【鋁道網】
楊煥軍，鄭梅玉，劉洋，曲迎春，姜彩慧
（山東南山鋁業股份有限公司，山東龍口，265706）
摘要：本文主要研究陳化環境溫度變化對中溫封孔產品封孔失重的影響，通過實驗夏、冬季節陳化時間相同，封孔失重差異懸殊，確定影響封孔質量的原因較關鍵是陳化環境溫度，從而本著節能降耗的目的，適時啟用熱水洗工藝，穩定封孔質量。
關鍵詞：陳化環境溫度；中溫封孔；失重；熱水洗工藝
1 前言：
由於陽極氧化膜的多孔性，具有極高的化學活性及物理吸附性能，為提高其耐蝕性，需要對陽極氧化膜進行封閉處理，與常溫封孔相比較而言，中溫封孔時間短，無氟，封孔後不發青，表面清潔光亮、內腔也是金屬本色，符合了廣大客戶的高標準要求，另中溫封孔配方中不含氟，符合國家環保和歐盟ROHS指令的需要，其次具有封孔速度較快的優點（＞2μm/min）。
封孔失重是檢驗封孔質量的仲裁方法，按照GB5237.2-2008規定，陽極氧化膜經硝酸預浸的磷鉻酸試驗，其質量損失值應不大於30mg/dm2。同時國標中也對中溫封孔料取樣的時間進行了規定，即封孔完畢120小時後取樣進行失重檢測。
但在實際生產中，由於取樣周期長（≥120h），勢必將加大車間庫存壓力以及訂單交貨期，給公司的正常交貨造成一定的影響，同時型材沒有完全陳化好交到客戶手中難免產生糾紛，所以國內大部分鋁材廠在保證封孔質量的前提下，都在探討能較大程度上縮短型材陳化時間。
我公司地處山東半島沿海地區，冬夏溫差大，在多年的實際生產中發現，採用同樣的封孔工藝參數，夏季和冬季封孔質量有著明顯的區別，夏季封孔後陳化20小時失重完全合格，而冬季（零度以下）封孔後陳化120小時失重常處於標準邊緣，極易出現不合格的情況，導致車間不得不採取120小時後在進行失重檢測來較終判定是否合格，極大的造成了人力、物力的浪費。
因此為了探討夏季與冬季封孔質量差異的本質區別，本公司採用不同陳化溫度的方式，對封孔失重進行試驗對比，建立不同試驗條件與同期環境（溫度）下試驗檢測，在保證不同的試驗條件與同期環境檢測封孔失重數據基本一致的前提下，制定出合理的封孔工藝，以保證氧化產品在不同溫度下的封孔質量，提高了生產效率，同時一定程度上降低能源消耗。
2 實驗方法
2.1 實驗材料
所用材料為隨機抽取我公司氧化車間生產的6063/T5的氧化封孔型材，氧化膜厚度為按AA10、AA15級標準執行。
2.2 封孔工藝參數控制範圍
Ni2+:0.9-1.1g/L
PH：5.8-6.2
溫度：50-52℃
時間：12min
熱水洗工藝:水溫：75-80℃，時間：5min
2.3 實驗步驟
1、選在夏季6-7月、冬季12-1月等氣溫差異比較大的時間段，為保證試驗結果的有效性，取樣時間維持在每天固定時間。
2、每月隨機抽取5天，氣溫差異較小，對生產中的型材進行隨機取樣，鋸切試樣分成5組，分別按照陳化時間0h、24h、48h、72h、120h進行失重檢測，並統計試驗數據。
3、為保證實驗數據的準確性，每組分別取兩支試樣同時進行失重試驗，試樣切割時分別做序號標識，檢測結果取其平均值。
4、實驗中所涉及的其他工藝參數均為正常工藝參數。
備註：夏季6、7月份，氣溫平均在25-30℃，冬季12、1月份，氣溫平均在-10℃-5℃
3 實驗結果與討論
眾所周知，陳化時間對封孔質量影響很大，氧化膜在封孔完畢後，如果立即進行失重試驗，檢測結果值往往很大,按規定陳化時間到後，再進行失重檢測，則結果又合格。這說明氧化膜在封孔完畢後，在存放的過程中，也在進行著某些反應，進一步完成封孔過程，這個過程被稱為陳化。有研究表明氧化膜的陳化是氧化膜孔內物質吸水後體積膨脹的過程，膨脹後的物質充塞膜孔使其與空氣接觸的表面積進一步減小，膜的緊密程度增加[1]。
研究發現[2]：陳化溫度和陳化時間是影響陳化質量的重要因素。陳化溫度過低，會抑制其陳化過程的進行，陳化速度緩慢。無論陳化溫度的高低，在24小時內陳化速度較快，超過24小時後陳化速度顯著降低。
因此通過實驗統計數據如下：
備註：表1-1和1-2的中序號對應的為同時進行氧化、封孔處理的試樣，1-1的封孔完畢後，水洗後即取樣，1-2的封孔完畢後經熱水洗10min後再取樣。
從表1-1和1-2可以看出：
1、從封孔結束到陳化時間24h之內，陳化時間對失重影響非常大，陳化時間24小時,變化趨勢急速下降，基本上相對趨於穩定了；
2、在封孔結束到陳化24小時內，熱水洗能夠顯著降低失重值，說明熱水洗工藝起到了提高陳化效果的作用；但熱純水洗時間要保證在≥5min才能較佳保證熱水洗陳化效果。
3、在6-7月份時，陳化24小時後，封孔失重即可滿足GB5237.2-2008的規定，無須在進行熱水洗。
備註：表2-1和2-2的中序號對應的為同時進行氧化、封孔處理的試樣，2-1的封孔完畢後，水洗後即取樣，2-2的封孔完畢後經熱水洗10min後再取樣。
從表2-1和2-2可以看出：
1、冬季氣溫過低，封孔陳化的效果明顯降低，陳化120小時後，時常出現失重仍不合格的現象；
2、冬季採用熱水洗工藝後，能顯著加速其陳化效果，縮短陳化時間，基本可以保證陳化48小時後，產品的失重趨於合格；
為了進一步驗證上述結果，便於車間決定熱水洗工藝的使用時間段，我們分別在各個月都隨機進行取樣檢測，同時對每月因封孔不合格造成的廢料次數進行統計，發現5-9月份基本可以不用開啟熱水洗工藝，而從10月下旬開始，封孔開始出現不穩定，為了保證封孔質量，通知車間及時開啟熱水洗工藝。
4 結論
1、導致夏、冬季節封孔失重差異大的原因就是陳化溫度對陳化過程起主導作用；
2、封孔後的熱水洗工藝可以起到加速陳化、縮短陳化時間的作用；
3、通過試驗對比分析，夏季、秋季6-9月不使用熱水洗工藝，冬季10月開始採用熱水洗工藝，從而使封孔質量一直趨於穩定狀態。
參考文獻：
[1]龐成賢.建築型材常溫封孔後氧化膜陳化過程的研究[J].鋁加工,2004.
[2]房寶軍，劉逸民.鋁型材常溫封孔後的陳化溫度對封孔質量的影響[J].鋁加工，2004.
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