铝件阳极氧化时封孔工艺优化与封孔槽维护

铝件常温封孔质量的影响因素有：封孔液中的封孔物质镍盐、氟离子、封孔添加剂及其含量，这3个因素是决定铝件封孔质量效果的关键性因素：溶液的PH值、温度和封孔时间是影响铝型材封孔质量的重要条件因素;而提高槽液的洁净度、减小杂质的含量是铝件封孔质量的重要保证、经过试验表明，保证铝件常温封孔质量适宜生产工艺条件很重要。

封孔工艺的优化

工艺流程一般工业上均采用如下的生产工艺流程：常温脱脂→水洗→碱蚀→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→阳极氧化→二次水洗→封孔→二次水洗2.2实验材料与仪器试验用铝合金材料为6063型材料，所用试剂和药品均为一般工厂所用，封孔添加剂为笔者试验研究配制而成。

1.硫酸浓度优化：生产实践表明，当其它工艺条件不变时，随着硫酸浓度的增大，阳极氧化过程中硫酸对氧化膜的溶解作用明显加强，氧化膜孔锥度加大，封孔变得困难，因而封孔时间需要适当延长。一般情况下，硫酸浓度超过185g/L即对厚膜的染斑试验产生明显影响，但硫酸溶度过低，阳极氧化膜着色性能不佳，故实际生产中，需要权衡控制在合理范围内。

2.镍离子溶度优化：封孔是通过镍离子进入氧化膜孔、水解沉淀得以实现的。镍氟体系常温快速封孔的机理是溶解一沉积反应，反应产物(塞孔物质)主要由Ni(OH)、A1OOH、AlF3组成，是金属盐的水解沉积、水化反应和形成化学转化膜三种作用的综合结果。镍离子填充速度直接影响封孔速度，其含量对封孔质量影响很大，镍离子溶度越高，封孔质量越好。但是常温封孔对坯料挤压色差掩盖作用十分有限，含量过高氧化膜底色发青，色差明显。故镍离子浓度控制在1.0～1.3g/L为宜，实际生产中镍离子在0.9g/L以上即可保证封孔质量。

3.氟离子溶度优化：氟离子对氧化膜起电中和作用，膜表面电性转负，有利于镍离子向孔内扩散和水解。另一方面，氟离子半径小，可以吸附在膜孔内，与孔壁的氧化膜反应生成氟铝络合物，从而使孔内铝离子积累和pH升高，有利于Ni向膜孔内表面的迁移和水解，生产实践表明，氟离子浓度在0.3～0.6g/L为宜，过高易起粉，过低则封孔不良。同时在封孔过程中，氟离子消耗速度比镍离子快，故需经常补充，但不推荐单独添加氟化氨或氟化氢铵，一则易造成槽液老化;二则易引起槽液PH起伏过大;三则添加物易与镍离子起络合反应造成实际补充到槽液中的游离态氟离子十分有限。

4.PH值优化：提高槽液pH值，能有效降低氟离子消耗，促进镍离子的吸收，封孔质量提高。但pH值太高时镍盐易水解，槽液浑浊严重，型材表面容易产生白灰，槽液pH值太低时，不足以造成镍盐水解，达不到封孔效果。依生产实践，新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比较好，老槽PH控制在6.0-6.5为宜。

5.封孔温度优化：温度太低时，F与氧化膜反应弱，不足以引起镍盐水解，影响封孔效果，常温封孔槽冬天一般也需要加温维持在一定温度。正常情况下，封孔温度越高，封孔时间可以适当缩短。老槽或者氟离子含量低于0.3g/L槽，往往需要加热到30℃以上才能正常封孔。依生产实践，当封孔温度低于25℃或高于35℃均会出现封孔不良。

6.封孔时间优化：封孔最开始的部位是氧化膜膜口处，随时间增加，逐渐深入膜孔内部从而完成封孔，在整个封孔过程中，前半段时间封孔速度快，后半段时间封孔速度慢。依生产实践，白料、喷砂料、色料封孔时间存在较大差异，不能一味根据膜厚高低按比例分配封孔时间，尤其是古铜料和黑料，虽然氧化膜膜底会沉积3-8UM着色微粒，但过短的封孔时间会造成脱色黏胶危险。封孔时间稍长即容易起灰，需要车间操作者根据实际情况决定封孔时间。由于现代添加剂的发展，目前市场上已出现长时间(30分钟)封孔不起灰的封孔剂，这对自动化生产十分有利。

