鋁型材表面處理工藝種類解析

鋁型材表面處理主要分為：氟碳噴涂、粉沫噴涂、陽極氧化（陰極氧化）、電泳、電鍍等。
這些表面處理方法間有相同也有不同，相同點就是都是在型材表面增加了保護膜；
不同在于氟碳噴涂、粉沫噴涂是靠靜電加膜于型材表面，所以也稱靜電噴涂；
陽極氧化、電泳是通過直流電的正負極以及形成膜的分子、原子以及離子的正負相吸移動附著于金屬表面而形成的保護膜；
電鍍和陽極氧化、電泳工藝術有雷同處，所不同的是：
被電鍍的可以不是金屬，電鍍液由含有鍍覆金屬（鋅、鉻、鎳等）的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。
1，電鍍可以對五金和塑膠進行處理,。
2，電泳和陽極只能對導電物體進行處理。
3，電鍍和電泳均為對被處理物體表面增材料，換句話說,就是厚度增加，
4，而陽極則為對物體進行去材料處理,也就是陽極后厚度會減小。    
下面就型材表面處理做具體分析
一、氟碳噴涂和粉末噴涂（靜電噴涂） 
（一）粉沫噴涂：
粉沫噴涂的原料為：聚氨脂、聚氨樹脂、環氧樹脂、羥基聚脂樹脂以及環氧／聚酯樹脂，可配制多種顏色。
粉沫噴涂的特點 ：噴涂設備有手工的 ，有自動吊掛式、施工簡單、涂層厚度為30微米以上，抗沖擊，耐磨擦，防腐蝕，耐候性等均好，涂料價格比氟碳便宜。
粉沫噴涂最大弱點是怕太陽紫外線照射，長期照射會造成自然退色，鋁板向陽面和非向陽面幾年后色差明顯，一般為2-5年就產生明顯色差 。現在市場上出現名子叫彩色鋁型材，用于鋁門窗，就是用普通鋁型材粉沫噴涂而成。使鋁門窗顏色品種增加，同時也增強抗腐蝕能力。        
(二)另一種靜電噴涂為液態噴涂，又稱氟碳噴涂，屬于高檔次噴涂價格較高，在國外早已應用。在國內近二年來才大面積用于鋁板幕墻，由于其優異的特點，越來越受到建筑業及用戶的重視和青睞。氟碳噴涂具有優異的抗退色性、抗起霜性、抗大氣污染(酸雨等)的腐蝕性，抗紫外線能力強，抗裂性強以及能夠承受惡劣天氣環境。是一般涂料所不及的。  
1，氟碳噴涂的設備及工藝       氟碳涂料本身性能決定，噴涂設備必須保證有出色的霧化效果，保證噴涂層的均勻性，氟碳涂料中的金屬微粒的分布，直接影響涂層的外觀效果。涂層均勻，質量優秀的氟碳涂層具有金屬光澤，顏色鮮明、明顯的立體感。而使用不合適的噴涂設備的氟碳噴涂層，會產生顏色不均，表面有陰影或涂層不牢。大大影響了氟碳的裝飾效果，為了達到好的噴涂效果，均采用高壓靜電電氣噴槍。氟碳噴涂工藝多采用多層噴涂 ，以充分發揮Kynar 500金屬漆的耐久性、耐候性的優勢，從鋁材的前表面處理到各噴涂過程都需要嚴格控制質量，最終產品必須達到美國建筑制造業協會AAMA-605.02.90標準。 
2，氟碳噴涂工藝流程為：
前處理流程：鋁材的去油去污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水洗   噴涂流程：噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→質檢  多層噴涂工藝以三次噴涂(簡稱三噴)，噴底面漆、面漆及罩光漆和二次噴涂(底漆、面漆)。  
1．前處理的目的：在鋁合金型材 、板材進行噴涂前，工件表面要經過去油去污及化學處理，以產生鉻化膜，增加涂層和金屬表面結合力和防氧化能力，有利于延長漆膜的使用年限。  
2．底漆涂層：作為封閉底材的底漆涂層，其作用在于提高涂層抗滲透能力，增強對底材的保護，穩定金屬表面層，加強面漆與金屬表面的附著力，可以保證面漆涂層的顏色均勻性，漆層厚度一般為5-10微米。  
3．面漆涂層：面漆涂層是噴涂層關鍵的一層 ，在于提供鋁材所需要的裝飾顏色，使鋁材外觀達到設計要求，并且保護金屬表面不受外界環境大氣，酸雨，污染的侵蝕，防止紫外線穿透。大大增強抗老化能力，面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層，漆層厚度一般為23-30微米。 
4．罩光漆涂層：罩光漆涂層也稱清漆涂層， 主要目的是更有效地增強漆層抗外界侵蝕能力，保護面漆涂層，增加面漆色彩的金屬光澤，外觀更加顏色鮮明，光彩奪目，涂層厚度一般為5-10微米。三噴涂層總厚度一般為40-60微米，特殊需要的可以加厚。  
5．固化處理：三噴涂層一般需要二次固化，鋁材進入固化爐處理，固化溫度一般在180℃-250℃之間，固化時間為15-25分鐘，不同氟碳涂料生產廠家 ，都會根據自己的涂料，提供最佳的溫度和時間。氯碳噴涂廠(鋦油廠)也有的根據自己經驗把三噴時的兩次固化改為一次固化。   3，質量檢驗：質量檢驗應按AAMA-605.02.90標準。嚴格的質量檢查才能保證高質量噴涂產品
二、陽極氧化（陰極氧化）、電泳 
(一) 電泳法可分為自由電泳（無支持體）及區帶電泳（有支持體）兩大類。前者包括 Tise-leas式微量電泳、顯微電泳、等電聚焦電泳、等速電泳及密度梯度電泳。區帶電泳則包括濾紙電泳（常壓及高壓）、薄層電泳（薄膜及薄板）、凝膠電泳（瓊脂、瓊脂糖、淀粉膠、聚丙烯酰胺凝膠）等。     
電泳是電泳涂料在陰陽兩極，施加于電壓作用下，帶電荷之涂料離子移動到陰極，并與陰極表面所產生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件表面。 它包括四個過程： 
1 ）電解（分解）   在陰極反應最初為電解反應，生成氫氣及氫氧根離子 OH ，此反應造成陰極面形成  一高堿性邊界層，當陽離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質，涂膜沉積，方程式 為： H2O→OH+H 
