一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝的製作方法

2023-10-30 06:52:47 4

一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，包括以下步驟：上架；除油，採用硫酸進行除油；鹼蝕，採用NaOH進行鹼蝕；中和，進入中和槽進行中和，中和槽的槽液為硫酸和銷酸的混液；陽極氧化，鋁合金型材進入氧化槽，氧化槽槽液通電進行氧化；電解著色，鋁合金型材進入著色槽，著色槽槽液通電進行著色；電泳；下架檢驗；貼木紋。本發明的氧化膜厚度平均≥6μm，電泳漆膜厚度平均≥20μm，複合膜厚度平均≥26μm。產品耐候性超好，耐腐蝕性好，達到9.8級以上，光澤保持率達95％以上，表面經耐候性試驗後，表面不掉色，適用於所有建築門窗、幕牆及室內外裝飾、裝修等。
【專利說明】一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋁合金型材生產工藝【技術領域】，具體地說，涉及一種環保、超耐候的仿 木紋鋁合金型材生產工藝。

【背景技術】
[0002] 鋁合金因其高強度及高剛度的特點，廣泛應用於各行各業中，包括機械零件、飛 機、汽車、精密儀器、無線電器材、建築外殼、機器外殼、電子消費品和家用電器等。
[0003] 鋁型材就是鋁棒通過熱熔，擠壓，從而得到不同截面形狀的鋁材料。在建築裝飾、 裝潢行業，人們廣泛應用鋁型材來製作窗戶、門及各種隔斷，鋁型材也以其輕便，美觀，防火 而廣受用戶喜愛。
[0004] 常規電泳仿木紋鋁合金型材：氧化膜厚度平均多9μπι，電泳漆膜厚度平均 多7 μ m，複合膜厚度平均多16 μ m。其產品耐候性差（最高達到8級），耐腐蝕性良好，表面 經耐候性試驗後，產品容易掉色，其不能在戶外使用，經濟價值不高。
[0005] 而且在常規生產工藝中：著色液中含鎳、汞及六價鉻等重金屬，不符合環保鋁型材 標準要求（歐盟RoHS指令2002/95/EC的重訂指令2011/65/EU附錄II的限值要求）。


【發明內容】

[0006] 本發明克服了現有技術中的缺點，提供了一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材 生產工藝，其耐腐蝕性良好，表面經耐候性好，產品不易掉色，可在戶外使用，而且符合環保 鋁型材標準要求。
[0007] 為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：
[0008] 一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，包括以下步驟：
[0009] 1)上架；
[0010] 2)除油，採用硫酸進行除油；
[0011] 3)鹼蝕，採用NaOH進行鹼蝕；
[0012] 4)中和，進入中和槽進行中和，所述中和槽的槽液為硫酸和銷酸的混液；
[0013] 5)陽極氧化，鋁合金型材進入氧化槽，氧化槽槽液通電進行氧化；
[0014] 6)電解著色，鋁合金型材進入著色槽，著色槽槽液通電進行著色；
[0015] 7)電泳；
[0016] 8)下架檢驗；
[0017] 9)貼木紋。
[0018] 進一步，在步驟5)中，所述氧化槽的槽液溫度：18_22°C ;槽液成分：硫酸165? 175g/l ;A13+ < 15g/l ;多元醇 30-40g/l ;有機羧酸 30-40g/l。
[0019] 進一步，在步驟5)中，處理時間按下列公式計算：時間=膜厚/電流密度X0. 3， 註：平均膜厚多6 μ m，局部最低膜厚多5 μ m，電流密度=電流+型材總面積，電流密度控制 在125?135A，電壓控制在17-18V。
