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鋁型材的表面處理

瀏覽: 時(shí)間:2018-09-20

  鋁型材表面處理主要分為:氟碳噴涂、粉沫噴涂、陽極氧化(陰極氧化)、電泳、電鍍等。這些表面處理方法間有相同也有不同,相同點(diǎn)就是都是在型材表面增加了保護(hù)膜;不同在于氟碳噴涂、粉沫噴涂是靠靜電加膜于型材表面,所以也稱靜電噴涂;陽極氧化、電泳是通過直流電的正負(fù)極以及形成膜的分子、原子以及離子的正負(fù)相吸移動(dòng)附著于金屬表面而形成的保護(hù)膜;電鍍和陽極氧化、電泳工藝術(shù)有雷同處,所不同的是:被電鍍的可以不是金屬,電鍍液由含有鍍覆金屬(鋅、鉻、鎳等)的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。


  1, 電鍍可以對(duì)五金和塑膠進(jìn)行處理,。


  2, 電泳和陽極只能對(duì)導(dǎo)電物體進(jìn)行處理。


  3, 電鍍和電泳均為對(duì)被處理物體表面增材料,換句話說,就是厚度增加。


  4, 而陽極則為對(duì)物體進(jìn)行去材料處理,也就是陽極后厚度會(huì)減小。


  下面就型材表面處理做具體分析


  一、氟碳噴涂和粉末噴涂(靜電噴涂)


 ?。ㄒ唬┓勰瓏娡浚悍勰瓏娡康脑蠟椋壕郯敝⒕郯睒渲?、環(huán)氧樹脂、羥基聚脂樹脂以及環(huán)氧/聚酯樹脂,可配制多種顏色。粉沫噴涂的特點(diǎn):噴涂設(shè)備有手工的 ,有自動(dòng)吊掛式、施工簡(jiǎn)單、涂層厚度為30微米以上,抗沖擊,耐磨擦,防腐蝕,耐候性等均好,涂料價(jià)格比氟碳便宜。粉沫噴涂最大弱點(diǎn)是怕太陽紫外線照射,長(zhǎng)期照射會(huì)造成自然退色,鋁板向陽面和非向陽面幾年后色差明顯,一般為2-5年就產(chǎn)生明顯色差 。現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)名子叫彩色鋁型材,用于鋁門窗,就是用普通鋁型材粉沫噴涂而成。使鋁門窗顏色品種增加,同時(shí)也增強(qiáng)抗腐蝕能力。


  粉沫噴涂的原料為:聚氨脂、聚氨樹脂、環(huán)氧樹脂、羥基聚脂樹脂以及環(huán)氧/聚酯樹脂,可配制多種顏色。粉沫噴涂的特點(diǎn) :噴涂設(shè)備有手工的 ,有自動(dòng)吊掛式、施工簡(jiǎn)單、涂層厚度為30微米以上,抗沖擊,耐磨擦,防腐蝕,耐候性等均好,涂料價(jià)格比氟碳便宜。粉沫噴涂最大弱點(diǎn)是怕太陽紫外線照射,長(zhǎng)期照射會(huì)造成自然退色,鋁板向陽面和非向陽面幾年后色差明顯,一般為2-5年就產(chǎn)生明顯色差 ?,F(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)名子叫彩色鋁型材,用于鋁門窗,就是用普通鋁型材粉沫噴涂而成。使鋁門窗顏色品種增加,同時(shí)也增強(qiáng)抗腐蝕能力。


 ?。ǘ┝硪环N靜電噴涂為液態(tài)噴涂,又稱氟碳噴涂,屬于高檔次噴涂?jī)r(jià)格較高,在國(guó)外早已應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)近二年來才大面積用于鋁板幕墻,由于其優(yōu)異的特點(diǎn),越來越受到建筑業(yè)及用戶的重視和青睞。氟碳噴涂具有優(yōu)異的抗退色性、抗起霜性、抗大氣污染(酸雨等)的腐蝕性,抗紫外線能力強(qiáng),抗裂性強(qiáng)以及能夠承受惡劣天氣環(huán)境。是一般涂料所不及的。


