深圳铝阳极氧化染黑工艺中的故障处理

某厂新增铝阳极氧化染黑工艺生产线，出现不少质量问题。如工件颜色有深有浅，有黑中显青，有黑中显红，有黑中留白，有灰黑混一等等。经细细辨别，笔者很快找出了故障起因并提出了解决方法。现将其整理如下，有误之处请广大同行批评指正。
　　2　故障原因分析及解决方法
　　2.1　颜色黑中显青
　　通常是由如下4种原因引起的:
　　①阳极氧化溶液温度过低
　　②阳极氧化时间过短
　　③电压过低
　　④染色溶液pH值接近中性
　　经分析，该厂所出现的质量问题是由于阳极氧化溶液温度过低而没有相应地延长阳极化时间和提高电压而引起的。
　　原来该厂初上此工艺时正当夏季，阳极化溶液的温度高达28～30℃。当时开槽的师傅把阳极化染黑件的氧化时间定为30～40min，这在当时的温度条件下是正确的，然而，随溶液温度的变化，须改变阳极时间，由于操作者没有这方面的经验，4个多月之后，进入冬季，阳极化溶液的温度由28～30℃降至近10℃，而此时阳极氧化时间仍保持在30～40min，电压也仍维持在12V，从而导致了上述故障，当把阳极氧化时间延长，并相应增大电压。问题很快得到解决。
　　2.2　表面发花，类似大理石状的花纹表面发花多出现在大面积工件，其原因可能为:
　　①工件在预处理碱洗不够彻底
　　当工件碱洗不彻底时，基体表面原有的氧化膜不能除净，该处也就难以生成人工氧化膜，导致染不上色，而原有的氧化膜除净处有人工氧化膜生成，染上了色，从而形成不规则的花纹；此外，有的虽经充分碱洗，但没有及时在硝酸中出光，并在空气中又搁置过久后才转入阳极化槽，这种情况下所获的氧化膜染色后也可能出现花纹现象。
　　阳极化前的预处理质量优劣是获得氧化膜质量的关键，要认真对待。
　　②染色溶液温度过低
　　染色溶液温度过低时，染色性能降低，染色速度缓慢，应延长染色时间，并频频晃动染色件，以保证色泽均匀。
　　在可能的条件下染色液应予以加温，以保证染色件的质量。
　　③染色溶液表面有油污
　　染色液表面的油膜是由颜料带人的，为除去这层油膜，溶液配成后应经过滤纸过滤，或用粗制纸片拖吸。
　　为避免工件进入染色液时这层油膜覆盖其表面而引起色泽不均匀和发花，通常的做法是工件进入染色液后在液面下晃动几下，使吸附在工件表面的油膜脱离下来。
　　由上述后二种原因引起的染色层质量问题可在铬酸溶液或硝酸溶液中退除后再次染色。
　　2.3　局部染不上色
　　从现场的返修件中看到这方面的质量问题比较严重，主要原因有以下几个方面:
　　2.3.1　氧化膜接触了油污或碱性物质
　　工件经阳极化后在染色之前要防止与油污或碱性物质接触，以避免氧化膜在染色过程中与染色液隔离或受到破坏。发现该厂操作工人装夹时手上的油污污染工件，而使有油污的部位染不上色，建议先装夹再碱洗。
　　2.3.2　夹具的位置或阳极化时工件的悬挂角度不当
　　夹具的位置与阳极化工件的悬挂角度对氧化膜的质量有很大影响，尤其是因此而产生窝气的更不是少见，为避免这一问题，除在装夹和悬挂工序中需要特别注意之外，在阳极化和染色过程中还应多次摇晃工件，使工件的凹入部位在此工序中所产生的气体能及时排除。
　　2.3.3　染色时工件间互相贴合
　　因染色时互相贴合而形成的“阴阳面”多出现在平面件上，出现这种情况的工件应在干燥之前先挑出来，在铬酸或硝酸溶液中退色后重新染色。
　　为避免工件在染色时相互贴合，可采取下述方法:
　　①工件染色时不要从夹具上拆下来，带夹具染色，并在染色过程中把夹具上下抖动几次，以防夹具的接触处因顶气而产生过大的白点痕迹。
　　②从夹具上拆下后放人塑料篮筐内染色，染色时在液面以下轻轻抖动多次也能获得均匀一致的外观质量，要注意的是只能在染色液中轻轻抖动，否则工件会被擦毛而显现白色道痕。
　　2.4　表面有浮灰
　　2.4.1　染色溶液温度偏高
　　当染色溶液温度偏高时，上色速度加快，结果酸性元青中分子较小的酸性橙Ⅱ成分“捷足先登”因而引起酸性元青中的另一成分酸性蓝黑IOB被“排挤在外”，从而产生浮灰。所获得的染色层也因此而显得偏红。
