型呈理想的一致狀態,那麼在特定的介質條件下,著色的深淺是由氧化膜單元結構模型的金屬粒子沉積量來決定,因此如何尋找槽液成分、著色時間以及電流電壓之間的關聯,是我們把控的工藝要點。
因此,鋁材電解著色色差的產生,與著色機理、氧化膜厚度、電解著色速度有著為直接的關係。色差缺陷分為色差深淺不一致、兩頭色、陰陽面、染不上色、白頭、逃色等。如何解決這一問題,確保產品批次之間色調一致,色差在與客戶雙方確認的範圍內,是型材生產研究和防範的問題。
1.通過控制著色槽液減少色差
首先著色配槽時,著色液的配制採用去離子水,如果是單錫鹽,則先加H2SO4和穩定劑,充分溶解後再加SnSO4以防止Sn2+氧化和水解;如果是雙鹽,則可以在鎳鹽溶液中加入SnSO4,槽液配制完畢直至正常生產過程中,還按照的頻率對槽液成分取樣分析,根據分析結果以及添加相應的藥劑穩定槽液,槽液的控制範圍也須穩定,添加量須少量多次。
槽液中各成分的濃度對色差有直接影響。一般來說,主鹽濃度升高,著色速度加快,色調變深;溶液添加硫酸是為了保持著色穩定性,濃度過高則槽體、零部件容易附著氫氧化物,濃度過低則H+濃度過高而競爭還原,導致著色速度下降,甚至不上色;H3BO3在膜孔中起緩衝作用,在錫鹽溶液中不加硼酸則錫不能析出,導致型材色差和色散;劑在鎳鹽溶液中起催化作用,保證Ni2+在溶液pH為1左右時能夠順利析出,保持良好的著色均勻性和穩定性;穩定劑由絡合劑、還原劑、抗氧劑以及電極氧化阻止劑組成,防止亞錫氧化和水解,保持著色穩定性。
對槽液的攪拌有利於色差的均勻性和重現性。通常單鎳鹽溶液可以通壓縮空氣進行攪拌,但是單錫鹽或雙鹽則不能使用壓縮空氣攪拌,可以考慮通惰性氣體攪拌,也可以採用機械攪拌方式,防止亞錫離子的氧化。對著色液進行循環過濾,也是保持溶液穩定的一種方式。
2.通過氧化著色工藝控制減少色差
電壓對著色速度有很大影響。電壓過低,陰極峰值電流很小,幾乎只能用於阻擋層充電以及彌補電損耗,沉積金屬的法拉第電流小,因此著色較淺。
隨著電壓升高,電流增大,著色速度加快,型材顏色變化順序為:輕微上色→香檳色→咖啡色→古銅色→褐色→黑色。
當電壓升到值的時候,著色反而變淺。這是因為,電壓過高超過氧化電壓範圍時,阻擋層被擊穿,著色膜脫落,從而顏色變淺。
與控制電壓參數相關的操作還包括上挂以及進入著色槽階段,上挂前檢查導電桿,磨掉與型材相接觸的部位以保證通電良好,上挂時控制綁料面積,每挂料的總表面積通過計算,不能超出範圍;綁料不能太松動以防止某些型材不上色,每挂料的型材斷面好保持一致或者相近,否則容易出現同挂型材之間的色差;進入著色槽時型材保證的傾斜度,同時保證料與料之間的間距相等,否則容易出現陰陽色;
著色時間也對型材色差影響較為明顯,當著色時間過短,色調偏淺,時間長則顏色偏深,但是當時間過長時,還需考慮型材表面氧化膜的穩定性。
槽液的溫度也是影響色差的因素,一般情況下,溶液的溫度升高,金屬離子擴散速度快,在膜孔中還原的機會增加,型材色調加深;溫度低則著色較慢。但溫度過高則加速亞錫的氧化水解,甚至破壞氧化膜孔結構,反而對著色不利,一般槽液溫度控制在18℃至22℃。
3.通過規範人為操作減少色差
人為因素是影響色差的一個重要原因,當操作工責任心不強或者經驗不足時,很容易導致型材上色工藝波動,導致明顯的色差。