1. 前言
随着市场竞争的日益激烈，用户对
铝型材产品的种类和质量要求不断提高，使得铝型材加工企业在产品种类上要不断创新。其中，珍珠黑色铝型材产品是在纯黑色铝型材产品的表面再涂装一层透明
电泳漆，使之拥有黑珍珠般的亮丽，因此深受各用户的青睐，而珍珠黑色铝型材的工艺控制较常规的香槟色和古铜色的生产控制难度更大，主要体现在生产时易出现颜色发红、发灰、
氧化膜剥落、漆膜表面无光泽或出现斑点等缺陷，无法满足用户的需求。本文就珍珠黑色铝型材成功的生产工艺技术控制作个扼要介绍，以供同专家起个抛砖引玉的作用。
2. 珍珠黑色铝型材的生产工艺流程
珍珠黑色铝型材生产过程的原始材料为挤压后经人工时效处理后的铝型材，在预处理采用AC酸性脱脂剂脱脂、碱洗、硫酸中和。铝型材氧化着色处理，采用硫酸
阳极氧化及单镍盐电解着色。其生产工艺流程如图1所示。
图1 珍珠黑色铝型材生产工艺流程
Fig. 1The engineering flow sheet of the pearly black aluminium profiles
3. 生产工艺控制
3.1 合金化学成分控制
挤压型材的材质对着色的影响在古铜色铝型材生产中已明显表露出来，杂铝含量过多易造成型材古铜色偏青、发灰和无光等技术质量问题。因此，为了提高珍珠黑色
铝合金型材的质量，必须严格地控制挤压型材的合金成分，其中常用
6063铝合金的主要化学成分控制见表1所示。
表1 合金主要化学成分控制表
Table 1 The control of the alloying element
|
主要成分（％） |
杂质成分（％） |
|
Mg |
Si |
Fe |
Cu |
Zn |
|
0.5～0.75 |
0.43～0.60 |
＜0.2 |
＜0.08 |
＜0.04 |
3.2 挤压工艺控制
对6063铝合金型材，国内外普遍采用的是在
挤压机出料台上风冷淬火的
热处理技术，故要求挤压件出模温度必须达到淬火温度，使Mg
2Si强化相完全固溶。温度过低，不能充分固溶；温度过高会形成粗大的晶粒组织,尤其当出口温度超过595℃时，材料可能发生过烧和Mg
2Si相富集析出，从而使型材在阳极氧化过程中造成氧化膜内捕集Mg
2Si而呈灰色，同时易形成粗大的再结晶组织，着色无光。因此，挤压型材最佳出模温度应控制在515～530℃。
3.3 预处理工艺条件
预处理主要是指脱脂、碱洗、中和和水洗四个过程，表面预处理的目的主要是去除铝型材表面油污、自然氧化膜。在预处理过程中，脱脂要干净，若除油不彻底，易出现斑点。碱洗是预处理工艺中最关键的步骤，碱洗剂以及添加剂，反应温度、时间等不同程度地影响着铝型材的表面光泽质量。其主要工艺技术参数如表2所示。
表2 预处理的工艺参数表
Table 2 The technological parameter of the pretreatment
|
工序名称 |
槽液成分 |
参数 |
温度
(℃) |
时间
(min) |
|
脱脂 |
AC脱脂剂 |
2％～3％ |
25～35 |
3～5 |
|
水洗 |
自来水 |
室温 |
1～3 |
|
碱蚀 |
NaOH |
NaOH：45～55 g/L
Al3+：30～75 g/L
总碱度：150～165 |
50～60 |
2～4 |
|
水洗 |
自来水 |
PH≤12 |
室温 |
1～3 |
|
水洗 |
自来水 |
PH≤10 |
室温 |
1～3 |
|
中和 |
H2SO4 |
185～220g/L |
室温 |
3～5 |
在表2的工艺技术参数条件下，预处理的主要特点是：
(1) 腐蚀时间延长至新槽时的2倍也不会发生过腐蚀；
(2) 腐蚀时间延长至新槽时的2倍也不会发生过腐蚀；
(3) 腐蚀出来的型材光洁度优于铝离子含量更高时；
(4) 碱蚀温度不宜高于6O℃，时间控制在2～4min内。
3.4 氧化工艺条件
3.4.1 阳极氧化失光
黑色外观的视觉黑色深度与表面光亮度有很大关系，材料越光亮，外观越趋于纯黑色。对于着纯黑色的型材，要控制阳极氧化电流密度，在硫酸质量浓度165～185g／L条件下，电流密度应取120～140A／㎡为宜。电流密度越大，失光越严重，且氧化膜的孔隙率越小，不利于后道工序着色颗粒的电沉积。
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