国标-》%b0%a7化与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范 ICS 25(220(01 61H a酉 中华人民共和国国家

  1 2362—2009GB,T 铝合金建筑型材阳极氧化 与阳极 氧化电泳涂漆工艺技术规范 technical and electrophoretic painting specification Anodizing for architecture aluminium extruded on alloy profiles wrought 2010—02—01实施 2009—04—15发布 宰瞀鹊鬻瓣訾矬瞥星发布中 国国家标准化管理委员会“ 236 GB,T 12—2009 刖 罱 本标准由中国有色金属工业协会提出。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位:广东坚美铝型材厂有限公 司、中国有色金属工业标准计量质量研究所。 本标准参与起草单位:广东兴发铝业有限公司、广东 省广亚铝业有限公司、佛山市南海华豪铝型材 有限公司、福建省南平铝业有限公司、福建省闽发铝业股份有限公司、广东新合铝业有限公司、广东凤铝 铝业有限公司、广东豪美铝业有限公司、苏州罗普斯金铝业有限公司。 本标准主要起草人:卢继延、葛立新、戴悦星、陈文泅、潘学著、蓝安英、黄冈旭、朱耀辉、杨伏丝、 陈慧、周春荣、颜廷柱。 23612—2009 GB,T 铝合金建筑型材阳极氧化 与阳极 氧化电泳涂漆工艺技术规范 1范围 本标准规定了铝合金建筑型材阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆生产的基本工艺的术语、定义、设备要求、基 材质量发展要求、生产的基本工艺要求、工艺参数监测和产品质量控制。 本标准适用于铝合金建筑型材

  面经阳极氧化或阳极氧化电泳涂漆(水溶性清漆或色漆)处理的生 产工艺。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文 件，其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成

  的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB,T 4957非磁性基体金属上非导电覆盖层覆盖层厚度测量涡流法 GB 5237(1铝合金建筑型材第1部分:基材 GB 5237(2铝合金建筑型材第2部分:阳极氧化着色型材 GB 5237(3铝合金建筑型材第3部分:电泳涂漆型材 GB 8005(3铝及铝合金术语第3部分:表面处理,T GB,T 9286色漆和清漆漆膜的划格试验 3术语、定义 GB,T 8005(3中的术语适用于本标准。 4设备要求 4(1生产设施 4(1(1处理槽 4(1(1(1材料和布局 处理槽所采用的材料应不会被槽液腐蚀并且不能污染槽液。处理槽的布局应合 理，避免槽液受到 污染。 4(1(1(2处理槽的容量 处理槽的体积应满足生产的要求，并确保满足工艺参数(如电流密 度、温度等)的要求。 4(1(2电解液的冷却设备 冷却设备必须能够吸收在电解过程中所产生的热量，确保符台工艺温度要 求。正常生产情况下，设 备的冷却能力宜达到公式(1)的要求: 6×I×(V+3) (1) K一0(003 式中: K——冷却能力，单位为焦耳每小时(J J——最大电流，单位为安培(A); ,h); V——最大电压，单位为伏特(V)。 1 23612—2009 CB,T 4(1(3电解液的搅拌设备 阳极氧化时，对电解液应进行适当的搅拌，确保槽液温度均匀稳定，并达到 散热的效果。搅拌方式 一般可采用气体搅拌或循环泵搅拌，搅拌用气体要求无油。 4(1(4加热设备 为了保证槽液的生产温度达到工艺技术要求，对于需要加热的处理槽应安装加热设备，并 要求加热设备 的加热能力能够确保槽液温度控制在要求工艺范围内。 4(1(5供电设备 4(1(5(1 供电设备应满足生产要求。供电设备应安装相应的电压表和电流表，其中电压表的最小刻度 不大于标称值的2,，电流表的最小刻度不大于标称值的5,，并且电压表和电流表需要按规定的检定 周期进行检定，其准确度等级应达到1(5级。 4(1(5(2阳极氧化电源一般采用直流电(DC)氧化电源，也可采用脉冲电流(PC)氧化电源、交流电 (Ac)氧化电源和交直流叠加(Ac+DC)氧化电源。通常，工业上采用可控硅(SCR)控制或滑动电刷自 动变压器控制的整流器提供直流电。 4(1(5(3电泳涂漆的直流电源装置应具备过流，缺相、输出短路、设备超温等故障自动检测和保护系统 以确保设备的安全运行，并要求纹波系数小于5,。 4(1(6 回收装置及废水处理装置 4(1(6(1 电泳涂漆工序应安装回收装置。 4(1(6(2阳极氧化预处理工序、阳极氧化工序、着色工序和封孔工序等，能进行回收的工序宜安装回收 装置(如硫酸回收装置等)。 4(1(6(3阳极氧化生产线和阳极氧化电泳涂漆生产线应有废水处理设备(如酸、碱处理设备)。4(1(7挂具 4(1(7(1 挂具必须导电良好，确保工作电流良好而均匀的传导到每一支铝合金型材上。 4(1(7(2挂具的设计和维护应避免槽液问的交叉污染。 4(1(8固化炉 4(1(8(1 同化炉应安装温度控制仪及超温报警系统。温度控制仪应可直接显示炉内的温度数据。 4(1(8(2固化炉的上下温差一般不高于20?。 4(1(8(3固化炉的温度上限应大于涂料固化温度。 4(1(9导电阴极板 4(1(9(1导电阴极板应选择合适的材料。 4(1(9(2导电阴极板表面积与设计处理型材面积和整流器额定处理能力相匹配。 4(1(9(3导电阴极板排布合理，以确保电流分布均匀。 4(1(9(4阳极氧化及电泳阴极板应配置极罩。 4(1(10车间空气净化装置 阳极氧化槽区域宜安装抽风设施，保证车间内部环境及避 免酸碱雾造成品质异常。 4(2

