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Tecnologia de tratamiento de superficies de aluminio

Con el desarrollo de la tecnología de fundición y procesamiento de aluminio, los productos de aluminio son ampliamente utilizados en aviación, materiales de construcción, vehículos, barcos, industria ligera y otros departamentos. En los países industrializados avanzados en el extranjero, como Estados Unidos, Gran Bretaña, Japón y otros países, a partir del desarrollo de la producción industrial de películas de aluminio anodizado en la década de 1920, la tecnología de tratamiento de superficies de productos de aluminio se desarrolló extremadamente rápido en los últimos 90 años. En términos de productos industriales livianos, el uso de equipos automáticos, procesos rigurosos para oxidar productos, después de la impresión offset, la coloración de impresión por transferencia térmica, la pintura electroforética y otros tratamientos decorativos le darán al producto un aspecto muy hermoso y delicado.
La industria china de productos de aluminio comenzó lentamente, pero su desarrollo también es rápido. Solo hay unas pocas pequeñas empresas en los primeros días de la liberación, y ahora cuenta con más de 1000 grandes empresas en todo el país, con una producción de acuerdo que supera las quinientas mil toneladas. Sin embargo, con la mejora continua del nivel de vida de las personas, los productos de aluminio aún están lejos de satisfacer las necesidades de las vidas de las personas. En particular, en comparación con los productos extranjeros del mismo tipo, existe una gran brecha entre la calidad y las variedades de lujo, lo que muestra que el procesamiento de productos de aluminio y el tratamiento de la superficie de China es relativamente atrasada. En los últimos años, a través de frecuentes intercambios científicos y tecnológicos nacionales y extranjeros y los esfuerzos de los trabajadores científicos y tecnológicos, se han probado y adoptado nuevas tecnologías y nuevas tecnologías. Sin embargo, en general, la tecnología de tratamiento de superficies de los productos de aluminio en China aún se encuentra en un período de desarrollo por desarrollar. .

Oxidación de aluminio
Primero, el tratamiento superficial antes de la oxidación
El efecto de la pureza de la composición del material de los productos de aluminio sobre la calidad de la película de oxidación del óxido de aluminio ha sido entendido desde hace mucho tiempo por científicos y tecnólogos. Sin embargo, en la producción industrial, la calidad del procesamiento superficial de las placas de productos de aluminio nacionales ha afectado seriamente la calidad de los productos anodizados. Esta contradicción se ha vuelto cada vez más prominente. La chapa de aluminio de países extranjeros se ha sometido a un proceso de fresado, liso como un espejo, excelente calidad después de la oxidación. En China, los materiales de aluminio a menudo no son muy brillantes, y las burbujas, los arañazos y las pieles ásperas son muy serias. Después de la anodización, estos defectos aún aparecen. Los procesos fuertes y decorativos, tales como la impresión de una variedad de patrones, tales como la hoja de impresión de transferencia térmica debido a la mala calidad del estado de la superficie causada por un fenómeno ineficaz, son particularmente graves. Por lo tanto, mejorar la calidad del aspecto de la placa se convierte en una parte importante para garantizar la mejor calidad de la oxidación de los productos de aluminio.


En el tratamiento desengrasante de productos de aluminio antes de la oxidación, la mayoría de las fábricas siguen utilizando un desengrasante químico alcalino débil o desengrasado de soda cáustica y blanqueo. Sin embargo, en los últimos años, cada vez más fábricas han utilizado un método para agregar surfactantes para desengrasar. Utilizando las propiedades físicas y químicas únicas de los surfactantes, reduciendo la tensión superficial, emulsionando, solubilizando la espuma, y ​​su propia estabilidad química excelente a álcalis, aguas duras, etc., para mejorar el efecto desengrasante, y para formar una capa de superficie alcalina. La espuma La capa inhibe la evolución de la niebla alcalina, reduce la contaminación y mejora las condiciones de operación.
Por ejemplo, el tensioactivo aniónico AS producido por Shanghai Synthetic Detergent Factory, que es comúnmente utilizado por nuestra empresa, se utiliza para lavar bañeras de aluminio blanco y ha obtenido buenos resultados económicos.
El proceso específico es: soda cáustica (NaOH) 10%; temperatura 97 ~ 100 ° C; tiempo 5 ~ 7 segundos. El tensioactivo AS se agrega en una cantidad de aproximadamente 0,2 g / l, dependiendo de la situación.