[0020] 進一步，在步驟6)中，所述著色槽槽液成分：硫酸亞錫：8_10g/l，按基磺酸： 15-20g/l，酒石酸：10-12g/l，試劑硫酸 18 ?20g/l，pH 值 I. O-L 2。
[0021] 進一步，在步驟7)中，鋁合金型材首先吊入熱水洗槽，熱水洗溫度：55-60°C，熱水 洗時間：3-5分鐘，再轉入純水洗槽，純水洗時間：6-8分鐘，從純水槽轉入電泳槽時，充分 瀝乾水，對鋁合金型材的表面進行低溫等離子體射流處理，鋁合金型材以50角傾斜入電泳 槽，排除氣泡，浸潤後通電，電泳槽液溫度：23_25°C，電泳電壓：155_165V，電泳時間：2_4分 鍾，時間到後吊出鋁合金型材，測量溼膜膜厚，達到20 μ m以上方可轉入RO1槽水洗，膜厚不 合格，需重新進入電泳槽直至合格為止，經兩次!^^槽水洗後，在RO 2上充分瀝乾水後，轉入 瀝乾區瀝水，進爐進行固化，固化溫度：185-195?，固化保溫時間：25-30分鐘。
[0022] 進一步，所述電泳槽：電導值900-100(^5，聚酯樹脂漆：50-6(^/1甲基丙烯 酸-3-羥丙酯：l_2g/l，異丙醇：25-30g/l，叔丁醇：l-2g/l，甲醇：2-4g/l，pH 值：8. 0-8. 5。
[0023] 進一步，所述叫槽：電導值小於500 μ S，聚酯樹脂漆：小於10g/l，pH值： 8· 0_8· 5，
[0024] 進一步，所述叫槽：電導值小於500 yS，聚酯樹脂漆：小於5g/l，pH值：8. 0-8. 5。
[0025] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0026] 本發明所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，氧化膜厚度平均 多6 μ m，電泳漆膜厚度平均多20 μ m，複合膜厚度平均多26 μ m。產品耐候性超好，耐腐蝕性 好，達到9. 8級以上，光澤保持率達95%以上，表面經耐候性試驗後，表面不掉色，適用於所 有建築門窗、幕牆及室內外裝飾、裝修等。
[0027] 本發明所有生產工藝槽液中不含鎳、鉻、隔、汞及六價鉻等重金屬成分，生產過程 工藝環保，產品符合歐盟RoHS指令2002/95/EC的重訂指令2011/65/EU附錄II的限值要 求。
[0028] 本發明生產過程工藝環保，減少廢水排放，生產過程產生的汙水經處理後全部循 環使用，以達到〇排放效果，每生產一噸鋁型材比常規工藝可節省水費50元。本發明生產 氧化膜只需達到6 μ m，每生產一噸錯型材比常規工藝省電300kw/h,節約電費250元。按此 計算，每生產一噸錯材直接成本比常規工藝節省350元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 附圖用來提供對本發明的進一步理解，與本發明的實施例一起用於解釋本發明， 並不構成對本發明的限制，在附圖中：
[0030] 圖1是本發明所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝的生產流程 圖。

【具體實施方式】
[0031] 以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實 施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0032] 參閱圖1 :
[0033] (一）上架工序
[0034] 1、根據鋁合金型材不同的截面絕對不能同排上架。每架料儘量將相同的型號材料 上在同一排。
[0035] 2、上架前，必須用銼刀均勻地打磨導電桿的導電稜角。移動導電桿時，要用砂輪機 打磨導電梁和導電桿的接觸面。導電桿使用時間長，截面太小，就要更換。一般情況下，截 面小於新導電桿的一半時就要更換。