  仪器和检测设备 根据检验项目不同分为日常检验用仪器、设备和定期检验用仪器、 设备，具体如表l所示。 表1 仪器、设备分类 检验项目 分析仪器、检测设备 备 注 分析天平、恒温干燥箱、酸式 日常检验用 滴定管、碱式滴定管、移液管和 1 槽液分析 分析天平最小读数为0(000 g 仪器、设备 容量瓶、酸度计、离子计和电导 仪等 2 23612—2009 GB,T 表1(续) 仪器、设备分类 检验项目 备 注 分析仪器、检测设备 1(涡流测厚仪的测量范围应不小于涂层 厚度范围; 膜厚 涡流测厚仪 2(涡流测厚仪的准确度要求应达到 GB,T 4957的规定 恒温水浴锅或恒温箱、分析天 恒温干燥箱、恒温水浴锅或恒温箱的控温 封孔质量 灵敏度应为士1? 平、恒温干燥箱 日常检验用仪器、设备 1(划格器、粘胶带应符合GB,T 9286的 规定，其中划格器刀刃间隔为1 mm; 漆膜附着性 划格器、粘胶带 2(划格器为阳极氧化电泳涂漆工厂必备 的检测设备，仅有阳极氧化处理的工厂不必 具备划格器 此为阳极氧化电泳涂漆工厂必备的检测 漆膜硬度 高级绘图铅笔 设备，仅有阳极氧化处理的工厂不必具备 荧光紫外灯人工加速耐候仪 耐候性 和(或)氙灯人工加速耐候仪 耐磨性 落砂试验仪 耐盐雾腐蚀性 盐雾试验箱 定期检验用 仪器、设备 1(炉温追踪仪的测量范围应大于涂料的 固化温度范围; 固化炉温度曲线(炉温追踪仪一般至少需要四条测温线， 其中一条测空气温度，另外三条测量炉内 上、中、下三个部位的型材实际温度 5基材质量要求 基材质量应符合GB 5237(1的规定。 6生产的基本工艺要求 6(1一般要求 6(1(1上排时，型材间应有适当的间距，以保证氧化膜均匀。 9左右。6(1(2卧式生产线上排时应有一定的倾斜度，倾斜度宜控制在5 6(1(3在经过每一次处理(如预处理、阳极氧化处理、着色处理、封孔处理和电泳涂漆处理)之后都至少 应进行水洗一次。有些处理步骤应进行几次水洗，如阳极氧化处理之后至少应进行两次水洗。有些水 洗工序应采用去离子水进行，如在电泳涂漆之前，宜采用在20?下测得电导率小于等于30,is,cm的去 离子水中清洗干净。有条件的情况下，水洗槽中的水应进行过滤。6(1(4卧式生产线型材吊进、吊出槽液时应斜进、斜出，倾斜度宜控制在30。左右。 6(1(5根据企业的生产设备、表面处理要求和产品质量要求等因素不同，阳极氧化与阳极氧化电泳涂 漆生产工艺也可能不同，阳极氧化典型工艺流程图如图1所示，阳极氧化电泳涂漆典型工艺流程图如 3 23612—2009 图2所示，阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆典GB,T 型工艺如表2所示。 图1 阳极氧化典型工艺流程图 图2 阳极氧化电泳涂漆典型工艺流程图 表2 序号 工序 处理时间 槽液成分 温度 备注 按脱脂剂供应商的 1 室温脱脂 根据表面要求确定 可用阳极氧化的“废酸” 要求规定 rain o(5 min,2 自来水 室温 水洗1 PH