Para que la superficie de los productos de aluminio sea lisa y lisa, los productos de aluminio moldeados generalmente se pulen por máquina. Sin embargo, la oxidación se realiza después del pulido mecánico, y solo se puede obtener una película de óxido liso, y el brillo a menudo es insuficiente. Para productos que requieren una película de óxido decorativa de alto brillo, el pulido químico o el pulido electrolítico también se realiza después del pulido mecánico. Las aleaciones de aluminio puro o aluminio-magnesio de alta pureza pueden obtener una superficie brillante con un alto coeficiente de reflexión después del pulido químico o el pulido electrolítico, y particularmente el pulido electrolítico puede lograr resultados satisfactorios. Desafortunadamente, la solución de pulido químico tri-ácido general contiene HNO 3 y se calienta para descomponer el gas de dióxido de nitrógeno (NO 2) para producir el peligro "Huanglong". La calidad y la estabilidad de la solución de pulido electrolítico contienen anhídrido crómico, lo que genera aguas residuales que contienen cromo y contaminan el medio ambiente, lo que genera tres problemas de tratamiento de residuos. Naturalmente, la gente quiere estudiar el pulido químico que no produce "Huanglong" y el proceso de pulido electrolítico que no contiene cromo. El "Aditivo limpiador para aditivos químicos de aluminio sin humo amarillo, WXP", producido por la fábrica de productos químicos Fluorescence de Zhejiang Huangyan, pasó la evaluación con la asistencia del Departamento de Protección Ambiental de Beijing. El aditivo WXP se utiliza como abrillantador para soluciones de pulido basadas en ácido fosfórico y ácido sulfúrico, y tiene la función de inhibir la niebla ácida.
La receta de proceso utilizada es: ácido fosfórico (densidad específica d = 1.7) industrial puro 800 ml / l;
Ácido sulfúrico (gravedad específica d = 1.84) grado industrial 200 ml / l;
WXP es 2 ml / l;
Temperatura 95-120 ° C.
Se deben agregar tres gramos de aluminio por litro de solución nueva.
Debido a que la fórmula no contiene ácido nítrico, no produce contaminación "Huanglong" durante el pulido; el efecto de inhibir la niebla ácida también es bueno.


En cuanto al pulido electrolítico sin anhídrido crómico, muchos artículos han enumerado muchas formulaciones. La mayoría de ellos son ácidos orgánicos (como ácido cítrico, ácido tartárico, ácido oxálico) o alcoholes (como etanol, butanol, glicerol), etc. añadidos a la solución de pulido que contiene principalmente ácido fosfórico y ácido sulfúrico. El uso de estos aditivos en lugar del anhídrido crómico para inhibir la corrosión de las superficies de aluminio. Sin embargo, después de la prueba, tales formulaciones tienen las desventajas de un alto costo y una pobre estabilidad electrolítica, que son difíciles de promover en la producción industrial grande. Según los informes, muchas fábricas en Shanghai han estado trabajando en pruebas de pulido sin electricidad para el anhídrido libre de cromo. Algunas plantas también han aprobado la evaluación recientemente. Esperamos con ansias los resultados de pruebas innovadoras en esta área.

