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铝型材表面处理后黑色流痕成因分析

2019-06-30李剑蔡思怡

企业科技与发展 2019年2期
关键词:电泳铝型材

李剑 蔡思怡

【摘 要】文章以广西某铝业公司铝型材表面处理过程中出现的黑色流痕为研究对象,铝型材在阳极氧化和电泳固化后表面出现的黑色流痕,影响了产品质量和外观。在生产实践的基础上,通过破坏性对比试验、膜厚检测和酸碱定性测试等手段,确定黑色流痕产生是电泳膜被硫酸污染并且在固化过程中被碳化所致,在生产中通过反复排查确认硫酸污染源的来源,通过提前开启7#和8#喷淋水洗以冲洗干净阳极梁的硫酸溶液,避免和防止黑色流痕的产生。

【关键词】铝型材;阳极氧化;电泳;黑色流痕

【中图分类号】TG379 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2019)02-0096-02

0 引言

铝合金建筑型材是目前门窗和幕墙的主要结构材料,以其独有的装饰性、保温性、隔音性及可回收性在建筑行业得到了广泛的应用[1]。铝型材表面处理过程中会出现各种质量问题,不仅会影响铝型材的外观,由此造成的返工和报废更是极大地提升了生产的质量成本。人们对酸雾、缩孔、气泡、电泳漆点等研究较多,但是对于黑色流痕的研究较少。本文以广西某铝业公司铝材表面处理过程中出现的黑色流痕为研究对象,通过酸碱定性检测、破坏性对比实验、膜厚检测等手段对生产实践中产生的黑色流痕进行分析,找出黑色留痕的成因和相应的解决措施。

1 实验部分

1.1 生产工艺

生产原料采用6063铝合金型材,具体生产工艺如下:酸性除油→1#喷淋水洗→2#喷淋水洗→碱蚀→3#喷淋水洗→4#喷淋水洗→出光→5#喷淋水洗→6#喷淋水洗→1#~6#阳极氧化槽(轮流使用)→7#喷淋水洗→8#喷淋水洗→烫洗→纯水洗→电泳→1#RO槽→2#RO槽→3#RO槽→固化。其中阳极氧化槽槽液为硫酸溶液,硫酸浓度为160~180 g/L,6个阳极氧化槽轮回使用,在起料和行车提料移动过程中型材上的硫酸溶液会滴到后面的槽体的阳极梁上。

1.2 黑色流痕外观

黑色流痕处涂层附着力很差,轻刮即可脱落,黑色部分呈流动痕迹或滴状状态,表面没有油状物。将黑色流痕通过浓硫酸退膜后,通过ED-300涡流测厚仪检测黑色流痕位置的氧化膜厚δ氧化得出的数值为8~10μm,退膜后黑色流痕所在位置的颜色与其他位置颜色一致。由此可判定,黑色流痕是在阳极氧化工序后面产生的。通过外观初步判定有3种可能性,分别为固化过程中掉下的炉灰、固化炉中掉下来的齿轮油、碳化的涂层。

1.3 实验方法(见表1)

2 结果与讨论

2.1 氧化膜厚度及色泽

将生产中产生黑色流痕的样品用浓硫酸退除电泳膜后,用膜厚仪检测黑色流痕处的膜厚为8~10μm,其膜厚和色泽与其他正常位置的一致,由此可见电泳前黑色流痕处与其他正常部位没什么异样,黑色流痕不是电泳前造成的。

2.2 破坏性对比试验(见表2)

从实验结果可看出,3种黑色流痕的成因假设猜测中只有实验C的结果与生产中出现的黑色流痕一致,黑色流痕同样呈现酸性。由此可判定生产中黑色流痕是因为电泳后在电泳膜表面被硫酸液体污染,在固化過程中随着电泳膜脱水固化,硫酸也由稀硫酸变成了浓硫酸,在高温下碳化电泳膜,从而呈现黑色流痕。

2.3 硫酸液体污染的来源和解决措施

经过反复排查,造成黑色流痕的硫酸污染来源于阳极梁上的硫酸液体滴落。阳极梁上的硫酸液体来源于行车提料平移过程中型材上硫酸的滴落,阳极梁和型材在7#和8#喷淋水洗中也得到了清洗,但是因喷淋控制和行车提料出现了延迟,导致部分阳极梁没有得到喷淋冲洗,残留在阳极梁上的硫酸液体成为后面电泳后的酸性污染源。只需要将喷淋比行车提料提前3 s即可将阳极梁的硫酸液体冲洗干净,避免黑色流痕的出现。

3 结论

(1)通过对比分析和破坏性对比试验得出表面处理固化后的黑色流程是因为电泳后的型材受到硫酸污染,硫酸溶液经过烤炉高温脱水后变成浓硫酸,电泳漆在高温浓硫酸的作用下脱水碳化从而造成黑色流痕。

(2)通过生产实践和观察,污染的硫酸溶液来自阳极梁上没有冲洗干净的硫酸,在7#和8#喷淋水洗的时候,在行车提料前3 s就开始冲洗阳极梁,即可解决阳极梁污染问题,避免黑色流痕的出现。

参 考 文 献

[1]李晓敏.中国铝型材市场及未来发展趋势[J].四川有色金属,2010(4).

[2]李宾,周桓竹,苏学伟,等.铝合金建筑材料的发展现状及应用[J].科技视界,2018(14).

[3]伍超群,刘英坤,李继展,等.铝合金建筑型材腐蚀白斑的产生原因[J].腐蚀与防护,2015(4).

[责任编辑:钟声贤]

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