  3 2 min 0(5 室温 min,2 水洗2 自来水 PH

  4 30 g,L,60 g,L的氢氧化40?,60?3 碱洗 根据表面要求确定 钠(通常加长寿命添加剂) min 0(5 mln,2 室温 水洗1 自来水 40(5rain--2mln 水洗2 自来水 室温 4 236 12—2009 CB,T 表2(续) 序号 工序 处理时间 槽液成分 温度 备注 O(5 mm,2min 80 g,L,120 g,L的硝酸 室温 130 g,L,225 g,L的硫酸rain--5 2 rain 室温 可用阳极氧化的“废酸” (游离硫酸)5 去灰5 g,L,20 g,L的硝酸， 1 min,5 rain 130 g,L,225 g,L的硫酸 室温 (游离硫酸) min,2 0(5 自来水 min 水洗1 室温 60(5 rain--2 rain 自来水 室温 水洗2PH

  4 130 V,20 g,L,200 g,l，的硫酸 氧化电压:10 v; 按膜厚而定，7 20?土2? 阳极氧化 (游离硫酸)，铝离子浓度 电流密度:min,60 min 一般20 5 1(0 g,L--Z0 g,L A,din2,2(0 A,din2 O(5 nun,2rain 自来水 室温水洗1 8O(5 rain--2 min 水洗2 自来水 室温 pH