En segundo lugar, el proceso de oxidación
El método del ácido sulfúrico, el método del ácido oxálico y el método de oxidación del ácido crómico, particularmente el método de oxidación anódica del ácido sulfúrico, son casi desconocidos para cualquiera que se dedique al tratamiento superficial de productos de aluminio. Cada uno de estos métodos de oxidación tiene sus propias características y alcance de aplicación.
Tal como el ácido oxálico, puede obtener una película de óxido gruesa, película de óxido con algunos colores decorativos, pero el método es costoso y consume grandes cantidades de electricidad.
La película de óxido de ácido sulfúrico es transparente, incolora y tiene buenas propiedades de absorción de color. Además, la composición del electrolito es simple y estable, el proceso es fácil de operar y el costo es bajo, por lo que es ampliamente utilizado.
Sin embargo, el rango de control de temperatura del tanque de ácido sulfúrico es pequeño, el calentamiento rápido, a menudo es necesario instalar equipos de refrigeración, que se ha convertido en una difícil.
En Japón, se desarrolló un método de oxidación de ácido mixto ácido sulfúrico-ácido oxálico durante mucho tiempo y ambos se eliminaron, y se convirtió en el principal baño de oxidación de Japón. La fábrica de productos de aluminio Shenyang de China introdujo el uso de la tecnología de oxidación mixta de ácido, su fórmula recomendada es: ácido sulfúrico 10 ~ 20%;
Ácido oxálico 1 a 2%; Voltaje de CC de 10 a 20 voltios; anodizado
Para el método de calentamiento y enfriamiento de la solución oxidante, Harbin Aluminium Products No. 1 Factory presentó la experiencia de la adopción del intercambiador de calor BXO pole producido por Siping General Machinery Plant en la provincia de Jilin. El intercambiador de calor se considera efectivo. Tiene las ventajas de menos inversión, menos ocupación de la tierra, instalación rápida, alta eficiencia de intercambio de calor, resistencia a la corrosión fuerte y buen rendimiento de sellado. El intercambiador de calor es más adecuado para la solución de oxidación de ácido oxálico. En cuanto a la elección del tamaño del modelo, se puede calcular en función de la cantidad de líquido de baño, consultando la descripción de la "Guía de selección del intercambiador de calor Polar" editada por Siping General Machinery.


Colorante electrolítico de aluminioEn tercer lugar, después del acabado de oxidación
Después de la oxidación, muchos productos de aluminio tienen que teñirse o imprimirse y rociarse para obtener una variedad de colores brillantes o bellos patrones, aumentando el número de variedades sofisticadas. En 1980, el método de impresión por transferencia de aluminio identificado por el Ministerio de la Industria Ligera pudo obtener una variedad de patrones de color con patrones claros, colores brillantes y niveles ricos. El principio de la transferencia de productos de aluminio también se conoce como tecnología de transferencia por sublimación. El principio básico es utilizar una tinta de transferencia especialmente elaborada, de acuerdo con los requisitos del patrón impresos primero en papel, fabricados con papel de impresión en color y luego pegarlos. la película de óxido de productos de aluminio, a través del calentamiento y el prensado en caliente, los colorantes dispersos en el papel de impresión se transfieren a los poros de la película de óxido en la fase de vapor para formar un patrón de color. El método de impresión por transferencia obtiene una imagen en color en la superficie del producto de aluminio por su tecnología que está separada del método de teñido oxidativo convencional, y por lo tanto atrae a muchas compañías de productos de aluminio a prestar atención a las pruebas y la producción. Las fábricas de productos de aluminio en Shanghái, Wuhan y Qingdao se han puesto en producción industrial. En esta etapa, el costo del proceso sigue siendo alto. Para producir el papel de impresión de transferencia, la industria de la impresión debe confiar en la industria de la impresión. La mayoría de los patrones de color de transferencia presurizada a alta temperatura aún se encuentran en la etapa de operación manual. Teóricamente, el mecanismo de la transferencia de impresión parece no haber sido estudiado a fondo. Más personas piensan que principalmente en las condiciones de alta temperatura de calefacción, los colorantes dispersos en la transferencia de sublimación de tinta a la película de óxido. Sin embargo, algunos resultados experimentales muestran que el espesor y el rendimiento de adsorción de la película de óxido también juegan un papel muy importante, por lo que no es simplemente un fenómeno de sublimación de un colorante disperso. Se cree que con la exploración continua del mecanismo de transferencia y la mejora continua del proceso de solicitud y la acumulación de experiencia, el método de impresión por transferencia abrirá un amplio campo nuevo para el embellecimiento de los productos de aluminio.


