鋁型材表面處理主要分為:氟碳噴涂、粉沫噴涂、陽極氧化(陰極氧化)、電泳、電鍍等。
這些表面處理方法間有相同也有不同,相同點就是都是在型材表面增加了保護膜;
不同在于氟碳噴涂、粉沫噴涂是靠靜電加膜于型材表面,所以也稱靜電噴涂;
陽極氧化、電泳是通過直流電的正負極以及形成膜的分子、原子以及離子的正負相吸移動附著于金屬表面而形成的保護膜;
電鍍和陽極氧化、電泳工藝術有雷同處,所不同的是:
被電鍍的可以不是金屬,電鍍液由含有鍍覆金屬(鋅、鉻、鎳等)的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。
1,電鍍可以對五金和塑膠進行處理,。
2,電泳和陽極只能對導電物體進行處理。
3,電鍍和電泳均為對被處理物體表面增材料,換句話說,就是厚度增加,
4,而陽極則為對物體進行去材料處理,也就是陽極后厚度會減小。
下面就型材表面處理做具體分析
一、氟碳噴涂和粉末噴涂(靜電噴涂)
(一)粉沫噴涂:
粉沫噴涂的原料為:聚氨脂、聚氨樹脂、環(huán)氧樹脂、羥基聚脂樹脂以及環(huán)氧/聚酯樹脂,可配制多種顏色。
粉沫噴涂的特點 :噴涂設備有手工的 ,有自動吊掛式、施工簡單、涂層厚度為30微米以上,抗沖擊,耐磨擦,防腐蝕,耐候性等均好,涂料價格比氟碳便宜。
粉沫噴涂最大弱點是怕太陽紫外線照射,長期照射會造成自然退色,鋁板向陽面和非向陽面幾年后色差明顯,一般為2-5年就產生明顯色差 ?,F(xiàn)在市場上出現(xiàn)名子叫彩色鋁型材,用于鋁門窗,就是用普通鋁型材粉沫噴涂而成。使鋁門窗顏色品種增加,同時也增強抗腐蝕能力。
(二)另一種靜電噴涂為液態(tài)噴涂,又稱氟碳噴涂,屬于高檔次噴涂價格較高,在國外早已應用。在國內近二年來才大面積用于鋁板幕墻,由于其優(yōu)異的特點,越來越受到建筑業(yè)及用戶的重視和青睞。氟碳噴涂具有優(yōu)異的抗退色性、抗起霜性、抗大氣污染(酸雨等)的腐蝕性,抗紫外線能力強,抗裂性強以及能夠承受惡劣天氣環(huán)境。是一般涂料所不及的。
1,氟碳噴涂的設備及工藝 氟碳涂料本身性能決定,噴涂設備必須保證有出色的霧化效果,保證噴涂層的均勻性,氟碳涂料中的金屬微粒的分布,直接影響涂層的外觀效果。涂層均勻,質量優(yōu)秀的氟碳涂層具有金屬光澤,顏色鮮明、明顯的立體感。而使用不合適的噴涂設備的氟碳噴涂層,會產生顏色不均,表面有陰影或涂層不牢。大大影響了氟碳的裝飾效果,為了達到好的噴涂效果,均采用高壓靜電電氣噴槍。氟碳噴涂工藝多采用多層噴涂 ,以充分發(fā)揮Kynar 500金屬漆的耐久性、耐候性的優(yōu)勢,從鋁材的前表面處理到各噴涂過程都需要嚴格控制質量,最終產品必須達到美國建筑制造業(yè)協(xié)會AAMA-605.02.90標準。
2,氟碳噴涂工藝流程為:
前處理流程:鋁材的去油去污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水洗 噴涂流程:噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→質檢 多層噴涂工藝以三次噴涂(簡稱三噴),噴底面漆、面漆及罩光漆和二次噴涂(底漆、面漆)。
1.前處理的目的:在鋁合金型材 、板材進行噴涂前,工件表面要經過去油去污及化學處理,以產生鉻化膜,增加涂層和金屬表面結合力和防氧化能力,有利于延長漆膜的使用年限。
2.底漆涂層:作為封閉底材的底漆涂層,其作用在于提高涂層抗?jié)B透能力,增強對底材的保護,穩(wěn)定金屬表面層,加強面漆與金屬表面的附著力,可以保證面漆涂層的顏色均勻性,漆層厚度一般為5-10微米。
3.面漆涂層:面漆涂層是噴涂層關鍵的一層 ,在于提供鋁材所需要的裝飾顏色,使鋁材外觀達到設計要求,并且保護金屬表面不受外界環(huán)境大氣,酸雨,污染的侵蝕,防止紫外線穿透。大大增強抗老化能力,面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層,漆層厚度一般為23-30微米。
4.罩光漆涂層:罩光漆涂層也稱清漆涂層, 主要目的是更有效地增強漆層抗外界侵蝕能力,保護面漆涂層,增加面漆色彩的金屬光澤,外觀更加顏色鮮明,光彩奪目,涂層厚度一般為5-10微米。三噴涂層總厚度一般為40-60微米,特殊需要的可以加厚。
5.固化處理:三噴涂層一般需要二次固化,鋁材進入固化爐處理,固化溫度一般在180℃-250℃之間,固化時間為15-25分鐘,不同氟碳涂料生產廠家 ,都會根據自己的涂料,提供最佳的溫度和時間。氯碳噴涂廠(鋦油廠)也有的根據自己經驗把三噴時的兩次固化改為一次固化。 3,質量檢驗:質量檢驗應按AAMA-605.02.90標準。嚴格的質量檢查才能保證高質量噴涂產品
二、陽極氧化(陰極氧化)、電泳
(一) 電泳法可分為自由電泳(無支持體)及區(qū)帶電泳(有支持體)兩大類。前者包括 Tise-leas式微量電泳、顯微電泳、等電聚焦電泳、等速電泳及密度梯度電泳。區(qū)帶電泳則包括濾紙電泳(常壓及高壓)、薄層電泳(薄膜及薄板)、凝膠電泳(瓊脂、瓊脂糖、淀粉膠、聚丙烯酰胺凝膠)等。
電泳是電泳涂料在陰陽兩極,施加于電壓作用下,帶電荷之涂料離子移動到陰極,并與陰極表面所產生之堿性作用形成不溶解物,沉積于工件表面。 它包括四個過程:
1 )電解(分解) 在陰極反應最初為電解反應,生成氫氣及氫氧根離子 OH ,此反應造成陰極面形成 一高堿性邊界層,當陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質,涂膜沉積,方程式 為: H2O→OH+H