[0036] 3、為了便於排液和排除氣泡，型材上排高端比低端高30釐米，保證傾斜度多Γ， 並且儘可能使溝槽和非裝飾面朝上。裝飾面儘量對極板。型材的兩端頭不得超出導電桿堅 固點40mm。
[0037] 4、為了防止相鄰兩支料粘接在一起，保證氧化膜和顏色均勻，間距等於上下相對 面寬度。每架料面積控制在60?80m 2範圍內。
[0038] 5、掛料時，必須戴手套，並應保持手套清潔，嚴禁用手或帶有油汙的手套接觸型 材，不得將型材與水泥地面接觸，不得在塑料管上拖動型材，以免擦傷產品，嚴禁踩踏和碰 撞產品，保持場地清潔。
[0039] (二）除油工序
[0040] 1、工藝：
[0041] 槽液成分：工業硫酸170?180g/l ;
[0042] 處理時間：3?6分鐘；
[0043] 槽液溫度：20-30 °C
[0044] 2、將料吊起後排架以傾斜5°完全入槽後計時，在工藝要求的時間範圍內依據生 產進度隨時吊出，傾斜5° - 10°靜置30秒後，進入水洗槽，水洗兩次後進鹼槽。
[0045] (三）鹼蝕工序：
[0046] 1、工藝：
[0047] 槽液成分：NaOH (片鹼）50?60g/l ;
[0048] 處理時間：2?4分鐘，
[0049] 槽液溫度：50-60 °C
[0050] 2、操作程序：除油水洗靜置20秒後進入鹼槽，到位後開始計時，到時後鈴聲響，吊 出水洗一次後傾斜觀其表面，表面狀態符合樣板要求進入水洗，鹼洗不足時補時重新鹼蝕 (短時間），如此反覆，直至合格，然後水洗兩次進入中和槽。
[0051] 3、注意事項：
[0052] 1)鹼洗溫度和時間不能超出工藝範圍，否則達不到表面要求，還易引起表面過腐 蝕。
[0053] 2)鹼洗後水洗前，空氣中不能停留太久，不能超過30秒。以免引起鹼液流痕，中和 後殘留痕跡超過3mm必須再進入鹼槽鹼蝕30秒-1分鐘。
[0054] 3)鹼蝕後必須徹底水洗，以免夾鹼腐蝕，凡發現有夾鹼情況，必須在進入氧化槽前 在高溫鹼槽中重新鹼洗30秒-1分鐘。
[0055] (四）中和工序：
[0056] 1、工藝：
[0057] 槽液成分：工業硫酸150?160g/l ;工業銷酸30?40g/l。
[0058] 處理時間：2?5分鐘；
[0059] 槽液溫度：槽液20-30 °C。
[0060] 2、操作程序：鹼蝕後按順序經兩道水洗槽反覆水洗後傾斜靜置30秒進入中和槽 計時，到時吊出，觀察表面乾淨否，不乾淨可在工藝範圍內補時放入，合格吊出水洗。
[0061] 3、注意事項：
[0062] 1)中和時間不能太長，超過5分鐘，需水洗後重新鹼蝕，水洗中和。
[0063] 2)中和後水洗停留時間不能太長，超過30分鐘，需重新鹼洗、衝洗、中和。
[0064] 3)中和水洗後可採用手指揩型材表面檢查表面是否有灰；
[0065] (五）陽極氧化工序
[0066] 1、工藝：
[0067] 槽液溫度：18-22 °C ;
[0068] 槽液成分：硫酸165?175g/l ;
[0069] Al3+^ 15g/l ；
[0070] 多元醇 30-40g/l ;
[0071] 有機羧酸 30-40g/l。
[0072] 2、處理時間：按下列公式計算
[0073] 時間=膜厚/電流密度X 0· 3 (係數）
[0074] 註：平均膜厚多6 μπι，局部最低膜厚多5 μπι
[0075] 電流密度=電流（A) +型材總面積（dm2)
[0076] 電流密度控制在125?135Α。
[0077] 電壓控制在17-18V。
[0078] 3、操作程序：中和後水洗吊出緊排，檢查型材表面，合格後進入氧化槽，電接觸良 好後，控制員調整電流和時間通電氧化，時間到後電鈴響指示燈亮吊出水洗，測氧化膜厚 度，合格轉入下道工序，膜厚不足補時氧化。