Después de la oxidación de productos de aluminio, tiene las ventajas de una tecnología estable, bajo costo y fácil operación. Además, a través de la mejora del proceso, podemos obtener una variedad de patrones hermosos o únicos y aumentar las variedades de lujo. Por lo tanto, el proceso de teñido siempre ha sido el tema de los trabajadores de oxidación de aluminio. "Método de infiltración con tecnología de color", "Proceso de teñido de teñido", etc. pertenecen a esta categoría. El método osmótico utiliza el anhídrido crómico para desvanecer el color atenuado, mientras que el patrón de mármol utiliza la grasa para sellar el método osmótico de subrayado. El método específico es pintar los productos de aluminio después de la oxidación y el teñido con anhídrido crómico (industrial puro 350-450 g / l) o ácido oxálico (grado industrial 200-300 g / l), utilizando asbesto, fibra de vidrio, etc. productos auxiliares de exposición a la humectabilidad del anhídrido crómico, la parte de exhibición auxiliar está decolorada, y la imagen apagada se detiene inmediatamente después del enjuague con agua, y luego se repite el segundo color o se repiten frotamientos, frotamientos, fregado, teñido y otros procedimientos. Como resultado, pueden aparecer líneas hermosas como flores brillantes, nubes y otras líneas de color. En cuanto al método de teñido de patrones de mármol, los productos de óxido de aluminio primero se tiñen con el primer color de fondo y luego se sumergen en agua con una superficie que flota con grasa (como aceite de maní). Al levantar o sumergir, debido a la flacidez natural de la grasa y el agua, la capa de óxido está parcialmente contaminada por grasa irregular de rayas. Cuando el segundo color se vuelve a teñir, la película de óxido se tiñe con aceite y colorante. La otra parte que no está contaminada con grasa se tiñe con una segunda sombra. Esto le da a la superficie del producto de aluminio un patrón irregular y hermoso en forma de un patrón de mármol.

En cuarto lugar, otro proceso de tratamiento de superficie
Además del teñido oxidativo, los productos de aluminio también tienen otros procesos de tratamiento de superficies, como la pintura en aerosol o la impresión en aerosol. El proceso de pintura en aerosol consiste en eliminar el aceite después de lavar los productos de aluminio, pulverizar amino cocción, aireación, secado a 150 ~ 170 ° C durante 15 a 20 minutos Servir. El aerosol de pintura en aerosol se usa pintura de nitro-color, imprimación en aerosol, y luego se rocía en el tablero de flores del patrón, y finalmente rocía el barniz, y se hornea a una temperatura de 60 ° C durante 2 minutos. Los procesos de pintura en aerosol y pintura en aerosol son ampliamente utilizados en productos de aluminio como cubos de aluminio, cuencos, lavabos, bandejas de té, etc. en la provincia de Jiangsu y otras provincias.
En los últimos años, muchas nuevas tecnologías de tratamiento de superficies de aluminio y nuevas tecnologías también se han desarrollado en el extranjero. Tales como colorante electrolítico, PTFE recubierto y artesanías de esmalte, etc. Y se ha aplicado a la producción industrial, haciendo que los productos de aluminio sean más coloridos y se adapten a diversos usos. Algunos institutos de investigación y fábricas nacionales también han probado e investigado estos procesos. Se cree que estos productos pronto estarán disponibles en el mercado nacional. Ahora estos nuevos procesos se describen brevemente de la siguiente manera:


(1) colorante electrolítico
Es para agregar algunos aditivos directamente en el electrolito oxidante, generalmente algunos ácidos orgánicos como ácido tiosalicílico, ácido cresol sulfónico, etc., para oxidar la película de óxido coloreada. Estrictamente hablando, la oxidación del ácido oxálico de la película de óxido amarillo también debe pertenecer a este tipo. La pieza de trabajo de aluminio oxidado también se pone en una solución electrolítica que contiene níquel, selenio, cobalto, estaño y otras sales metálicas para electrolizar la película de óxido, y se pueden obtener varios colores dependiendo de la composición del material de aluminio y el proceso electrolítico. Aunque el tono de color obtenido mediante el método de coloración electrolítica sigue siendo relativamente monótono y mucho menos intenso que el colorante orgánico, la coloración electrolítica es una coloración de la película de oxidación, durabilidad y excelente resistencia a la intemperie. Actualmente, los productos de aluminio coloreados electrolíticamente se han usado ampliamente en materiales de construcción tales como marcos de puertas y ventanas de aluminio.


