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铝及铝合金的电解着色

放大字体  缩小字体发布日期:2012-11-08  浏览次数:854
核心提示:随着铝及铝合金应用的Et益广泛,并且对它的装饰性和功能性要求也越来越高,在生产上提出了电解着色的各种要求。
 

随着铝及铝合金应用的Et益广泛,并且对它的装饰性和功能性要求也越来越高,在生产上提出了电解着色的各种要求。铝及铝合金电解着色工艺所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热性能及耐各种化学介质腐蚀的性能,更多的是应用于建筑的各种型材装饰与防护上。由于太阳能的开发利用以及日用商品的多样化、工艺美术品的普及化,对铝及铝合金制品的色泽提出了极明确的目的和需要。如城市中大建筑物的幕墙如果是银白色,反射太强,会刺激行人的感官和影响空中交通,容易造成光学污染,故希望用较暗和较柔和的古铜色或其他颜色。室内的器皿或日常铝制用品装饰则更多的是用金黄色、青铜色或古铜色等,希望有更多的色彩选择。太阳能热水器的吸热板则需要深黑色等。总之,随着铝及铝合金制件品种的不断增加、产量不断地增大,铝电解着色工艺必将得到更加广泛的开发和利用。

(一)电解着色的方法

电解着色法按其发色的特点,可以分为一步发色和两步发色两种。其中一步发色又称整体发色或自然发色,就是把铝及铝合金制件在有机酸中阳极氧化,获得有色氧化膜的方法,也有特定的铝合金在普通阳极氧化中发色的,此法又有三种情况:一种是在有机酸电解溶液中阳极氧化着色,一种是合金电解着色法,又称自然着色法,再有一种就是铝合金有机酸溶液阴极电解着色。不管怎样着

色,都是铝合金在各种电解质溶液中一次电解显色并一步到位。一步法电解着色工艺范围较窄,操作条件比较严格而且复杂,膜层的颜色受材料种类、电解液成分和操作工艺的影响很大,因此受到一定的限制。

两步着色法是铝的阳极氧化和着色过程分成两步处理,首先是将铝及铝合金制件用普通的阳极氧化方法先行氧化成膜。然后再着色,着色的方法又分为吸附着色法和电解着色法两种。

因此,铝和铝合金的电解着色处理从着色方法上分,又分为三大类,即吸附着色法、电解着色法和自然发色法。

(二)几种电解着色方法的比较

铝及铝合金电解着色方法虽然有好几种,而且也各有其特点,但只要从膜的性能、着色的工艺与设备以及生产成本等主要方面做比较,就可以根据实际生产情况和产品的要求选择出最合适的一种方法。

1.铝及铝合金电解着色膜的性能

从颜色上比较,吸附着色法的颜色品种较齐全鲜艳,其他两种方法的色泽则比较和谐,但颜色品种和系列比较少。作为大量使用的建筑型材,色泽的牢固度和稳定性是很重要的因素,而吸附着色的牢固度和稳定性都是较差的,电解着色的比较好。自然发色(整体着色)的最好。好的原因与着色原理及“颜料”储存的方式有很大的关系。见图4-1,从图4—1可看出吸附法着色颜料是吸附在膜孔的表面上,因此很容易流失,或受强光、强热的作用而分解褪色或变色,电解着色的颜料是沉积在膜孔的底部,颜色的色泽及牢固性与沉积颜料的多少及封孔的技术有关。整体着色法的颜料是和整

 


 

图4-1 三种着色原理示意图

个膜层结合在一起的,所以最牢固和稳定。

膜的其他性能比较见表4—1。从表4—1也可以看出,吸附着色法的膜致密性和耐蚀性都可以,但是耐磨性较差,只适宜用于室内的装饰型材及日用品或工艺美术品的装饰。电解着色法的色膜比较致密,耐磨、耐蚀、耐光、耐热的性能都比较优良,尤其是能耐砂浆水泥的腐蚀,所以最适合用于建筑用的门框、窗及其他型材。自然发色的色膜最好,膜层非常致密,耐磨、耐蚀、耐光、耐热性也很优秀,但耐砂浆水泥的性能不及电解着色膜。

表4-1 三种类型着色膜的性能比较

        

    膜厚/pm

    硬度(HV)

    孔隙率/%

    吸附着色膜

    电解着色膜

    整体着色膜

    1020

    1020

    1830

    350450

    350450

    450800

    14

    14

    10

2.三种着色法的工艺与设备

吸附着色法的工艺最简单,工序少,设备也简单、易造,投资少。电解着色法的工艺相对比较复杂。要两套电源设备及氧化着色设备,结构不算复杂,但投资相对比较高,一次性投资大。自然发色法则介于二者之间,工序不算多,设备投资也不算太大。

3.生产成本

从生产成本上考虑,以吸附法的成本最低,电解着色法高些,而自然发色法最高,主要是由于电解液多是比较贵的有机酸及其他试剂。另外,着色电解高,电消耗量比较大。

从上述可看出,三种电解着色技术各有各的特点和优缺点,故应该根据实际情况和需要去选用。一般来说,吸附着色法多用在室内装饰及日常用具及制品的生产上。电解着色多用在建筑型材上。自然发色的色膜优越,但成本高,只能用于要求较高的场合。若能把成本降低,特别是耗电量降低,则有更广阔的应用前景。

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