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工业铝型材冷封孔处理
艾普斯 丨 2017.07.27 丨 1997
A工业铝型材冷封孔的优点:
(1)节省能源:工业铝型材低温封孔处理的工作温度只有25-35℃,可大大降低能源消耗。(2)改善工作环境:工业铝型材低温封孔工艺是在常温下进行。
(3)抬高封孔效率:热水封孔工艺的封孔速度为3min/μm,而低温封孔工艺的封孔速度可达到1min/μm,大大提高了工业铝型材的生产效率,减少了封孔槽数量。
(4)消除封孔工业铝型材表面挂灰现象:低温封孔工艺则可以通过控制和调整封孔剂中各物质的浓度及pH值,使沉淀反应只在氧化膜中进行,减少了封孔制品表面挂灰现象。
(5)提高工业铝型材表面硬度和耐磨性:热水封孔工艺是通过生成波米体氧化铝(AI2O3·H2O)实现封孔,由于AI2O3·H2O的硬度不如AI2O3,所以封孔后会造成氧化膜硬度下降。而低温封孔工艺形成的氧化膜硬度会增加,针对氧化膜厚度12-13μm的试样进行显微硬度实验表明,未经过封孔的氧化膜硬度为340-360HV,热水封孔后的氧化膜硬度为280-300HV,低温封孔后的氧化膜硬度为540-560HV。
B冷封孔的缺点:
(1)药品消耗量过大,控制因素多:与热水封孔相比,低温封孔机理复杂,参与反应的化学物质大大增加,不仅药品消耗量增加,而且需控制的因素也增多了。特别是槽液中F-比Ni2+消耗快使F-浓度降低,以及封孔过程中产生的OH-造成槽液pH值升高,需要频繁分析,调整槽液,给工业铝型材的生产管理带来困难。(2)工业铝型材厚膜处理困难:在工业铝型材生产过程中经常发现,经低温封孔的氧化膜厚度大于25μm的工业铝型材产品,有时在使用中会出现氧化膜爆裂、剥落现象。普遍认为这是因为低温封孔使氧化膜的硬度增高,虽然增加了工业铝型材氧化膜的耐磨性,也增加了氧化膜的脆性,使氧化膜容易爆裂、剥落。氧化膜越厚,问题越明显。所以,对于氧化膜厚度大于25μm的工业铝型材产品,一般采用热水封孔或中温封孔工艺。
C工业铝型材冷封孔原理:
(1)水合反应作用:低温封孔是在水溶液中进行的,与高温封孔一样,会发生水合作用。由于温度低,水合反应慢,但低温封孔剂中含有一些F-、Ni2+等金属离子,这些金属离子有促进水合反应作用。(2)氟离子与氧化膜的化学反应作用:氟离子(F-)是一种表面活性很强的阴离子,易在氧化膜与溶液界发生特别吸附,并与氧化膜反应生成具有封孔作用的氟铝化物。
(3)镍离子水解生成氢氧化物堵塞工业铝型材表面氧化膜针孔的作用:由于F-的吸附特性,以及上述反应生成的AIF3-\-OH-改变了电荷分布,使工业铝型材氧化膜呈负电性,促使Ni2+向孔中扩散,并与OH-作用生成Ni(OH)2沉淀填塞工业铝型材表面膜孔。
组成低温封孔剂的物质不同,上述三种作用有所差异,但一般认为Ni(OH)2的沉淀起主要作用。