鋁型材陽極氧化技術(shù)之進(jìn)步以高效節(jié)能為目的

[來源：上?；书}鋁業(yè)]

眾所周知，陽極氧化的工藝參數(shù)已數(shù)十年未變化，溶液的硫酸濃度和鋁離子范圍、溫度和電流密度均已列入各國標(biāo)準(zhǔn)。為了提高陽極氧化效率，加快成膜速度，必然要求在保證氧化膜性能的前提下盡量加大電流密度，并想方設(shè)法提高成膜系數(shù)。氧化膜厚度是與通過的電量（即電流乘以時(shí)間）庫侖值成正比，并因合金不同而異。例如，對于鋁合金1100、5005、5052和6063，生成25μm氧化膜需要4700庫倉/d㎡；而6061、6082和6300鋁合金則需要5500庫倉/d㎡.此時(shí)若外加電流密度為1.5A/d㎡，則生成20μm氧化膜需要時(shí)間為44min，則成膜速度為0.46μm/min.而意大利新近開發(fā)的高效高速陽極氧化技術(shù)（HEA）成膜速度可提高到1.2μm/min以上，據(jù)說可在25℃下電流密度達(dá)3A/d㎡穩(wěn)定地操作。HEA技術(shù)是一個(gè)整體設(shè)計(jì)，包括化學(xué)、物理和機(jī)械三方面配合而成。化學(xué)因素有溶液成分和添加劑引入；物理因素有攪拌方法、冷卻系統(tǒng)以及溶液溫度與電流密度的組合等；機(jī)械因素指多功能電腦控制整流器，其中陽極氧化工藝過程計(jì)算機(jī)（APC）裝置是很有用的。

太陽能邊框高光銀白色電泳鋁型材的陽極氧化

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氧化膜的性能取決于電流、電壓、溫度、時(shí)間、槽液硫酸濃度，Al3+濃度，乃至操作工的工作質(zhì)量等諸多因素。硫酸氧化膜是無色透明的多孔膜，氧化膜的光亮度，致密度、孔徑的大小，阻擋層質(zhì)量等直接影響氧化后的效果。氧化膜的組成，除氧化鋁、水以外，還有從電解液中引入的陰離子，其復(fù)雜程度與電解液的成份、濃度和電解條件有關(guān)，電解液處于動(dòng)態(tài)，只有嚴(yán)格控制，才能獲得質(zhì)量相對穩(wěn)定的氧化膜。

氧化時(shí)槽液溫度升高、電流密度加大，氧化膜厚度增加。但硫酸對膜的腐蝕速度也會(huì)隨溫度的升高而加快，膜增厚趨緩，氧化膜孔直徑擴(kuò)大，呈喇叭口擴(kuò)大，呈倒錐形，氧化膜開始疏松、甚至粉化。

氧化的溫度、槽液深度、時(shí)間、電壓、電流密度及槽液雜質(zhì)含量的波動(dòng),會(huì)造成氧化膜厚度和結(jié)構(gòu)的差異，終將導(dǎo)致電泳后鋁材色調(diào)的差異。為了保證銀白電泳鋁型材顏色均勻性，要嚴(yán)格控制氧化槽液的工藝參數(shù)，使氧化膜的結(jié)構(gòu)、厚度趨于均一。

國內(nèi)鋁型材封孔方法百花齊放

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當(dāng)前冷封孔仍是我國建筑鋁型材陽極氧化膜占大多數(shù)的封孔方法，這是與80年代大量從歐洲引進(jìn)工藝和設(shè)備有關(guān)。冷封孔的水質(zhì)要求不高，工藝控制容易，比較適合我國生產(chǎn)現(xiàn)狀。當(dāng)前歐洲主要采用冷封孔和高溫蒸汽封孔，后者似有發(fā)展之趨勢。日本至今不認(rèn)可冷封孔工藝，青睞于沸水的水合封孔或電泳（ED）封孔。與沸水封孔和Ni和F的冷封孔相比較，高溫蒸汽封孔正好彌補(bǔ)了它們的缺點(diǎn)，其操作條件在100～110℃，壓力稍高于大氣壓下進(jìn)行，封孔速度比沸水封孔快，對水質(zhì)和pH控制不嚴(yán)，不會(huì)起白粉，既不會(huì)發(fā)生有機(jī)染料在封孔時(shí)流失，又沒有環(huán)境污染（Ni和F）之慮。這是一個(gè)保證封孔和環(huán)境質(zhì)量的好方法。

我國至今仍未解決冷封孔槽液在操作中氟離子頻繁補(bǔ)充的問題，對于封孔工藝穩(wěn)定性帶來極大危害。國內(nèi)各廠普遍添加氟化銨、氟化氫銨、氟化鈉，甚至氫氟酸來補(bǔ)充氟離子。但實(shí)踐表明往往更加劇氟的貧化。雖然曾經(jīng)試圖用氟硼酸鹽和氟硅酸鹽來緩解，至今在工業(yè)大生產(chǎn)方面仍未徹底解決。

90年代以來，我國研究工作和工業(yè)實(shí)踐均證明，在冷封孔之后60～70℃純水洗是提高封孔質(zhì)量，加速封孔速度從而縮短檢測周期的好辦法，甚至可以提高氧化膜的延性，防止微裂紋出現(xiàn)，因此熱水洗與其說促進(jìn)型材干燥，不如說“冷封孔后處理”更加確切。單純烘干不能代替熱水“后處理”的作用?！袄浞饪缀筇幚怼笔枪に囘M(jìn)步，也是值得推廣的一項(xiàng)措施。