化学氧化按其所用材料分有碱性溶液氧化、磷酸盐-铬酸盐氧化及铬酸氧化。电化学氧化亦可分为硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化等等。
各类氧化溶液的配方及工艺条件(溶液温度、电流密度、氧化时间、杂质含量等)都是影响膜层质量的重要因素。要得到理想的、符合要求的氧化膜层,除了选择正确的配方外,还要采用正确的操作方法以及由实践经验总结而来的溶液的维护和调整技术,使之适应生产的需要。下面举例说明各类阳极氧化溶液的典型配方及工艺条件。
①一般装饰用硫酸阳极氧化:
硫酸 150~200g/L。
工作温度 15~252;
电压 18~24V;
阳极电流密度 0.8~1A/dm2;
时间 40~60分钟。
②高耐磨硬质股件的硫酸阳极氧化:
硫酸 70~100g/L。
工作温度 0±5℃;
电压 20V;
阳极电流密度 0.5A/dm2;
时间 15分钟。
③铅酸阳极氧化;
铬酥 50~60g/L。
工作温度 32~38℃;
电压 25~50V;
阳极电流密度 1.5~2.5A/dm2
时间 60分钟。
④草酸阳极氧化:
草酸 30~33g/L。
工作温度 15~30℃;
阳极电流密度 l~2A/dm2;
时间 2小时;
电压(采用梯形电压) 0~40V,5分钟;
70V,5分钟,
90V,5分钟,
90~110V, 15分钟,
110V,90分钟。
因为草酸阳极氧化膜致密,电阻高,只有提高电压才能获得厚的氧化膜。
铝氧化一般在氧化槽中进行,挂具是铝材与阳极板唯一导电通电流的工具。挂具应符合下列要求:导电性能要好,一般采用弹性较好的铝合金制成:紧固件可采用硬塑料制作,接触面宜小,接触要良好;挂具两端不接触部分,应用耐酸碱的涂料保护,以节约用电;用过的挂具在下次应用前,必须煮减,退除具有绝缘性的氧化膜,保证导电良好;挂具的形状、大小、规格各异,应以好用顺手为原则,可设计专用挂具。
铝氧化膜疏松、多孔,吸附能力强,能染成多种鲜艳夺目的颜色,以满足装饰的需要。但在铝合金中,由于所含杂质的种类和含量不同,染出色泽亦不相同,必须慎重选择,加以必要的试验。染色用的染料常有酸性染料(如酸性大红GR、首素黄、直接耐晒蓝等)、直接染料、活性染料、碱性染料或无机染料(各种金属盐),如表4-22和4-23所列。
6.砂面处理。砂面处理亦称化学砂面腐蚀、化学烂砂处理,是一种采用化学处理使材料表面取得喷砂效果的加工方法,尤适用于铝材表面处理,其砂面的均匀性远优于喷砂处理。 化学砂面腐蚀分酸性腐蚀和碱性腐蚀。
①酸性腐蚀液配方及工艺条件:
硫酸按 100g
染色方法:先在第一种溶液内染5~10分钟,清洗后再放入第二种溶液中染5~10 分钟,清洗(可重复进行),然后在60~80℃条件下烘干。
氟化氢铸 100g
水 加至 1000ml。
溶液温度 45~65℃;
腐蚀时间 1~3分钟。
②碱性腐蚀液配方及工艺条件:
氢氧化钠 40~50g;
碳酸钠 40~50g;
洗涤剂 3~5ml;
水加至 1000ml。
溶液温度 60~70℃;
腐蚀时间 视要求的砂面粗细程度而定。
化学烂砂处理的配方多种多样,读者可参考有关资料选择应用,本书不再赘述。
化学砂面也可通过使用厂家生产的砂面剂(CKS-84型)来获得。其工艺是:铝板在碱性溶液中脱脂、经酸性溶液中和后,在下面配方中进行砂面处理:
CKS-841砂面剂(细) 400ml/L;
或CKS-842砂面剂(粗) 400ml/l。
温度 30~60℃
时间 1~5分钟。
然后在30%氢氧化销的40~70℃水溶液中浸渍30~60秒显砂。 经CKS-84型砂面剂处理的铝表面,相当于60#或100#金钢喷制的砂面效果。
7.喷漆。喷漆常用于丝印表盘、刻度盘及面板的印前处理。经过喷漆处理的承印材料,再丝印上所需的装饰图案及文字符号(可以单色也可以多色),加(或不加)罩光保护层即成为成品。该法工艺简单、图文饱满、立体感强、色彩范围广、合格品率高。
8.高光加工。高光加工严格说不属于预处理,而是后加工。但由于近来高光切削标牌应用较多,这里只作简单介绍。
高光加工是应用金钢刀进行高速切削使标牌及其它装饰件产生高光亮面的工艺。切削过程中由于发热使铝表面产生一层氧化膜,保护加工面长期保持光亮。
高光加工设备较为简单,可以专门设计制造,亦可用铣床、钻床改制。加工中工作台面要能快速进给,刀具转速为7000~10000转/分,刀刃角度一般为140°左右,亦有特殊要求的,可使用多种不同角度的刀具。据介绍,日本的“万能高光机”配有一套12把不同角度的刀具,刀刃角度有30°、45°、60°、75°、90°、130°、140°、 160°等。
高光加工的零件由于光泽度高,加上配以粗细刀纹,利用折光原理,可以大大增强装饰效果,很受人们欢迎。
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