鋁型材表面處理后黑色流痕成因分析

李劍 蔡思怡

【摘 要】文章以廣西某鋁業公司鋁型材表面處理過程中出現的黑色流痕為研究對象，鋁型材在陽極氧化和電泳固化后表面出現的黑色流痕，影響了產品質量和外觀。在生產實踐的基礎上，通過破壞性對比試驗、膜厚檢測和酸堿定性測試等手段，確定黑色流痕產生是電泳膜被硫酸污染并且在固化過程中被碳化所致，在生產中通過反復排查確認硫酸污染源的來源，通過提前開啟7#和8#噴淋水洗以沖洗干凈陽極梁的硫酸溶液，避免和防止黑色流痕的產生。

【關鍵詞】鋁型材;陽極氧化;電泳;黑色流痕

【中圖分類號】TG379 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）02-0096-02

0 引言

鋁合金建筑型材是目前門窗和幕墻的主要結構材料，以其獨有的裝飾性、保溫性、隔音性及可回收性在建筑行業得到了廣泛的應用[1]。鋁型材表面處理過程中會出現各種質量問題，不僅會影響鋁型材的外觀，由此造成的返工和報廢更是極大地提升了生產的質量成本。人們對酸霧、縮孔、氣泡、電泳漆點等研究較多，但是對于黑色流痕的研究較少。本文以廣西某鋁業公司鋁材表面處理過程中出現的黑色流痕為研究對象，通過酸堿定性檢測、破壞性對比實驗、膜厚檢測等手段對生產實踐中產生的黑色流痕進行分析，找出黑色留痕的成因和相應的解決措施。

1 實驗部分

1.1 生產工藝

生產原料采用6063鋁合金型材，具體生產工藝如下：酸性除油→1#噴淋水洗→2#噴淋水洗→堿蝕→3#噴淋水洗→4#噴淋水洗→出光→5#噴淋水洗→6#噴淋水洗→1#～6#陽極氧化槽（輪流使用）→7#噴淋水洗→8#噴淋水洗→燙洗→純水洗→電泳→1#RO槽→2#RO槽→3#RO槽→固化。其中陽極氧化槽槽液為硫酸溶液，硫酸濃度為160～180 g/L，6個陽極氧化槽輪回使用，在起料和行車提料移動過程中型材上的硫酸溶液會滴到后面的槽體的陽極梁上。

1.2 黑色流痕外觀

黑色流痕處涂層附著力很差，輕刮即可脫落，黑色部分呈流動痕跡或滴狀狀態，表面沒有油狀物。將黑色流痕通過濃硫酸退膜后，通過ED-300渦流測厚儀檢測黑色流痕位置的氧化膜厚δ氧化得出的數值為8～10μm，退膜后黑色流痕所在位置的顏色與其他位置顏色一致。由此可判定，黑色流痕是在陽極氧化工序后面產生的。通過外觀初步判定有3種可能性，分別為固化過程中掉下的爐灰、固化爐中掉下來的齒輪油、碳化的涂層。

1.3 實驗方法（見表1）

2 結果與討論

2.1 氧化膜厚度及色澤

將生產中產生黑色流痕的樣品用濃硫酸退除電泳膜后，用膜厚儀檢測黑色流痕處的膜厚為8～10μm，其膜厚和色澤與其他正常位置的一致，由此可見電泳前黑色流痕處與其他正常部位沒什么異樣，黑色流痕不是電泳前造成的。

2.2 破壞性對比試驗（見表2）

從實驗結果可看出，3種黑色流痕的成因假設猜測中只有實驗C的結果與生產中出現的黑色流痕一致，黑色流痕同樣呈現酸性。由此可判定生產中黑色流痕是因為電泳后在電泳膜表面被硫酸液體污染，在固化過程中隨著電泳膜脫水固化，硫酸也由稀硫酸變成了濃硫酸，在高溫下碳化電泳膜，從而呈現黑色流痕。

2.3 硫酸液體污染的來源和解決措施

經過反復排查，造成黑色流痕的硫酸污染來源于陽極梁上的硫酸液體滴落。陽極梁上的硫酸液體來源于行車提料平移過程中型材上硫酸的滴落，陽極梁和型材在7#和8#噴淋水洗中也得到了清洗，但是因噴淋控制和行車提料出現了延遲，導致部分陽極梁沒有得到噴淋沖洗，殘留在陽極梁上的硫酸液體成為后面電泳后的酸性污染源。只需要將噴淋比行車提料提前3 s即可將陽極梁的硫酸液體沖洗干凈，避免黑色流痕的出現。

3 結論

（1）通過對比分析和破壞性對比試驗得出表面處理固化后的黑色流程是因為電泳后的型材受到硫酸污染，硫酸溶液經過烤爐高溫脫水后變成濃硫酸，電泳漆在高溫濃硫酸的作用下脫水碳化從而造成黑色流痕。

（2）通過生產實踐和觀察，污染的硫酸溶液來自陽極梁上沒有沖洗干凈的硫酸，在7#和8#噴淋水洗的時候，在行車提料前3 s就開始沖洗陽極梁，即可解決陽極梁污染問題，避免黑色流痕的出現。

參 考 文 獻

[1]李曉敏.中國鋁型材市場及未來發展趨勢[J].四川有色金屬，2010（4）.

[2]李賓，周桓竹，蘇學偉，等.鋁合金建筑材料的發展現狀及應用[J].科技視界，2018（14）.

[3]伍超群，劉英坤，李繼展，等.鋁合金建筑型材腐蝕白斑的產生原因[J].腐蝕與防護，2015（4）.

[責任編輯：鐘聲賢]