫氰酸鉀濃度過高時,會加速反應的進行,這時可適當縮短處理時間;

 

表中氯化鋁并非必要成分,由于新配的溶液pH值較高,開始使用的一段時間膜層質量不穩定,使用一段時間后pH值會下降到3~4,并維持在這一范圍;而新配液中氯化鋁的加入就是為了降低其pH值,這樣的話,對于新配液就不需要通過試用一段時間來降低pH值;

 

處理溫度在50~90℃的范圍內都能獲得良好的黑色膜層,溫度高,反應速度快,可縮短處理時間,溫度低則需延長處理時間,但過低的溫度會使黑色膜層不均勻;

 

處理時間是很關鍵的,時間短,黑色膜層不均勻,時間過長所獲得的膜層外觀呈灰色;具體時間根據溶液濃度及溫度的不同而異;

 

2. 黑色膜的后處理

按上述方法所獲得的黑色膜層干燥后會出現一層鹽霜,使得經黑色處理的鋁型材表面呈灰色而影響其外觀效果,為了防止這一現象的發生,可將發黑處理后的鋁型材進行后處理,其后處理工藝配方及操作條件見下表;

黑色膜后處理工藝配方及操作條件
溶液成分
材料名稱
化學式
含量/(g/L)
配方1
配方2
重鉻酸鉀
K2Cr2O7
15~25
硝酸(68%)
HNO3
5~15m/L
硝酸鉀
KNO3
25~50
操作條件
溫度/℃
25~50
25~35
時間/min
2~5
1~5


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