鋁型材化學(xué)黑化處理
這是一種通過(guò)化學(xué)處理就能使鋁型材表面形成黑色膜層的方法,其加工過(guò)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(jìn)行化學(xué)黑色膜的制備;三是對膜層進(jìn)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(shuō)明一點(diǎn),鋁型材化學(xué)黑化處理只適于不能采用電解處理著(zhù)色的鋁型材,因為化學(xué)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(zhù)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(fā)黑溶液,其工藝配方及操作條件見(jiàn)下表;
溶液成分
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材料名稱(chēng)
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化學(xué)式
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含量(g/L)
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配方1
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配方2
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氯化鎳
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NiCl2·6H2O
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35~150
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80
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氯化銨
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NH4Cl
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8~30
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25
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硫氰酸鉀
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KSCN
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5~20
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10
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三氯化鋁
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AlCl3
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0.5~2
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2
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鉬酸銨
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(NH4)6Mo7O24·4H2O
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—
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10
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操作條件
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pH值
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3~4
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3~4
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溫度/℃
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50~80
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50~60
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時(shí)間/min
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1~80
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1~10
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表中氯化銨是黑色膜形成的關(guān)鍵成分,其濃度范圍在8~30g/L,當氯化銨濃度過(guò)低時(shí),會(huì )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(guò)高時(shí),在鋁型材表面會(huì )浸出灰色的沉積層,干燥后會(huì )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(shí),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(shí),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(shí),則鋁型材表面會(huì )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(guò)低時(shí)獲得的黑色膜層均勻性差,當硫氰酸鉀濃度過(guò)高時(shí),會(huì )加速反應的進(jìn)行,這時(shí)可適當縮短處理時(shí)間;
表中氯化鋁并非必要成分,由于新配的溶液pH值較高,開(kāi)始使用的一段時(shí)間膜層質(zhì)量不穩定,使用一段時(shí)間后pH值會(huì )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(huà),對于新配液就不需要通過(guò)試用一段時(shí)間來(lái)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(shí)間,溫度低則需延長(cháng)處理時(shí)間,但過(guò)低的溫度會(huì )使黑色膜層不均勻;
處理時(shí)間是很關(guān)鍵的,時(shí)間短,黑色膜層不均勻,時(shí)間過(guò)長(cháng)所獲得的膜層外觀(guān)呈灰色;具體時(shí)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(huì )出現一層鹽霜,使得經(jīng)黑色處理的鋁型材表面呈灰色而影響其外觀(guān)效果,為了防止這一現象的發(fā)生,可將發(fā)黑處理后的鋁型材進(jìn)行后處理,其后處理工藝配方及操作條件見(jiàn)下表;
溶液成分
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材料名稱(chēng)
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化學(xué)式
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含量/(g/L)
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配方1
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配方2
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重鉻酸鉀
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K2Cr2O7
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—
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15~25
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硝酸(68%)
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HNO3
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—
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5~15m/L
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硝酸鉀
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KNO3
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25~50
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—
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操作條件
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溫度/℃
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25~50
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25~35
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時(shí)間/min
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2~5
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1~5
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