[0079] 4、注意事項：
[0080] 1)型材進氧化前擰架工必須檢查表面質量，發現有花斑、水印、粗晶等缺陷不得進 入氧化槽；
[0081] 2)經預處理的型材必須清洗乾淨，才能進入氧化槽，如不能及時進入氧化槽應貯 存在水槽內，不應放在空氣中。
[0082] 3)型材入氧化槽前必須切斷電源，嚴禁帶電作業，以免打火及氫氣燃燒放炮危及 人身安全，通電應緩慢調整電流，，防止電流升高太快，產生電擊傷。
[0083] 4)防止短路擊穿工件，儘量避免斷續通電。
[0084] 5)必須保證槽溫、電流參數及處理時間符合規範，當有變化時應及時找出原因，並 加以調整，才能繼續生產。
[0085] 6)保證槽液循環正常。
[0086] (六）電解著色工序：
[0087] 1、電解著色工藝：槽液溫度：22-24°C，處理電壓，16-18V;處理時間，5?8分鐘。
[0088] 2、槽液成分：
[0089] 硫酸亞錫：8_10g/l
[0090] 銨基磺酸：15-20g/l
[0091] 酒石酸：10-12g/l
[0092] 試劑硫酸18?20g/l
[0093] pH 值 1.0-1. 2
[0094] 3、操作程序：型材氧化後水洗兩次，傾斜靜置片刻（保證低端水洗水流出不成線） 然後以最大角度進入著色槽，必要時上下起伏几次，電接觸良好後，設定著色時間，升壓通 電，到時後（指示燈亮電鈴響）吊出經一次水洗後對色，色淺計時通電補色（10-60秒）；色 深時，著色槽或水洗槽浸泡褪色（10-20秒），直到與色板相比較無明顯色差後，水洗兩次後 方可轉入電泳槽。進電泳槽前，每5槽需重新核對一次色板，顏色變化大時加大覆核頻次， 不對色儘量不下電泳槽。
[0095] 4、注意事項：
[0096] 1)陽極氧化到電解著色的時間間隔不能超過30分鐘，否則水合反應使氧化膜表 面失去化學活性影響著色質量。
[0097] 2)進著色槽前，必須進行充分清洗且水洗必須滴幹，以免帶入汙染著色槽液，同時 附著的酸性水易使著色不均勻。
[0098] 3)必須以傾斜方式進槽，防止氣泡積存，造成該處著不上色或色淺。
[0099] 4)著色到時後，不允許放在槽內，必須立即吊出，對色時不允許部分浸泡水中，必 須全部脫離水面。
[0100] (七）電泳工序：
[0101] 1、電泳工藝：
[0102] 熱水洗溫度：55-60 °C ;
[0103] 熱水洗時間：3-5分鐘；
[0104] 純水洗時間：6-8分鐘；
[0105] 電泳時間：2-4分鐘；
[0106] 電泳電壓：155_165V ;
[0107] 電泳槽液溫度：23-25 °C ;
[0108] 瀝水時間：25-30分鐘；
[0109] 固化溫度：185-195 °C ;
[0110] 固化保溫時間：25-30分鐘。
[0111] 2、槽液成分及要求
[0112] 熱水槽：電導值小於50 μ S
[0113] 純水槽：電導值小於50 μ S
[0114] 電泳槽：電導值900-1000 μ S
[0115] 聚酯樹脂漆：50-60g/l
[0116] 甲基丙烯酸-3-羥丙酯：l_2g/l
[0117] 異丙醇：25-30g/l
[0118] 叔丁醇：l_2g/l
[0119] 甲醇：2_4g/l
[0120] pH 值：8. 0-8. 5
[0121] 叫槽：電導值小於500 μ S
[0122] 聚酯樹脂漆：小於10g/l
[0123] pH 值：8. 0-8. 5
[0124] 叫槽：電導值小於500 μ S
[0125] 聚醋樹脂漆：小於5g/l
[0126] pH 值：8. 0-8. 5