　　2.4.2　阳极化溶液温度偏高
　　当阳极化溶液温度偏高时，氧化膜的溶解速度加快，结果所生成的氧化膜因溶解而产生粉末状物质，也就是“浮灰”。
　　为避免高温季节浮灰加重，维持阳极化溶液的温度在正常的工艺规范之内，以确保产品质量。笔者提出了以下解决方法:
　　①调整工作班次
　　将白天班改为夜间班，一般情况下夜间气温比白天低5～10℃。
　　②多槽轮流工作
　　经一次或多次阳极化后，因焦耳效应，溶液温度上升，当超过工艺允许的温度时应停止工作，让其自然冷却，下一槽的工件在另一只阳极化槽中进行，这样轮流操作既不影响生产，又可避开高温溶液时对阳极化膜的影响。
　　③更换大容积槽子
　　增大阳极槽的容积，对于加工同样表面积的工件，溶液的升温度会相应减缓。
       ④减少一次装载量:槽内装载量减少后，阳极时产生的焦耳热亦相应减少，可降低溶液的升温速度。
       ⑤继息式工作:当溶液温度超过允许值时停止工作，待温度降至工艺范围时再继续工作。
       ⑥水冷法:宜用井水，因井水具有冬暖夏凉的特点，能起到一定的控温作用；而水塔上的储备水是冬凉夏暖，不适宜作冷却水用。
       2.5 染出颜色黑中显红
       这种情况主要是由于未能控制好染色液的pH值，据了解，酸性元青是由酸性蓝黑IOB和酸性橙Ⅱ组成，在一定的pH范围内这两种组分进入膜孔的比例符合阳极化膜染色纯黑的要求，而当pH值超过或低于这个最佳范围时，进入膜孔中的两组分比例失调，染上的颜色黑中显青或黑中显红。
       解决方法:定量测定pH值，工作中要防止酸、碱性物质的混入，进入染色槽的工件要彻底冲洗干净。

       3 小结经过一段时间的处理，该厂阳极化染黑工艺所出现的质量问题基本得到解决，至于能否长期保持还很难说，因为上面所出现的问题有技术上的不足，也有操作者的责任心不强等主观因素。笔者认为:在加强工人技术培训的同时还要加强对工人的职业操守教育。此外，对工艺的制订与管理也需要不断完善，否则还是难以彻底解决故障隐患。　前言
　　某厂新增铝阳极氧化染黑工艺生产线，出现不少质量问题。如工件颜色有深有浅，有黑中显青，有黑中显红，有黑中留白，有灰黑混一等等。经细细辨别，笔者很快找出了故障起因并提出了解决方法。现将其整理如下，有误之处请广大同行批评指正。
　　2　故障原因分析及解决方法
　　2.1　颜色黑中显青
　　通常是由如下4种原因引起的:
　　①阳极氧化溶液温度过低
　　②阳极氧化时间过短
　　③电压过低
　　④染色溶液pH值接近中性
　　经分析，该厂所出现的质量问题是由于阳极氧化溶液温度过低而没有相应地延长阳极化时间和提高电压而引起的。
　　原来该厂初上此工艺时正当夏季，阳极化溶液的温度高达28～30℃。当时开槽的师傅把阳极化染黑件的氧化时间定为30～40min，这在当时的温度条件下是正确的，然而，随溶液温度的变化，须改变阳极时间，由于操作者没有这方面的经验，4个多月之后，进入冬季，阳极化溶液的温度由28～30℃降至近10℃，而此时阳极氧化时间仍保持在30～40min，电压也仍维持在12V，从而导致了上述故障，当把阳极氧化时间延长，并相应增大电压。问题很快得到解决。
　　2.2　表面发花，类似大理石状的花纹表面发花多出现在大面积工件，其原因可能为:
　　①工件在预处理碱洗不够彻底
　　当工件碱洗不彻底时，基体表面原有的氧化膜不能除净，该处也就难以生成人工氧化膜，导致染不上色，而原有的氧化膜除净处有人工氧化膜生成，染上了色，从而形成不规则的花纹；此外，有的虽经充分碱洗，但没有及时在硝酸中出光，并在空气中又搁置过久后才转入阳极化槽，这种情况下所获的氧化膜染色后也可能出现花纹现象。
　　阳极化前的预处理质量优劣是获得氧化膜质量的关键，要认真对待。
　　②染色溶液温度过低
　　染色溶液温度过低时，染色性能降低，染色速度缓慢，应延长染色时间，并频频晃动染色件，以保证色泽均匀。
　　在可能的条件下染色液应予以加温，以保证染色件的质量。
　　③染色溶液表面有油污
