专注于PVD设备制造

                 让真空镀膜变得更简单

专注于PVD设备制造

        让真空镀膜变得更简单

        服务咨询热线:18098178927

客服中心
热线电话
0757-82535205
手机
18098178927
二维码
搜索
图片展示
图片展示

电解着色的工艺以及阳极氧化电解着色工艺的操作要求

浏览:70 发表时间:2020-09-05 09:31:43

电解着色的基本原理 

电解着色, 首先是将铝制件在硫酸电解液中制出洁净的透明多孔的阳极氧化膜, 第二步转移到酸性的金属盐溶浓中施以交流电电解处理, 将金属微粒不可逆的电沉积在氧化膜孔隙的底部, 凡能够由水溶液中电沉积出来的金属, 大部分都可以用在电解着色上。但其中只有几种金属盐具有实用价值, 如锡、镍、锰、银盐和硒盐等。其着色原理和整体发色法有相同之处, 是藉金属微粒对入射光的吸收和散射而产生颜色。因此, 铜盐单独使用呈红色, 锰、银盐和硒盐呈黄色系, 其他金属的色调范围大多是由青铜色到黑色。在特定的介质下, 色泽的深浅由金属粒子沉积量来决定, 而与氧化膜的厚度无关。一般采用的氧化膜厚度为8 ~20 μm。除了含铜量较高的铝合金和含硅量高的铝合金外, 大多数建筑铝型材都可适用此工艺; 而整体发色法所着的颜色与铝材的组成和合金状态却有很大的关系。 

( 1 ) 电解着色的表面具有与硫酸阳极氧化膜相同的硬度和耐磨等性能。这是因为在孔隙内金属粒子的沉积对氧化膜结构的影响很小。 

( 2) 膜层具有特别好的耐紫外线照射性能。这是由于色素体本身是无机性的, 而且色素体粒子沉积在膜层孔隙的底部, 所以它耐光耐晒, 适用于建筑装潢上的防护装饰。 

( 3) 耐热性能好。电解着色的膜层在550 ℃温度下放1 h, 没有严重损失。因色素体是无机物, 不易受热氧化分解。 

( 4 ) 有很好的耐蚀性。这是国际上得到公认的和试验证实的。

铝在硫酸溶液中进行阳极氧化处理之后, 在制品表面上成一层人工氧化膜, 这层氧化膜的最外表, 是多孔性的。称多孔质层, 而氧化膜的底层与铝基体相联接处,则是致密的氧化铝薄层, 也称活性层或阻挡层。把这种带有阳极氧化膜的铝材浸入某种金属盐的电解液中, 并作为一个电极( 因用交流电) , 而另一极可以用与电解液所含金属盐相同的纯金属板或石墨、不锈钢板等。当两电极同时通以交流电时, ( 一般是在低电压和低电流密度的条件下) , 铝制品就自动地变成阴极, 而且从其上面释放出氢气, 同时溶液中的金属离子在铝制品附近形成强烈的离子浓度差, 并通过多孔质层深入到活化性层上, 交替地承受剧烈的还原作用和缓慢的氧化作用, 也即活化性层强烈地吸引金属离子, 并与在那里产生的负静电荷之间反复发生放电和析出金属微粒或金属氧化物, 并沉积在氧化膜微细孔的底部3 ~6μm 处, 金属微粒析出量约为0. 01 g / dm2 。这些微粒通常呈毛发状、球状或粒状, 其直径为100 ~150 , 长度为数微米, 在光线作用下这些金属微粒发生衍射, 就使氧化膜呈现各种颜色。实际上, 用交流的可能性是因为在交流电较强的负半波下, 电流波发生偏移。这是由于一般交流电都是正弦电波, 但因为氧化膜有整流作用, 即铝材为阴极时易通过电流, 反之,则电流不能通过。因此, 电流的实际波形便成为负半波大, 正半波很小, 故而出现电流波偏移。因此铝制品成为阴极, 这时, 活性层上的金属离子便发生还原而沉积。在较弱的正半波 时, 铝制品呈阳极, 这时不沉积金属微粒, 并且由于电解液的扩散作用, 膜层外附近的金属离子浓度得到恢复, 从而避免了不均匀的沉积, 同时又可能发生金属微粒的缓慢氧化, 故沉积物可能是纯金属、氧化物或氢氧化物( 因为还有氢气析出现象) 。用X 射线分析着色表层,没发现有其他物质, 只有氧化铝存在, 但刮取约3μm 厚的氧化膜后, 再进行X 光分析, 便可以发现有NiO、CuO 等与铝共同存在。再对活性层附近进行X 分析, 又发现有微细的纯金属,这可以认为是渗入活性层附近的金属离子被还原成纯金属微粒。由此可见, 金属盐只分布在紧接活层处, 也即在氧化膜的深部, 而氧化膜的外表层全部参与封孔, 因此, 电解着色法加封孔处理的要比只作封孔处理的铝材更耐腐蚀。

 

铝合金氧化膜着色中电解着色的工艺过程

电解着色一般包括有四个主要步骤:第一步,硫酸阳极氧化以获得一定厚度的多孔氧化膜层;第二步是可选步骤,在磷酸、铬酸或其他有机酸中进行第二次电解;第三步,电解着色,将经阳极氧化后的工件放在含有金属盐的电解液中通交流电使电解液中的金属离子沉积在多孔膜层的底部并被慢慢氧化呈现出一定的颜色;第四步,经电解着色后采用电泳涂装或沸水封闭。下面以镍盐电解着色为例来说明电解着色的四个主要工序。