[0127] 3、操作程序：型材從氧化線經軌道轉運過電泳線後，氧化料必須瀝乾水，方可轉 至下架處。電泳也必須瀝水至無水滴下方可從氧化料上吊過。電泳料首先吊入熱水洗槽， 到時間再轉入純水洗槽。從純水槽轉入電泳槽時，充分瀝乾水，對鋁合金型材的表面進行低 溫等離子體射流處理，型材以5°角傾斜入槽，排除氣泡，浸潤後通電，時間到後吊出材料， 測量溼膜膜厚，達到20 μ m以上方可轉入RO1水洗，膜厚不合格，需重新電泳直至合格為止。 經兩次RO水洗後，在如2上充分瀝乾水後，轉入瀝乾區瀝水。瀝乾後的型材夠一槽後，停止 電泳，待前一爐出爐後再進爐。型材進爐後，按規定操作，固化時間到，打開爐門吊出型材。
[0128] 4、注意事項：
[0129] 1)重新生產前必須徹底清除固化爐內的灰塵；
[0130] 2)電泳著色料太多時，電泳不及，必須將未電泳著色型材先吊入熱水槽中浸泡 3-5分鐘瀝乾後吊出瀝架區，以防止著色料放置太久褪色。
[0131] 3)電泳前必須檢查型材表面質量，發現表面有汙物、不對色、著色不勻、粗晶等缺 陷不得進入電泳工序；
[0132] 4)經RO2水洗後，進入瀝架區必須檢查電泳表面有無缺陷，如上表面渣粒、油跡， 下表面珠點、氣泡等；如缺陷嚴重，不得進入固化爐固化，砂面料可返工。返工程序：將型材 直接吊入高溫鹼槽後第一個水洗槽，浸泡15分鐘，再進入高溫鹼槽鹼洗5分鐘，中和水洗觀 察表面。
[0133] (八）下架工序：必須由兩人負責型材的下架操作，要輕拿輕放，保護好型材的表 面質量。
[0134] (九）檢驗：產品下架後必須抽查氧化膜厚、電泳漆膜厚、複合膜厚、漆膜硬度及表 面質量等是否符合要求，合格品轉入木紋工序。
[0135] (十）木紋工序
[0136] 1、工藝參數：轉印溫度，150°C - 160°C轉印時間，13-15分鐘；
[0137] 2、裁木紋紙：將整卷木紋紙裁成與所需轉印型材相同長度且比型材周長寬5- IOCM的木紋紙（視型材周長而定）。
[0138] 3、貼木紋紙：用裁好的木紋紙將型材包裹起來，並每隔10 - 15CM貼一個高溫膠。
[0139] 4、套高溫膜：將高溫膜剪至所需轉印型材長度長20-30CM的長度，然後將包裹好 的型材套進去。
[0140] 5、上料：將包紙套膜後的型材放到木紋轉印車上，應注意輕拿輕放，以免碰傷型 材和木紋紙。
[0141] 6、抽真空：將套好高溫膜的一頭套在真空口上並旋轉卡套將高溫膜卡緊，另外一 個人將另外一頭打一個結並拉緊；打開真空閥應注意不宜開得太大，另一頭必須拉緊。
[0142] 7、整平：將正在抽真空的型材用指甲將木紋紙整平，使木紋紙完全吸附在型材的 表面。
[0143] 8、進轉印爐：進轉印爐前必須達到轉印要求的溫度。
[0144] 9、設定轉印時間：將木紋車電源打開，按車進鍵，木紋車自動進入木紋爐。
[0145] 10、御料：當到達所設定時間，木紋車會自動退出，這時關閉真空泵。打開反吹風 機並打開反吹閥，當高溫膜與型材脫離後，關閉和反吹閥門。旋開真空口上卡套，將型材從 車上取下，並放到料架上。
[0146] 11、撕紙：取下型材外的高溫膜並趁熱將木紋紙撕下。
[0147] 12、檢驗：逐支檢查產品表面質量，抽查產品耐候性、耐蝕性，產品合格後進行包 裝。
[0148] 13、包裝入庫：包裝時應注意，輕拿輕放，必須貼保護膜以防止進倉和運輸中的擦 花，包裝完成後轉入倉庫。
[0149] 二、產品質量檢測標準及實測數據
[0150] 1、氧化膜厚度：平均多6 μ m實測7 μ m
[0151] 2、電泳漆膜厚度：平均彡20 μ m實測22 μ m
[0152] 3、複合膜厚度：平均彡26 μ m實測27 μ m
[0153] 4、附著性：不低於0級實測0級
[0154] 5、鉛筆硬度：彡3H實測4H
[0155] 6、耐鹽霧腐蝕性：彡9. 5級實測9. 8級
[0156] 7、耐鹼性保護等級：彡9. 5級實測9. 8級
