表面工程铝合金表面着色优秀PPT.ppt

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1、表面工程铝合金表面着色现在学习的是第1页，共23页IF语句的应用语句的应用说课内容说课内容表面着色的处理方法表面着色的处理方法1电解着色的定义电解着色的定义2电解着色的基本原理电解着色的基本原理3电解着色的主要工艺电解着色的主要工艺45现在学习的是第2页，共23页IF语句的应用语句的应用v表面着色的方法：表面着色的方法：1.1.电解着色法电解着色法 2.2.化学着色法化学着色法 3.3.自然着色法自然着色法 4.4.粉末喷涂着色法粉末喷涂着色法 现在学习的是第3页，共23页IF语句的应用语句的应用 1.1 1.1 电解着色电解着色 电解着色从本质上说就是电镀。首先是将铝制件在硫酸电解液中制出洁

2、净的透明多孔的阳极氧化膜,第二步转移到酸性的金属盐溶液中用交流电电解处理,将金属微粒不可逆的电沉积在氧化膜孔隙的底部.凡能够由水溶液中电沉积出来的金属,大部分都可以用在电解着色上。但其中只有几种金属盐具有实用价值,如锡、镍、锰、银盐和硒盐等。其着色原理和整体发色法有相同之处,是藉金属微粒对入射光的吸收和散射而产生颜色。现在学习的是第4页，共23页IF语句的应用语句的应用 经过电解着色的表面具有较高硬度和耐磨性、耐紫外线照射性能、耐热性能和有很好的耐蚀性能等教学重点教学重点教学难点教学难点现在学习的是第5页，共23页IF语句的应用语句的应用1.2 1.2 电解着色的历史电解着色的历史v1.194

3、0 年德国的依尔斯奈提出用铜盐、镍盐、银盐溶液在交流电作用下使阳极氧化铝着色的方法,并指出用与着色金属离子相同的金属作对应电极,可使着色程度加深,提高着色的均匀性和颜色的耐光性。v2.1943 年德国的朗本-法奥塞尔提出,在铁盐、锰盐、铬盐的溶液中交流电解着色,溶液里可添加10 g/L 以下的含有砷、锑、铋、碲、硒或锡的化合物。v3.1960 年日本的浅田太平在上述理论基础上作了更深入的研究,创立了著名的浅田电解着色法。现在学习的是第6页，共23页IF语句的应用语句的应用 2 2 电解着色的原理电解着色的原理 铝及铝合金在硫酸溶液中进行阳极氧化处理铝及铝合金在硫酸溶液中进行阳极氧化处理之后之后

4、,形成了多孔质层和活性层形成了多孔质层和活性层.把这种带有阳极把这种带有阳极氧化膜的铝材浸入某种金属盐的电解液中氧化膜的铝材浸入某种金属盐的电解液中,并作并作为一个电极，而另一极用与电解液所含金属盐相为一个电极，而另一极用与电解液所含金属盐相同的纯金属板或石墨、不锈钢板等。当两电极同同的纯金属板或石墨、不锈钢板等。当两电极同时通以交流电时时通以交流电时,铝制品就自动地变成阴极铝制品就自动地变成阴极,而且而且从其上面释放出氢气从其上面释放出氢气,同时溶液中的金属离子在同时溶液中的金属离子在铝制品附近形成强烈的离子浓度差铝制品附近形成强烈的离子浓度差,并通过多孔并通过多孔质层深入到活化性层上质层深

5、入到活化性层上,交替地承受剧烈的还原交替地承受剧烈的还原作用和缓慢的氧化作用作用和缓慢的氧化作用,现在学习的是第7页，共23页IF语句的应用语句的应用 也就是活化性层强烈地吸引金属离子也就是活化性层强烈地吸引金属离子,并与在那里产并与在那里产生的负静电荷之间反复发生放电和析出金属微粒或金属氧生的负静电荷之间反复发生放电和析出金属微粒或金属氧化物化物,并沉积在氧化膜微细孔的底部。这些微粒通常呈毛并沉积在氧化膜微细孔的底部。这些微粒通常呈毛发状、球状或粒状发状、球状或粒状,其直径大约为其直径大约为100 100 150150m,长度长度为数微米为数微米,在光线作用下这些金属微粒发生衍射在光线作用下

6、这些金属微粒发生衍射,就使氧化膜呈现各种颜色。就使氧化膜呈现各种颜色。现在学习的是第8页，共23页IF语句的应用语句的应用 归纳起来电解着色的原理为以下三个方面：v 1.金属离子和氢离子等反应物离子向阻挡层表面 附近传递。v 2.金属离子在阻挡层与着色液界面间获得电子，氢离子穿入阻挡层，在基体与阻挡层间获得电子。v 3.析出金属和生成氢气。现在学习的是第9页，共23页IF语句的应用语句的应用 3 3 电解着色的工艺电解着色的工艺 电解着色的工艺很多，一般是以电解槽中有电解着色的工艺很多，一般是以电解槽中有色盐的种类分为色盐的种类分为镍盐、锡盐、钴盐、镍钴盐、铜镍盐、锡盐、钴盐、镍钴盐、铜盐等等