(2) Proceso para revestir resina como PTFE y PPS
PTFE es un plástico de ingeniería de alta temperatura, altamente estable químicamente, eléctricamente aislante y antiadherente, y mantiene una buena capacidad de servicio en un amplio rango de temperatura de -60 ° C a 250 ° C. Por lo tanto, es ampliamente utilizado en camas civiles industriales ligeras y otros productos de aluminio. También es muy popular. El proceso de recubrimiento es generalmente: primero por una cierta proporción de filtro de molino de bolas de resina de PTFE, hecho de dispersión, rociado sobre el pulido con chorro de arena, desengrase, lavado de productos de aluminio blanco, y luego mediante sinterización, plastificación, temple para hacer. Este proceso ha sido probado en Shanghai, Harbin, Beijing y otros lugares.

PTFE de aluminio
(3) proceso de esmalte de aluminio
El polvo de esmalte común utilizado en los esmaltes de acero se puede fusionar a la pieza de trabajo a 700-1000 ° C, mientras que el punto de fusión del aluminio y las aleaciones de aluminio generalmente es de alrededor de 600 ° C. Está claro que los esmaltes comunes no son adecuados para el aluminio. Productos de aluminio, la temperatura del esmalte generalmente no puede exceder los 550 ° C, también se llama esmalte de baja temperatura, que requiere el uso de algún esmalte especial y un método especial de esmalte. Se dice que el Second Light Research Institute de la ciudad de Wuhu y la fábrica de productos de aluminio Shandong Xintai tienen una investigación relativamente exhaustiva sobre los esmaltes de aluminio, y las pruebas preliminares han tenido éxito.


En quinto lugar, algunas vistas superficiales
(1) La variedad de productos de aluminio es molesta y los requisitos de decoración de la superficie de los productos son diferentes. Las condiciones de los fabricantes en todo el país no son las mismas. Por lo tanto, debemos elegir nuevas tecnologías y nuevas tecnologías basadas en las condiciones ambientales, los requisitos del producto y la producción real del equipo. Por ejemplo, el método de oxidación de ácido mixto de ácido sulfúrico-ácido oxálico combina las ventajas del método de ácido oxálico de ácido sulfúrico, tiene las ventajas de ahorro de energía, mayor temperatura y una película de óxido más gruesa. Sin embargo, debe usarse de manera flexible en aplicaciones específicas. Nuestra fábrica ha estado utilizando la producción de oxidación con ácido sulfúrico de múltiples métodos de teñido para producir una variedad de patrones de mango de alúmina de cuchillo pequeño.

En 1993, debido al daño del equipo de refrigeración en ese momento, utilizamos ácido mixto ácido sulfúrico-ácido oxálico en un tanque de oxidación de 1300 litros para la producción de prueba.
La receta del proceso práctico en ese momento era 15% de ácido sulfúrico;
Ácido oxálico 1%; temperatura del baño 26 ~ 33 ° C;
Densidad de corriente 0.8 a 1 amperios / dm2;
Anodizado, el efecto sigue siendo bueno.
Sin embargo, durante la prueba, también observamos que cuando el contenido de ácido oxálico supera el 1,5%, aunque todavía no se ha producido una película amarillenta que no afecte a la aparición de ácido oxálico oxidado, también es aceptable un rendimiento de teñido único, pero cuando teñido varias veces por impresión, es difícil de producir. Fenómeno de teñido.
Por lo tanto, se requiere teñir la película de óxido decorativa varias veces, y el contenido de ácido oxálico en la oxidación de ácido mixto no debe ser demasiado alto.
En el norte, algunas fábricas que producen ollas de aluminio se oxidan con ácido oxálico. Los productos tienen una película gruesa de óxido, un color amarillento natural, y también son populares entre las personas sin teñir.
Su aplicación experimental de oxidación de ácidos mixtos tiene como objetivo utilizar menos ácido oxálico, ahorrar energía y reducir los costos.
La composición del ácido mixto es ácido oxálico de 2 a 3%; ácido sulfúrico de 5 a 10%.
También observaron que cuando el contenido de ácido oxálico es inferior al 2%, la película de óxido ya no tiene un tono amarillento que da una sensación densa y espesa al ácido oxálico oxidado original, ya algunos clientes no les gusta la apariencia de tales productos. afectando el producto mercado.
Entonces usan ácido oxálico al 3%, método de oxidación del ácido sulfúrico Zhuojia.

 
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