2 ）電泳動（泳動、遷移）   陽離子樹脂及 H+ 在電場作用下，向陰極移動，而陰離子向陽極移動過程。  
3 ）電沉積（析出）   在被涂工件表面，陽離子樹脂與陰極表面堿性作用，中和而析出不沉積物，沉  積于被涂工件上。 
4 ）電滲（脫水）   涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的，具有多數毛細孔，水被從陰極涂  膜中排滲出來，在電場作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，而  完成整個電泳過程。  
5）電泳表面處理工藝的特點：
電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優點，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優于其它涂裝工藝。
(二) 陽極氧化的原理及相關知識 
以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質溶液中, 利用電解作用, 使其表面形成氧化鋁薄膜的過程, 稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。鋁陽極氧化的原理實質上就是水電解的原理。當電流通過時, 將發生以下的反應：   在陰極上, 按下列反應放出 H2：2H + +2e → H2   在陽極上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不僅是分子態的氧 (O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無水的12O3膜： 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 應指出, 生成的氧并不是全部與鋁作用, 一部分以氣態的形式析出。陽極氧化的種類陽極氧化早就在工業上得到廣泛應用。冠以不同名稱的方法繁多, 歸納起來有以下幾種分類方 法：
按電流型式分有：直流電陽極氧化；交流電陽極氧化；以及可縮短達到要求厚度的生產時間，膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽極氧化。
按電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為主溶液的自然著色陽極氧化。
按膜層性質分有：普通膜、硬質膜(厚膜)、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化。直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍, 這是因為它具有適用于鋁及大部分鋁合金的陽極氧化處理；膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性；膜層無色透明、吸附能力強極易著色；處理電壓較低,耗電少；處理過程不必改變電壓周期, 有利于連續生產和實踐操作自動化；硫酸對人身的危害較鉻酸小, 貨源廣, 價格低等優點。近十年來, 我國的建筑業逐步使用鋁門窗及其它裝飾鋁材, 它們的表面處理生產線都是采用這種方法。 
三、電鍍工藝:
利用電解的方法使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結合力良好的金屬層的過程叫電鍍。電鍍是一種電
化學過程，也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽極，接直流電源后，在零件上沉積出所需的鍍層。陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極，大多數陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極，如：鍍鋅為鋅陽極，鍍銀為銀陽極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極.但是少數電鍍由于陽極溶解困難，使用不溶性陽極，如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極.鍍液主鹽離子靠添加配制好的標準含金溶液來補充.鍍鉻陽極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-銻合金等不溶性陽極。
工藝過程    一般包括電鍍前預處理，電鍍及鍍后處理三個階段。
完整過程：
1、浸酸→全板電鍍  五金及裝飾性電鍍工藝程序  銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級 →浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗 2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗 →鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘干工藝要求 1. 鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間，應有良好的結合力。    
2. 鍍層應結晶細致、平整、厚度均勻。   
3. 鍍層應具有規定的厚度和盡可能少的孔隙。    
4. 鍍層應具有規定的各項指標，如光亮度、硬度、導電性等。
5. 電鍍時間及電鍍過程的溫度，決定鍍層厚度的大小。