7、，各种着色盐的种类所呈现的颜色都不同。盐等等，各种着色盐的种类所呈现的颜色都不同。目前目前,电解着色工艺主要着色盐为镍盐、锡盐电解着色工艺主要着色盐为镍盐、锡盐（镍（镍+锡盐）。锡盐）。本节也主要以镍盐为主的工艺来着重介绍。本节也主要以镍盐为主的工艺来着重介绍。现在学习的是第10页，共23页IF语句的应用语句的应用现在学习的是第11页，共23页IF语句的应用语句的应用v交流镍盐电解着色工艺（浅田法工艺）v镍盐直流反向电解着色现在学习的是第12页，共23页IF语句的应用语句的应用3.13.1浅田法工艺浅田法工艺 浅田法工艺过程如下浅田法工艺过程如下:常规硫酸阳极氧化在15%硫酸溶液中直流电阳极氧

8、化,电压为1618 V、电流密度为1 A/dm2、氧化30min 左右,获得79m 厚的氧化膜。交流电解着色溶液成分为 NiSO47H2O 25 g/L +MgSO47H2O 20 g/L+(NH4)2SO4 15 g/L+H3BO3 25g/L,以石墨或镍板为对应电极,在1525、715 V、电流密度0.10.8 A/dm2 的条件下电解215 min,随电解时间的增加,膜层呈由浅至深的青铜色。现在学习的是第13页，共23页IF语句的应用语句的应用v电泳涂漆电泳漆液成分为10%14%热固化型水溶性丙烯酸透明漆(固体分)，其pH为8.89.6、电阻率为22501250 cm,在22 3、100

9、250 V、电流密度为0.20.5 A/dm2 的条件下电泳1.53 min,获得79m 厚的漆膜,并在170200烘烤2530 min。现在学习的是第14页，共23页IF语句的应用语句的应用 浅田法电解着色的槽液成分和工艺参数浅田法电解着色的槽液成分和工艺参数 现在学习的是第15页，共23页IF语句的应用语句的应用v从上表中可见，槽液的主要成分是硫酸镍和硼酸，硫酸镍是着色主盐，提供电解着色沉积的金属镍离子。镍离子浓度越高，则着色速度越快。硼酸的作用是着色溶液的pH值缓冲剂，如果没有硼酸就不可能保持pH值的稳定，由于界面的电化学反应使表面pH值迅速升高，而直接产生氢氧化镍沉淀，这样Ni2+离子

10、不可能在阳极氧化膜的微孔中还原，也就是根本不可能着色。现在学习的是第16页，共23页IF语句的应用语句的应用 硫酸胺或硫酸镁的作用是一种导电盐，降低电解着色溶液的电阻，提高其分布能力。有时候硫酸镁的效果更好，它不仅提高着色溶液的电导率，而且有利于调节溶液pH值和抑制有害杂质的影响，防止阳极氧化膜在着色过程中的散裂脱落。另外，还需要加入一些添加剂，提高其电解着色溶液的抗杂质干扰能力。现在学习的是第17页，共23页IF语句的应用语句的应用硫酸镍槽液的着色需要解决的一些问题是硫酸镍槽液的着色需要解决的一些问题是：v(1)不容易得到深古铜色和黑色。v(2)分散能力不太高。v(3)由于Na+、K+、NH

11、4+等杂质的影响，阳极氧化膜有比较大的脱落的可能性。v(4)Ni离子污染环境。v(5)对于电解着色生产中积累铝的敏感性等。日本的直流镍盐着色新工艺装备，尽管一次性投资较大，从技术方面考虑已经比较有效地解决了上述问题。现在学习的是第18页，共23页IF语句的应用语句的应用3.2 镍盐直流反向电解着色镍盐直流反向电解着色v 直流反向电解着色工艺采用高浓度的单镍盐和硼酸作为电解溶液,利用专用整流器高速转换电源极性(使极性发生高速转换,正通电和逆通电相互交换),改变型材阳极氧化膜的电极性,使金属镍离子在阳极氧化膜上均匀地形成电沉积层,从而获得均匀性、重现性较好的仿不锈钢色香槟色古铜色真黑色系列的装饰型

12、材。使用高浓度的单镍盐作为直流反向电解着色主盐,以改变传统单镍盐着色的槽液分散能力差,着色不均匀等缺点。现在学习的是第19页，共23页IF语句的应用语句的应用v 直流反向电解着色是对铝阳极氧化膜较长时间的正电压通电,其阻挡层在硼酸电解液中进行较长时间的阳极极化,使其阻挡层厚度均匀化;在电源以负通电输出时,金属离子在均匀化、活化后的阳极化膜的阻挡层上进行较长时间的阴极极化,从而使阻挡层附近液层的金属镍离子在长时被还原,形成足以显色的均匀电沉积层。现在学习的是第20页，共23页IF语句的应用语句的应用v 单镍盐着色工艺流程如下（7个过程）阳极氧化两次水洗纯水洗电解着色 溢流水水洗 透过水水洗 冷封孔v直流反向电解着色中电解槽的工艺参数现在学习的是第21页，共23页IF语句的应用语句的应用v其成分参数的作用如下:v 1.盐(NiSO46H2 O)着色主盐,提供被电沉积的金属离子。金属离子浓度的增大,着色速度加快。v 2.硼酸(H3 BO3)缓冲剂、促进剂。v 3.pH 值当pH 3 时,负通电过程全部转成析氢反应,无金属电沉积层形成;如果pH太高,负通电过程中阳极氧化膜界面的pH 值迅速升高至能使金属镍盐水解的范围内,形成氢氧化镍沉淀而阻塞膜孔,阻止金属镍离子进入膜孔，这样就不容易着色。现在学习的是第22页，共23页谢谢!现在学习的是第23页，共23页