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光伏铝型材阳极氧化膜中温封孔工艺

发布者:管理  发布时间:2018-11-12 15:20  查看:次  【

文章摘要: 为了获得较好的耐腐蚀性,一般的 铝合金阳极氧化 膜要经过封孔处理。封孔工艺分为常温封孔(低温封孔)、中温封孔、沸纯水封孔、高温水蒸气封孔等。相对于其他几种封孔工艺,
为了获得较好的耐腐蚀性,一般的铝合金阳极氧化膜要经过封孔处理。封孔工艺分为常温封孔(低温封孔)、中温封孔、沸纯水封孔、高温水蒸气封孔等。相对于其他几种封孔工艺,中温封孔具有无氟、封孔速度快、不变色、成本低等优点,在行业中被大规模使用。
  根据国家标准GB5237.2-2008的要求,型材封孔完毕120h后封孔失重不得大于30mg/dm2。光伏铝型材膜厚要求较高(≥15?m),经过普通中温封孔处理后,一般要经过120h陈化后才能使封孔失重合格,很难满足交货期要求。特别在干燥天气条件下(本公司仓库12月、1月相对湿度为40-60%),在GB5237.2-2008规定的陈化时间(120h)后封孔失重依然难以保证合格。
  为了探究干燥环境下普通中温封孔工艺能否保证封孔质量,本文先通过试验对比了不同封孔剂的封孔效果。为了克服干燥环境的影响,缩短陈化时间,提高封孔质量,本公司对中温封孔工艺进行改进,即增加热纯水洗处理,本文接着通过正交试验确定热纯水洗的最佳条件。
  2 试验部分
  2.1 试验1
  2.1.1 材料:基材为本公司生产的合金牌号为6063的光伏型材,封孔剂分别选取本公司目前使用的封孔剂A和市面上知名品牌的封孔剂HY、封孔剂HH。
  2.1.2 工艺流程:除油—水洗—碱蚀—两次水洗—中和—两次水洗—阳极氧化—两次水洗—中温封孔—两次水洗。
  2.1.3 关键工序的工艺参数
  2.1.3.1 阳极氧化:游离硫酸170g/L,铝离子13.0g/ L,槽液温度18℃,电流密度1.3A/dm2,氧化膜厚为18?m。
  2.1.3.2 中温封孔:镍离子为1.2g/L,PH值为5.7,温度为55℃,时间为1?m/min。
  2.1.4 试验方法:将生产线上经过阳极氧化的一根型材,截取长度为5cm的试样18块,分别置于3种不同的封孔溶液中做中温封孔试验。
  2.1.5 中温封孔试验
  为了客观比较,封孔剂A、HY和HH统一按照2.1.3.2的工艺条件配制成3种封孔溶液。将上述18块型材分成3组,每组6块,分别放入3种不同的封孔液中封孔18min。封孔完成后,自来水洗两次,自然晾干。
  2.1.4 封孔失重测试
  型材封孔完毕后,将样品存放在本公司仓库中(相对湿度为40-60%)。每组试样分别经过陈化2h、72h、120h后按GB/T8753.2-2005硝酸预浸磷铬酸法测试封孔失重。
  2.2 试验2
  2.2.1 工艺流程:按2.1.2工艺流程,最后增加一道热纯水洗。
  2.2.2 试验方法:将生产线上经过阳极氧化和中温封孔后的型材清洗干净,截取长度为5cm的试样9块,分别置于不同温度的热纯水中,每隔一段时间取出一块。
  2.2.3 正交试验:以热纯水处理的温度、时间作为工艺参数,对每一参数选取三个不同的水平,做正交试验,确定热纯水处理的最优参数。封孔完毕2h后做封孔测试。
  3 结果与讨论
  3.1 不同封孔剂的封孔效果对比
  在干燥环境下,经过不同封孔液处理后,在不同的陈化时间测得的封孔失重数据如下表:
  表1
  QQ截图1.jpg
  通过表1可以看出,在干燥环境下(相对湿度为40%-60%),120h陈化后, 三种封孔液处理过的试样的封孔失重都达不到要求。中温封孔完毕后,型材一般要放置一段时间,利用空气中的水分进行陈化,而干燥环境减缓了陈化的速度。可见,在干燥环境下,普通中温封孔工艺并不能很好地保证高膜厚氧化型材(如光伏氧化型材)的封孔质量。
  3.2 热纯水处理的工艺条件
  以热纯水处理的温度、时间作为工艺参数,对每一参数选取三个不同的水平,做正交试验。
  表2 水平因素表
  QQ截图2.jpg
  表3 正交试验及结果
  QQ截图3.jpg
  从表1中可以看出,未经热纯水处理的试样,封孔完毕2h后的封孔失重为386-429mg/dm2。而从表3看,经过热纯水处理后,基本不经过陈化,封孔失重也可以大大降低。
  通过正交试验可以看出,温度因素选水平3,时间因素选水平3时,得到的试样为试样9,其封孔失重最小,但外观起灰,而且时间长达16min,效率不高。而温度因素选水平2,时间因素选水平2时,得到的试样为试样5,其封孔失重与试样9接近,而且外观不起灰。所以,我们确定热纯水处理选用的最佳工艺参数为:温度70℃,时间12min。
  4 结论
  4.1 在干燥环境下,普通中温封孔工艺不能很好地保证高膜厚氧化型材(如光伏氧化型材)的封孔质量。
  4.2 采取在中温封孔后增加热纯水洗处理的方法,可以加速陈化,提高封孔质量,缩短交货期。
  4.3 热纯水处理的最佳工艺参数为:温度70℃,时间12min。

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