7.陈化过程优化：封孔过程中氧化膜根部未完全封闭，需要陈化一段时间。正常工艺条件下，封孔后自然陈化1-3天内即可达到国家标准，但是自然封孔膜抗热裂性能不佳，部分厚膜料在外暴晒一段时间即会出现明显裂纹。采用热纯水陈化能显著提高氧化膜热裂性，热纯水电导率不大于50;温度60-80℃;时间1um/min;热水洗温度对表面质量影响比较明显，过高的陈化温度会起灰。

前言：铝件阳极氧化膜在氧化后为了保证耐蚀性及耐侯性必须进行封孔处理。目前大多数铝型材厂家使用的是氟化镍为主体的常温封孔工艺，该工艺成分简单，能耗低，杂质容许量大，但是槽液使用寿命偏短。除开封孔剂本身成分外，工艺条件、环境水质、日常操作习惯等因素对封孔质量的影响较大。本文依据生产实际，对影响型材封孔质量的几个工艺和操作因素进行了探讨，为提高产品质量延长槽液寿命提供参考。

1.配制封孔槽溶液的水质不可以用自来水，要用去离子水，因为自来水里面含有过高的钙离子，镁离子，氯离子，等，这些离子都会影响膜层质量。

2.每天检测PH值，使其控制在正常范围，有变化用氨水或冰醋酸调整。

3.定期化验镍的浓度，当浓度过低时需要添加。

4.根据膜层厚度来确定封闭处理时间。

5.封孔处理后需要热水清洗，封孔溶液比较难清洗干净，长期吸附在铝表面会对氧化膜影起腐蚀，流动水洗后在热水清洗1分钟，能洁净表面。

6.要制定严格的阳极氧化工艺流程。影响封孔质量的因素除封孔工艺之外，还有氧化等，遇到问题要全面考虑。

7.定期检查溶液老化程度。封孔溶液使用一段时间后，溶液会老化，要不定期检测封孔质量问题，可采用染色实验，明显上色未不合格，微量上色为合格。

封孔槽维护

1.型材封孔前必须清洗干净、控液彻底。在生产过程中如果清洗不干净或控液不彻底，会不断带进杂质离子，杂质离子的积累将影响封闭液的稳定性，造成交叉污染，从而导致F离子活性降低，不利于金属离子进入微孔发生水解反应。有条件的车间可以在封孔槽前加一道纯水洗，能有效降低杂质离子带入。

2.封孔槽对水质比较敏感，槽液补充尽量用纯水，不推荐用地下水配槽和作为封孔前清洗槽，水质中杂质阳离子会极大消耗氟离子，部分车间使用明矾处理过的自来水，也会造成封孔槽氟镍离子比例失调。由于水质得不到保证，槽液氟离子含量偏低，很多车间采用提高槽温增加氟离子活性达到封孔目的，但综合各项成本，往往高出不少。

3.适当的循环能有效缓解封孔槽老化。常温封孔对电解着色色泽保持性好，但是氟离子不可避免地与着色膜中的微粒起反应，如果着色料产量大，封孔槽中会产生土黄红色胶状沉淀，严重时会造成槽液颜色发黄红，此时适当降低封孔槽PH然后开启过滤，能有效降低着色料封孔起灰现象。

4.补加药剂需要注意的事项。带搅拌的加药桶补充效果最好，将封孔剂溶于桶中槽液搅拌均匀即可打入槽内，待槽液循环均匀后正常封孔即可。如没有搅拌桶，则可以将小包封孔剂溶于简易加药容器内，搅拌均匀，然后用小勺均匀撒向槽面,封孔剂在自然沉降过程中溶解。一般而言，补充药剂半小时内最好不要作业，药剂溶解的不均匀性会造成同一支料不同部位封孔效果不同。另不建议使用压缩空气搅拌槽液，车间的灰尘、油污及固体杂质沉淀会因剧烈空气搅拌造成槽液二次污染。

5.加强槽面巡查，封孔槽中如果有铝件掉入，必须第一时间打捞，铝件会极大消耗槽液中的氟离子造成封孔不良。同时，要及时捞出槽面油性泡沫，泡沫会包覆加药过程中未及时溶解的药剂颗粒，造成药品浪费。

6.调整槽液PH:当PH低时,建议用稀氨水调节,调节时将稀氨水均匀地洒在槽面上,边洒边轻轻搅动槽面可以有效减少蓝色镍沉淀。不推荐用片碱调节，主要是片碱碱性过大，易造成沉淀。如果槽液PH偏离工艺很大，建议多次调节,PH起伏过大，极易造成封孔不良。

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