(1)硫酸阳极氧化  这一步是为了获得多孔的氧化膜层,膜层厚度根据产品要求而定。硫酸阳极氧化方法见表1-1。

硫酸阳极氧化方法

溶液成分:硫酸170-200g/L、甘油0-60g/L、铝离子1-10g/L;

操作条件:

温度:20-22℃

电压:15-18V

电流密度:1-1.5

时间20-30min

搅拌: 压缩空气

 

 (2)第二次磷酸阳极氧化  这一步为可选方法,只有特别要求的电解着色才选用。硫酸阳极氧化后所得到的氧化膜层其阻挡层较薄,且厚薄不一,这时可以通过第二次电解来增加阻挡层厚度或使阻挡层厚度趋于均匀。一般来说,在磷酸电解液中进行阳极氧化,可增加阻挡厚度并使其厚度趋于均匀化,并能使膜层毛细管孔扩大;如果采用铬酸、温硫酸或其他有机酸也可使阻挡层厚度趋于均匀,并可使电解着色的色彩在一定范围内发生新的变化。磷酸第二次阳极氧化工艺配方及操作条件

磷酸第二次阳极氧化工艺配方及操作条件

溶液成分:磷酸130-200g/L;

操作条件:

温度:20-25℃

电压:8-12V

时间10-20min

阴极材料:铅板

 

(3)交流电解着色  以下所述的交流电解着色工艺配方及操作条件资料来源于古成业翻译的美国专利。

交流电解着色方法工艺配方及操作条件

溶液成分:硫酸铜7.5,硫酸亚锡15,硝酸根0.5,有机酸10,硫酸10,硼酸0-10;

操作条件:

温度:20-25℃

PH值:1.2-1.3

电压类型:交流

对应电极:石墨

有机酸可用:柠檬酸、酒石酸、马来酸、琥珀酸、乳酸、丙二酸等中的至少一种,柠檬酸是一种常用的有机酸。两种配方根据其电压及电解时间的不同而呈现出不同的颜色,根据电压和时间的不同可获得黄色(银离子的作用)和褐色(铜离子的作用)

(4) 封闭处理  经电解着色后的工件可用沸水或蒸汽封孔,也可采用电泳涂装。经电泳涂装后可提高膜层的抗蚀、耐磨性能及装饰性能。电泳涂装。

电泳涂装方法


经电泳后的膜层需在150~180℃的条件下烘烤30min左右。

 

阳极氧化电解着色工艺的操作要求

想要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内,减少着色缺陷的产生,在实际的生产过程中,首先要加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时应注意以下几方面的要求:

1、在阳极氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度,并放置在两极中间,确保左右极距相等。同时控制上料绑料面积,每挂料总表面积较大不超过44㎡。 
2、检查槽液浓度,是否符合工艺要求。 
3、送电着色时,行车挂钩与导电梁挂钩必须脱开,并静置0.5~1分钟后才能送电着色。 
4、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。 
5、着色结束时,必须立即起吊,尽快流尽槽液,尽快转移至水槽水洗,不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后,才能用色板比色,比色时,掌握型材色略深于样板色。当颜色太浅时,重新放入着色槽通电补色,当颜色太深时,重新放入着色槽(不通电)或氧化槽后面的酸性水槽褪色。 
6、由于金黄色不能褪色,设定着色时间时不宜过长。 
7、着色后的型材应经二级水洗充分洗尽酸水后,才能进行电泳或封孔处理。 
8、加强染色前的冲洗,工件由阳极氧化槽中取出后要充分冲洗,特别是工件的狭缝,盲孔等处,否则残余的酸、碱在染色过程中会缓慢流出来,使染色溶液的pH值偏离正常范围,并使残留酸碱部位表面的色泽与洁净部位有明显差别,甚至腐蚀氧化膜而显示白色。 
9、阳极氧化后即染色,工件经阳极氧化后要立即染色。若工件阳极氧化后在空气中暴露时间过久膜层孔隙即会缩小,并有可能沾上污物,导致染色困难。若因染色槽过小,需分批染色时,应把待染色件浸泡在干净的水中。 
10、染色时工件不可重叠,染色时工件不可重叠,尤其是平面部位,否则由于重叠部位被遮盖而形成阴阳面。
11、加强染色后的冲洗,工件表面若不冲洗干净,留有残余颜料将会污染组合件。 

 



金欣盛真空专注于真空镀膜设备行业

为客户提供专业的真空镀膜解决方案


及时+专业  售前售后保养无忧!

联系方式

地址:广东省佛山市南海区狮山镇罗村务庄大丰田工业区金丰工业园牛栏尾路1街14号

电话:0757-82535205(传真同号)

手机:18098178927  洪先生(微信同号)

邮箱:fs-jxs@qq.com

Q Q : 3171828742

我们的产品:

多弧离子真空镀膜机

磁控溅射真空镀膜机

蒸发真空镀膜机



更多产品咨询:

18098178927

友情链接  版权所有©佛山市金欣盛真空设备有限公司   备案号:粤ICP备15031054号-1  技术支持: 道昱科技