2 )電泳動(泳動、遷移) 陽離子樹脂及 H+ 在電場作用下,向陰極移動,而陰離子向陽極移動過程。
3 )電沉積(析出) 在被涂工件表面,陽離子樹脂與陰極表面堿性作用,中和而析出不沉積物,沉 積于被涂工件上。
4 )電滲(脫水) 涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的,具有多數毛細孔,水被從陰極涂 膜中排滲出來,在電場作用下,引起涂膜脫水,而涂膜則吸附于工件表面,而 完成整個電泳過程。
5)電泳表面處理工藝的特點:
電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點,電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。
(二) 陽極氧化的原理及相關知識
以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質溶液中, 利用電解作用, 使其表面形成氧化鋁薄膜的過程, 稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。鋁陽極氧化的原理實質上就是水電解的原理。當電流通過時, 將發(fā)生以下的反應: 在陰極上, 按下列反應放出 H2:2H + +2e → H2 在陽極上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不僅是分子態(tài)的氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無水的12O3膜: 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 應指出, 生成的氧并不是全部與鋁作用, 一部分以氣態(tài)的形式析出。陽極氧化的種類陽極氧化早就在工業(yè)上得到廣泛應用。冠以不同名稱的方法繁多, 歸納起來有以下幾種分類方 法:
按電流型式分有:直流電陽極氧化;交流電陽極氧化;以及可縮短達到要求厚度的生產時間,膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽極氧化。
按電解液分有:硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為主溶液的自然著色陽極氧化。
按膜層性質分有:普通膜、硬質膜(厚膜)、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化。直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍, 這是因為它具有適用于鋁及大部分鋁合金的陽極氧化處理;膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性;膜層無色透明、吸附能力強極易著色;處理電壓較低,耗電少;處理過程不必改變電壓周期, 有利于連續(xù)生產和實踐操作自動化;硫酸對人身的危害較鉻酸小, 貨源廣, 價格低等優(yōu)點。近十年來, 我國的建筑業(yè)逐步使用鋁門窗及其它裝飾鋁材, 它們的表面處理生產線都是采用這種方法。
三、電鍍工藝:
利用電解的方法使金屬或合金沉積在工件表面,以形成均勻、致密、結合力良好的金屬層的過程叫電鍍。電鍍是一種電
化學過程,也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極,金屬板作為陽極,接直流電源后,在零件上沉積出所需的鍍層。陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極,大多數陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極,如:鍍鋅為鋅陽極,鍍銀為銀陽極,鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極.但是少數電鍍由于陽極溶解困難,使用不溶性陽極,如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極.鍍液主鹽離子靠添加配制好的標準含金溶液來補充.鍍鉻陽極使用純鉛,鉛-錫合金,鉛-銻合金等不溶性陽極。
工藝過程 一般包括電鍍前預處理,電鍍及鍍后處理三個階段。
完整過程:
1、浸酸→全板電鍍 五金及裝飾性電鍍工藝程序 銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級 →浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗 2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗 →鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘干工藝要求 1. 鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間,應有良好的結合力。
2. 鍍層應結晶細致、平整、厚度均勻。
3. 鍍層應具有規(guī)定的厚度和盡可能少的孔隙。
4. 鍍層應具有規(guī)定的各項指標,如光亮度、硬度、導電性等。
5. 電鍍時間及電鍍過程的溫度,決定鍍層厚度的大小。