铝材与塑料间隙吐酸染色难题的解决方法

http://www.pf.hc360.com2015年10月19日09:30 来源:慧聪表面处理网作者:乐将电镀T|T

    慧聪表面处理网讯:铝制外壳中镶嵌(纳米)注塑工艺的发展,在解决金属外壳对信号屏蔽问题的同时,也使得外观视觉丰富,层次感增强。但在实际生产中,铝材和塑胶间隙中的部分残酸会逐步析出,腐蚀间隙两侧氧化膜,造成该位置染色不良,影响了外观。以下几方面对铝材与塑胶间隙染色前的处理工艺进行探讨。

    一、引入新型清洗剂

    1.清洗剂主要成分包括氨基磺酸(50%)、碳酸氢钠(25%)、异丙醇(2%),其中氨基磺酸能够与氧化铝膜层缓慢反应,生成可溶性化合物Al(SO3NH2)3,在水中溶解度高,同时对金属铝的腐蚀性极小,达到扩大氧化孔、增强染色性的目的。检测证明残酸成分较复杂,主要为铝合金化学抛光产生的磷酸和磷酸铝,碳酸氢钠能够将金属和塑胶间隙及螺纹孔中的残酸反应掉,避免残酸析出造成间隙两侧腐蚀。异丙醇主要作为清洗去油剂使用。

    2.该清洗剂作用机理是对硫酸形成的多孔氧化膜进行活化整形,溶解掉阳极氧化膜孔内夹携的部分松散的水合物等阳极副产物和间隙残酸,使得膜孔腔体贯穿性得以强化,基本形貌趋于规整一致,便于随后染色时染料的物理吸附及化学吸附,提高染色的稳定性和均染性。采用该清洗剂后,间隙处染色不良大大降低

    二、结合超声波改善清洗效果

    氧化后共经过4道清洗剂作用,在前3道清洗剂中超声波开启,最后一道采用打气搅拌的方式。超声波的分子振动效果有利于将间隙中酸污振荡出来,而打气搅拌形成的介质流动,有利于将残余酸污带离表面。两种方法结合使用效果更佳。产品间隙染色不良的位置分布是规律的,不良品呈现出梯形的分布特点。而下层产品唯一与上层有区别的就是下层更靠近过滤机的循环水入口,停止过滤循环后再生产,发现数据结构变成了中间最多的横条状形态。

    那么过滤机水流影响了什么?在采用超声波声强测试仪实测强度时发现,打开过滤条件下声强值为0.92W/cm2,而在关闭过滤条件下声强值上升到1.12W/cm2。在高的超声波强度下,残酸分子获得了更高的能量,被振荡清洗的更加彻底,而水流的动能抵消了部分声强,使得下层超声波衰减较严重,产生了不良品。

    为保证超声波强度,可以进行了以下几点改善,使不良率降低到5%以内:

    第一,调整超声波电流为4A,达到声强最大值1.41W/cm2;

    第二,延长超声波时间到5min,使残酸分子获得足够的能量振动起来;

    第三,进料过滤机自动关,出料过滤机自动开,保证超声波强度的同时,滤除杂质,降低介质的黏滞性,减小声波衰减;第四,减少物料密度,由原先的8挂/飞杆降低到7挂/飞杆,提升单位面积的超音波功率强度。

    三、降低氧化后的水洗温度

    产品间隙两侧的残酸在析出的过程中,最先接触的是间隙边缘的氧化膜层,酸液会腐蚀膜层,造成该染色后腐蚀位表现出异色。超声波作用下残酸析出过程必须保证残酸被迅速带离表面,同时降低反应速率,这样降低温度成为我们最好的选择。在其他条件不变的前提下,升高温度,反应物分子能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,一般来说温度每增加10℃,反应速率升高到原来的2~4倍。降低温度可以极大地降低间隙处化学反应的速率。在实际生产中,氧化后第三道超声波水洗采用冰水机直冷的方式,温度控制到3℃~5℃,较管控前室温25℃相比降低了20℃,同时控制水质电导率小于100μs/cm,pH值大于3,保证水质清洁度。析出的残酸对膜层虽有腐蚀,但因反应速率极低,几乎没有表现出染色后色。

    四、合理控制间隙尺寸

    产品塑胶与铝材不同结合部位间隙尺寸不同,通过比较不同间隙尺寸对应不良比例发现,间隙越大不良越少,间隙越小不良越多。间隙越大残酸越容易析出,析出速度也越快,边缘停留时间少,对膜层腐蚀少,可正常染色,反之染色后异色的风险就升高。由于本产品间隙规格已经确定在15μm到40μm之间,无法改变,相关从业者可以在设计类似工艺时考虑尺寸因素,保证量产良率。

    五、结语

    通过选用合适的染色前处理剂,配合大功率超声波使用,采用超声波和打气结合的生产方式,再加入冰水直冷系统,将铝材和塑胶间隙中残酸振出来,洗干净,降低反应速度,提高染色良率。

责任编辑:郑必佳

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