[0157] 8、耐候性性能試驗：
[0158]

【權利要求】
1. 一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於，包括以下步驟： 1) 上架； 2) 除油，採用硫酸進行除油； 3) 喊蝕，米用NaOH進彳丁喊蝕； 4) 中和，進入中和槽進行中和，所述中和槽的槽液為硫酸和銷酸的混液； 5) 陽極氧化，鋁合金型材進入氧化槽，氧化槽槽液通電進行氧化； 6) 電解著色，鋁合金型材進入著色槽，著色槽槽液通電進行著色； 7) 電泳； 8) 下架檢驗； 9) 貼木紋。
2. 根據權利要求1所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於， 在步驟5)中，所述氧化槽的槽液溫度：18-22°C;槽液成分：硫酸165?175g/l ;A13+< 15g/ 1 ;多元醇30?40g/l ;有機羧酸30?40g/l。
3. 根據權利要求1所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在 於，在步驟5)中，處理時間按下列公式計算：時間=膜厚/電流密度X0. 3,註：平均膜厚 多6 ym，局部最低膜厚多5 ym，電流密度=電流+型材總面積，電流密度控制在125? 135A，電壓控制在17-18V。
4. 根據權利要求1所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於， 在步驟6)中，所述著色槽槽液成分：硫酸亞錫：8?10g/l，銨基磺酸：15?20g/l，酒石酸： 10 ?12g/l，試劑硫酸 18 ?20g/l，pH 值 1. 0-1. 2。
5. 根據權利要求1所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於， 在步驟7)中，鋁合金型材首先吊入熱水洗槽，熱水洗溫度：55-60°C，熱水洗時間：3-5分 鍾，再轉入純水洗槽，純水洗時間：6_8分鐘，從純水槽轉入電泳槽時，充分瀝乾水，對鋁合 金型材的表面進行低溫等離子體射流處理，鋁合金型材以5°角傾斜入電泳槽，排除氣泡， 浸潤後通電，電泳槽液溫度：23_25°C，電泳電壓：155_165V，電泳時間：2_4分鐘，時間到後 吊出鋁合金型材，測量溼膜膜厚，達到20 y m以上方可轉入ROi槽水洗，膜厚不合格，需重新 進入電泳槽直至合格為止，經兩次如:槽水洗後，在如2上充分瀝乾水後，轉入瀝乾區瀝水， 進爐進行固化，固化溫度：185-195°C，固化保溫時間：25-30分鐘。
6. 根據權利要求5所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於， 所述電泳槽：電導值900-1000 yS，聚酯樹脂漆：50-60g/l甲基丙烯酸-3-羥丙酯：l-2g/l， 異丙醇：25-30g/l，叔丁醇：l-2g/l，甲醇：2-4g/l，pH 值：8. 0-8. 5。
7. 根據權利要求5所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於， 所述叫槽：電導值小於500 y S，聚酯樹脂漆：小於10g/l，pH值：8. 0-8. 5。
8. 根據權利要求5所述一種環保、超耐候的仿木紋鋁合金型材生產工藝，其特徵在於， 所述如2槽：電導值小於500 y S，聚酯樹脂漆：小於5g/l，pH值：8. 0-8. 5。
【文檔編號】C25D13/06GK104499027SQ201410659876
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】熊啟權 申請人:廣東永利堅鋁業有限公司