(一)水合封孔
水合封孔包括沸水封孔和常壓、加壓蒸汽封孔。
1、水合封孔的原理
鋁的陽極氧化膜在水中有兩種形式的反應(yīng);一是,在80度以下,pH<4的水中,與水結(jié)合成拜耳體三水合氧化鋁,這種結(jié)合僅是物理結(jié)合,過程是可逆的。另一種是在80度以上的中性水中,氧化鋁與水化合成波米體型的一水合氧化鋁,這就是通常所指的水合封孔的反應(yīng)過程,由于一水合氧化鋁的密度(3014kg/立方米)比氧化鋁(3420kg/立方米)的小,體積增大33%左右,堵塞了氧化膜的孔隙。
2、影響沸水封孔的原因
(1)時間、溫度:在其他條件相對一致的前提下,隨封孔時間的延長,膜層結(jié)合水量增加,抗蝕性提高;隨封孔溫度的升高,水化程度提高,抗蝕性增強。
(2)pH值、水質(zhì):一般在pH值為5.5-6.5的封孔液中封孔,膜層不但有良好的抗蝕性而且耐磨性最好。對水中的雜質(zhì)含量應(yīng)加以控制:硫酸根離子<250mg/kg,氯離子<100mg/kg,硅酸根離子<10mg/kg,磷酸根離子<5mg/kg,氟離子<5mg/kg。最好用純水,其電阻率為5×10Ω·cm。
(3)添加劑:在沸水中加入某些添加劑如無水碳酸鈉、氨、三乙醇胺等,可增強封孔效果,提高膜層的抗蝕性,甚至相當或超過蒸汽封孔。
水合封孔的另一種方法是蒸汽封孔,其所處理的氧化膜抗蝕性、耐磨性與蒸汽壓力和封孔時間有關(guān)。一般隨壓力升高、時間延長、抗蝕性提高、耐磨性降低。
3、沸水、蒸汽封孔工藝
沸水封孔、蒸汽封孔工藝見表-12。蒸汽(常壓、加壓)封孔的效果比沸水封孔好,但需用高壓容器或?qū)S谜粝,因此蒸汽封孔特別是加壓蒸汽封孔只能用于小型制品的處理,不適合大型制品和流水線生產(chǎn)使用。
封孔方法 |
工藝條件 | |
參數(shù)項目 |
參數(shù)值 | |
加壓蒸汽 |
壓力/Pa |
[(4-5)±0.5]×9.8×10的四次方 |
時間/min |
20-30 | |
常壓蒸汽 |
壓力/Pa |
(0.5-1.5)×9.8×10的四次方 |
時間/min |
15-30 | |
沸純水 |
溫度/度 |
>95 |
pH值 |
6±0.5 | |
時間/min |
20-30 |
(1)槽液pH值:一般情況下,在硫酸酸化的沸水里封孔,溶液的pH值總是向堿性增加方向變化,控制辦法多采用添加緩沖劑,例如在封孔液中加入磷酸氫胺0.003-0.03g/L+硫酸0.006-0.015ml/L。
(2)入槽封孔的制品必須清洗干凈,為避免氧化膜產(chǎn)生裂紋,封孔前的清洗使用溫水。
(3)封孔制品應(yīng)與槽體金屬絕緣,為防止封孔液的大量蒸發(fā),可用φ70mm的尼龍塑料球覆蓋液面。
(二)金屬鹽溶液封孔
在金屬鹽溶液中封孔,既發(fā)生氧化膜的水化反應(yīng),又存在著鹽類水解生成氫氧化物或是金屬離子與染料分子反應(yīng)生成新的金屬絡(luò)合物在膜孔隙中沉淀析出的過程,它們共同作用使孔隙封閉。這種處理方法也稱為沉淀封孔。某些金屬鹽溶液的封孔工藝見表-13。某些鎳鹽溶液使用較為經(jīng)常,它的封孔效果好。在封孔過程中,鎳鹽被膜吸引水解生成氫氧化物,由于鎳的氫氧化物量少,幾乎無色,所以不影響膜的本色,特別適用于著色膜的封孔。
封孔液組成 |
濃度/(g/L) |
pH值 |
溫度/度 |
時間/min |
特點 |
醋酸鎳
醋酸鈷
硼酸 |
5-5.8
1
8-8.4 |
5-6 |
70-90 |
15-20 |
適用于所有著色制品 |
醋酸鎳
硼酸 |
5
5 |
5-6 |
98-100 |
20-30 |
槽液煮沸6h使用 |
醋酸鉛 |
2.5-5 |
5.5-6 |
97-100 |
30 |
適用于鋁紅GLW、鋁棗紅RL膜 |
Zn、Cu、Cr的硫酸鹽 |
2.5-5 |
6.7 |
97-100 |
30 |
適用于特殊色膜。如Zn鹽用于綠色 |