  1,氟碳噴涂的設(shè)備及工藝


  氟碳涂料本身性能決定,噴涂設(shè)備必須保證有出色的霧化效果,保證噴涂層的均勻性,氟碳涂料中的金屬微粒的分布,直接影響涂層的外觀效果。涂層均勻,質(zhì)量?jī)?yōu)秀的氟碳涂層具有金屬光澤,顏色鮮明、明顯的立體感。而使用不合適的噴涂設(shè)備的氟碳噴涂層,會(huì)產(chǎn)生顏色不均,表面有陰影或涂層不牢。大大影響了氟碳的裝飾效果,為了達(dá)到好的噴涂效果,均采用高壓靜電電氣噴槍。氟碳噴涂工藝多采用多層噴涂,以充分發(fā)揮Kynar 500金屬漆的耐久性、耐候性的優(yōu)勢(shì),從鋁材的前表面處理到各噴涂過程都需要嚴(yán)格控制質(zhì)量,最終產(chǎn)品必須達(dá)到美國(guó)建筑制造業(yè)協(xié)會(huì)AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)。


  2,氟碳噴涂工藝流程為:


  前處理流程:鋁材的去油去污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水洗噴涂流程:噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→質(zhì)檢


  多層噴涂工藝以三次噴涂(簡(jiǎn)稱三噴),噴底面漆、面漆及罩光漆和二次噴涂(底漆、面漆)。


  1.前處理的目的:在鋁合金型材 、板材進(jìn)行噴涂前,工件表面要經(jīng)過去油去污及化學(xué)處理,以產(chǎn)生鉻化膜,增加涂層和金屬表面結(jié)合力和防氧化能力,有利于延長(zhǎng)漆膜的使用年限。


  2.底漆涂層:作為封閉底材的底漆涂層,其作用在于提高涂層抗?jié)B透能力,增強(qiáng)對(duì)底材的保護(hù),穩(wěn)定金屬表面層,加強(qiáng)面漆與金屬表面的附著力,可以保證面漆涂層的顏色均勻性,漆層厚度一般為5-10微米。


  3.面漆涂層:面漆涂層是噴涂層關(guān)鍵的一層 ,在于提供鋁材所需要的裝飾顏色,使鋁材外觀達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并且保護(hù)金屬表面不受外界環(huán)境大氣,酸雨,污染的侵蝕,防止紫外線穿透。大大增強(qiáng)抗老化能力,面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層,漆層厚度一般為23-30微米。


  4.罩光漆涂層:罩光漆涂層也稱清漆涂層, 主要目的是更有效地增強(qiáng)漆層抗外界侵蝕能力,保護(hù)面漆涂層,增加面漆色彩的金屬光澤,外觀更加顏色鮮明,光彩奪目,涂層厚度一般為5-10微米。三噴涂層總厚度一般為40-60微米,特殊需要的可以加厚。


  5.固化處理:三噴涂層一般需要二次固化,鋁材進(jìn)入固化爐處理,固化溫度一般在180℃-250℃之間,固化時(shí)間為15-25分鐘,不同氟碳涂料生產(chǎn)廠家 ,都會(huì)根據(jù)自己的涂料,提供最佳的溫度和時(shí)間。氯碳噴涂廠(鋦油廠)也有的根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)把三噴時(shí)的兩次固化改為一次固化。


  3,質(zhì)量檢驗(yàn):質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格的質(zhì)量檢查才能保證高質(zhì)量噴涂產(chǎn)品


  二、陽極氧化(陰極氧化)、電泳


 ?。ㄒ唬?電泳法可分為自由電泳(無支持體)及區(qū)帶電泳(有支持體)兩大類。前者包括 Tise-leas式微量電泳、顯微電泳、等電聚焦電泳、等速電泳及密度梯度電泳。區(qū)帶電泳則包括濾紙電泳(常壓及高壓)、薄層電泳(薄膜及薄板)、凝膠電泳(瓊脂、瓊脂糖、淀粉膠、聚丙烯酰胺凝膠)等。


  電泳是電泳涂料在陰陽兩極,施加于電壓作用下,帶電荷之涂料離子移動(dòng)到陰極,并與陰極表面所產(chǎn)生之堿性作用形成不溶解物,沉積于工件表面。


  它包括四個(gè)過程:


  1 )電解(分解)