　　染色液表面的油膜是由颜料带人的，为除去这层油膜，溶液配成后应经过滤纸过滤，或用粗制纸片拖吸。
　　为避免工件进入染色液时这层油膜覆盖其表面而引起色泽不均匀和发花，通常的做法是工件进入染色液后在液面下晃动几下，使吸附在工件表面的油膜脱离下来。
　　由上述后二种原因引起的染色层质量问题可在铬酸溶液或硝酸溶液中退除后再次染色。
　　2.3　局部染不上色
　　从现场的返修件中看到这方面的质量问题比较严重，主要原因有以下几个方面:
　　2.3.1　氧化膜接触了油污或碱性物质
　　工件经阳极化后在染色之前要防止与油污或碱性物质接触，以避免氧化膜在染色过程中与染色液隔离或受到破坏。发现该厂操作工人装夹时手上的油污污染工件，而使有油污的部位染不上色，建议先装夹再碱洗。
　　2.3.2　夹具的位置或阳极化时工件的悬挂角度不当
　　夹具的位置与阳极化工件的悬挂角度对氧化膜的质量有很大影响，尤其是因此而产生窝气的更不是少见，为避免这一问题，除在装夹和悬挂工序中需要特别注意之外，在阳极化和染色过程中还应多次摇晃工件，使工件的凹入部位在此工序中所产生的气体能及时排除。
　　2.3.3　染色时工件间互相贴合
　　因染色时互相贴合而形成的“阴阳面”多出现在平面件上，出现这种情况的工件应在干燥之前先挑出来，在铬酸或硝酸溶液中退色后重新染色。
　　为避免工件在染色时相互贴合，可采取下述方法:
　　①工件染色时不要从夹具上拆下来，带夹具染色，并在染色过程中把夹具上下抖动几次，以防夹具的接触处因顶气而产生过大的白点痕迹。
　　②从夹具上拆下后放人塑料篮筐内染色，染色时在液面以下轻轻抖动多次也能获得均匀一致的外观质量，要注意的是只能在染色液中轻轻抖动，否则工件会被擦毛而显现白色道痕。
　　2.4　表面有浮灰
　　2.4.1　染色溶液温度偏高
　　当染色溶液温度偏高时，上色速度加快，结果酸性元青中分子较小的酸性橙Ⅱ成分“捷足先登”因而引起酸性元青中的另一成分酸性蓝黑IOB被“排挤在外”，从而产生浮灰。所获得的染色层也因此而显得偏红。
　　2.4.2　阳极化溶液温度偏高
　　当阳极化溶液温度偏高时，氧化膜的溶解速度加快，结果所生成的氧化膜因溶解而产生粉末状物质，也就是“浮灰”。
　　为避免高温季节浮灰加重，维持阳极化溶液的温度在正常的工艺规范之内，以确保产品质量。笔者提出了以下解决方法:
　　①调整工作班次
　　将白天班改为夜间班，一般情况下夜间气温比白天低5～10℃。
　　②多槽轮流工作
　　经一次或多次阳极化后，因焦耳效应，溶液温度上升，当超过工艺允许的温度时应停止工作，让其自然冷却，下一槽的工件在另一只阳极化槽中进行，这样轮流操作既不影响生产，又可避开高温溶液时对阳极化膜的影响。
　　③更换大容积槽子
　　增大阳极槽的容积，对于加工同样表面积的工件，溶液的升温度会相应减缓。
       ④减少一次装载量:槽内装载量减少后，阳极时产生的焦耳热亦相应减少，可降低溶液的升温速度。
       ⑤继息式工作:当溶液温度超过允许值时停止工作，待温度降至工艺范围时再继续工作。
       ⑥水冷法:宜用井水，因井水具有冬暖夏凉的特点，能起到一定的控温作用；而水塔上的储备水是冬凉夏暖，不适宜作冷却水用。
       2.5 染出颜色黑中显红
       这种情况主要是由于未能控制好染色液的pH值，据了解，酸性元青是由酸性蓝黑IOB和酸性橙Ⅱ组成，在一定的pH范围内这两种组分进入膜孔的比例符合阳极化膜染色纯黑的要求，而当pH值超过或低于这个最佳范围时，进入膜孔中的两组分比例失调，染上的颜色黑中显青或黑中显红。
       解决方法:定量测定pH值，工作中要防止酸、碱性物质的混入，进入染色槽的工件要彻底冲洗干净。

       3 小结经过一段时间的处理，该厂阳极化染黑工艺所出现的质量问题基本得到解决，至于能否长期保持还很难说，因为上面所出现的问题有技术上的不足，也有操作者的责任心不强等主观因素。笔者认为:在加强工人技术培训的同时还要加强对工人的职业操守教育。此外，对工艺的制订与管理也需要不断完善，否则还是难以彻底解决故障隐患。