  在陰極反應(yīng)最初為電解反應(yīng),生成氫氣及氫氧根離子 OH ,此反應(yīng)造成陰極面形成一高堿性邊界層,當(dāng)陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質(zhì),涂膜沉積,方程式為: H2O→OH+H


  2 )電泳動(dòng)(泳動(dòng)、遷移)


  陽離子樹脂及 H+ 在電場(chǎng)作用下,向陰極移動(dòng),而陰離子向陽極移動(dòng)過程。


  3 )電沉積(析出)


  在被涂工件表面,陽離子樹脂與陰極表面堿性作用,中和而析出不沉積物,沉積于被涂工件上。


  4 )電滲(脫水)


  涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的,具有多數(shù)毛細(xì)孔,水被從陰極涂膜中排滲出來,在電場(chǎng)作用下,引起涂膜脫水,而涂膜則吸附于工件表面,而完成整個(gè)電泳過程。


  5,電泳表面處理工藝的特點(diǎn):


  電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點(diǎn),電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。


  (二)陽極氧化的原理及相關(guān)知識(shí)


  以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質(zhì)溶液中, 利用電解作用, 使其表面形成氧化鋁薄膜的過程, 稱為鋁及鋁的陽極氧化處理。鋁陽極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過時(shí), 將發(fā)生以下的反應(yīng): 合金在陰極上, 按下列反應(yīng)放出 H2:2H + +2e → H2


  析出的氧不僅是分子態(tài)的氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無水的12O3膜: 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 應(yīng)指出, 生成的氧并不是全部與鋁作用, 一部分以氣態(tài)的形式析出。陽極氧化的種類陽極氧化早就在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。冠以不同名稱的方法繁多, 歸納起來有以下幾種分類方 法: 按電流型式分有:直流電陽極氧化;交流電陽極氧化;以及可縮短達(dá)到要求厚度的生產(chǎn)時(shí)間,膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽極氧化。按電解液分有:硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機(jī)酸為主溶液的自然著色陽極氧化。按膜層性質(zhì)分有:普通膜、硬質(zhì)膜(厚膜)、瓷質(zhì)膜、光亮修飾層、半導(dǎo)體作用的阻擋層等陽極氧化。直流電硫酸陽極氧化法的應(yīng)用最為普遍, 這是因?yàn)樗哂羞m用于鋁及大部分鋁合金的陽極氧化處理;膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性;膜層無色透明、吸附能力強(qiáng)極易著色;處理電壓較低,耗電少;處理過程不必改變電壓周期, 有利于連續(xù)生產(chǎn)和實(shí)踐操作自動(dòng)化;硫酸對(duì)人身的危害較鉻酸小, 貨源廣, 價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。近十年來, 我國(guó)的建筑業(yè)逐步使用鋁門窗及其它裝飾鋁材它們的表面處理生產(chǎn)線都是采用這種方法。,


  三、電鍍工藝:利用電解的方法使金屬或合金沉積在工件表面,以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程叫電鍍。電鍍是一種電化學(xué)過程,也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極,金屬板作為陽極,接直流電源后,在零件上沉積出所需的鍍層。陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極,大多數(shù)陽極為與鍍層相對(duì)應(yīng)的可溶性陽極,如:鍍鋅為鋅陽極,鍍銀為銀陽極,鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極。但是少數(shù)電鍍由于陽極溶解困難,使用不溶性陽極,如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極。鍍液主鹽離子靠添加配制好的標(biāo)準(zhǔn)含金溶液來補(bǔ)充。鍍鉻陽極使用純鉛,鉛-錫合金,鉛-銻合金等不溶性陽極。


  工藝過程


  一般包括電鍍前預(yù)處理,電鍍及鍍后處理三個(gè)階段。完整過程:


  1、浸酸→全板電鍍銅→圖形轉(zhuǎn)移→酸性除油→二級(jí)逆流漂洗→微蝕→二級(jí) →浸酸→鍍錫→二級(jí)逆流漂洗


  2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級(jí)逆流漂洗 →鍍鎳→二級(jí)水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級(jí)純水洗→烘干


  烘干工藝要求:


  1. 鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間,應(yīng)有良好的結(jié)合力。


  2. 鍍層應(yīng)結(jié)晶細(xì)致、平整、厚度均勻。


  3. 鍍層應(yīng)具有規(guī)定的厚度和盡可能少的孔隙。