  4 专为染色而设，如电解 3 mm,5rain 20 中和 室温g,L的碳酸氢钠 着色，可取消此工序。 10 g,L,Z0 g,L的染 9 按颜色而定， 金黄色用草酸铁铵或 45?,55?染色 pH值5(5,6(5 rain--10 rain 草酸铁钠，或按供应商 一般1 的技术要求确定 按供应商的技术要求确定 6 g,L,20 g,L的硫酸，10 20?,25? 电解着色 按颜色深度而定 pH值?1(o6 g,L,18 g,L的硫酸锡 (SnSq)，添加剂 0(5 min,2 min 自来水 水洗1室温 110(5 min,2 min 水洗2 去离子水 室温 按2 mln,pm,lZ 沸水封孔 去离子水 96?以上 pH值5--83 min,tLm计算 100?, 060 Pa--高温水蒸气 水蒸气压力81 13 10 mln,15 rain 去离子水101 325 Pa 封孔 110? 镍离子浓度为0(8 g,L, 按0(8 min,pm-- 1(8 冷封孔 g,L，氟离子浓度为 室温 pH值5(5,6(51(2 min,t‘m计算0(3 g,L--0(8 g,L。 冷封孔后处理前 14 按0(8 mln,pm, 60?,80? 去离子水 必须先彻底清洗工件1(2 min,,1m计算 冷封孔 附着的冷封孔溶液 后处理 按0(8 min,tlm-- 硫酸镍浓度为 不低于60?1(2 5 min,pm计算 g,I(,10g ,I。 按封孔剂供应商的 按封孔剂供应商的40?,80?15 中温封孔 技术要求确定 技术要求确定 5 236 12—2009 GB,T 表2(续) 序号 工序 处理时间 槽液成分 温度 备注 热 1 min--5 rain 70—80? 去离子水 pH值4--6 水洗12 m1(n--4 rain 纯水洗2 去离子水 室温 pI-[值5,6 pH值7(O,8(5，极间距离 丙烯酸系电泳漆2 min--4 rain 18?,25? 500 mm--700 电泳涂漆 mm， 固体分3,,12,极比0(5--1(0 16 0(5 rain--3 min 水洗1 去离子水 室温 0(5 min--3 rain 去离子水 室温 水洗2 滴干 固化 按电泳漆供应商要求确定 6(2阳极氧化预处理 6(2(1脱脂处理 6(2(1(1 型材阳极氧化处理前都应进行脱脂处理，脱脂处理的目的是除掉铝表面的油污，以保证均匀 碱洗和减少对碱洗的污染，从而提高阳极氧化质量。 6(2(1(2脱脂处理溶液可选择适宜的脱脂剂进行，其中以硫酸溶液最为常见。 6(2(1(3脱脂处理方式可选用喷淋法或浸渍法进行。 6(2(1(4槽液浓度应符合脱脂剂供应商提供的技术要求。脱脂处理典型工艺见表2。6(2(2碱洗处理 6(2(2(1碱洗处理的目的是去除铝表面自然氧化膜和进一步除掉油污。碱洗是阳极氧化前影响表面 质量的关键性工序。 6(2(2(2碱洗处理典型工艺见表2。 6(2(3去灰处理 6(2(3(1 去灰处理的目的是除掉碱洗后残留在铝型材表面的黑灰。 6(2(3(2去灰溶液采用酸性溶液进行，一般都会采用硝酸溶液、硫酸溶液或硝酸硫酸混合溶液进行。6(2(3(3去灰处理典型工艺见表2。 6(3阳极氧化处理 铝合金建筑型材主要是采用硫酸阳极氧化处理，其他阳极氧化处理(如铬酸阳极氧化 处理、硫酸一草 酸阳极氧化处理等)也可使用。阳极氧化处理典型工艺见表2。 6(3(1电解槽液成分 硫酸阳极氧化处理槽液成分主要控制硫酸浓度和铝离子浓度。硫酸浓度对电解 液的导电性、氧化 膜的耐蚀性和耐磨性以及封孔质量等都有影响。 6(3(2电解槽液温度 电解槽温度过高，氧化膜的硬度、耐腐蚀性和耐磨性差;电解槽温度过低，氧化膜 的透明度和染色性 差，易引起着色不均匀。铝合金阳极氧化的温度范围应根据电解槽液类型、铝合金类型、阳极氧化条件 以及阳极氧化膜的性能要求等因素确定。 6(3(3阳极氧化电压 阳极氧化电压应根据铝合金类型、电解槽液类型、电解槽液浓度、铝离子浓度、槽液温度以及搅拌强 弱等因素确定。 6(3(4阳极氧化电流密度 恒电流直流阳极氧化是最普通、最常用的方法。电流密度应根据铝合金类 型、电解槽液类型、电解 槽液浓度、槽液温度、电源波形以及搅拌强弱等因素确定。 R 23612—2009 GB,T 6(3(5电解时间 原则上在电流密度恒定时，在一定范围内，阳极氧化膜的厚度与电解时间成正比。在 恒电流密度阳 极氧化时，就是简单地用电解时间来控制阳极氧化膜的厚度，因此电解时问应根据所需生产的氧化膜厚 度来确定。 6(4着色 铝合金阳极氧化的着色方法有电解着色和染色等。电解着色阳极氧化膜的封孔性能、耐腐蚀性能 和耐候性能都比较好，操作成本也比较低，已广泛应用于建筑铝合金型材阳极氧化膜的着色工艺。其他 5237(2或GB 着色工艺也可使用，但其产品质量应符合GB 5237(3的规定。由于采用的着色工艺不 同，其着色工艺参数也不同，着色槽的槽液成分、槽液温度和着色时间等工艺参数应按着色剂供应商提 供的技术要求来确定。着色处理典型工艺见表2。 多孔型阳极氧化膜的封孔是保证铝合金型材耐腐蚀性、耐候性、耐磨性，从而获得持久的使6(5封孔 用性能 的关键工序。常用的封孔处理方法有热封孔、冷封孔和中温封孔等。封孔处理典型工艺见表2。 6(5(1热封孔 铝合金阳极氧化膜的热封孔主要有沸水封孔及高温水蒸气封孔两大类，其封孔原理都 是热一水合 封孔。沸水封孔对水质要求非常高，通常情况下，沸水封孔中各种杂质离子的容许含量如表3所示。 表3 Fe2+或 二氧 杂质离2一 A13+ Ca2+ S一+ Cl F— No， Pn卜 草酸Mr+ S04子 Fe3+ 化硅 最大容许含量, 100 1 000 60 1 000 400 1 14 1 000 7 17 1 000450000 (sg,g) 6(5(2冷封孔 冷封孔工艺一般是以氟化镍为主要成分，通常情况下，冷封iL槽液的杂质容许含量如表 4所示。冷 封孔之后通过一定的陈化时间才能达到封孔质量指标，陈化时间和陈化效果与环境温度、环境湿度有明显关系，通常可采用冷封孔后处理来快速达到预期的陈化效果。 6(5(3中温封孔 中温封孔应根据封孔剂不同选择不同的工艺技术，这类工艺技术的目的通常是为了减 少能耗、降低 污染、提高效率改进品质和易于操作。 表4 杂质 最大容许含量,(mE,L) Na+、K+ 300 A13+ Z50 NH。+ l 500 3 Pn 5 So(2 4 000 电泳涂漆处理主要应控制好槽液固体分、pH值、电泳温度、电导率、电泳电压、电泳6(6电泳涂漆处理 时间、极间距离 和阳阴极面积之比(极比)等工艺参数，这些工艺参数与电泳涂漆设备、电泳漆有关，电泳涂漆型材生产 企业应根据电泳涂漆设备的性能和电泳漆的性质选择正真适合的电泳涂漆生产工艺。电泳涂漆处理典型工 艺见表2。 6(6(1槽液固体分 槽液固体分是电泳涂漆处理中重要的工艺参数之一，它与电泳涂层的质量密切相 关。固体分过低， 7 23612—2009 可导致漆膜变薄，易产生针孔;固体分过GB,T 高，漆膜可能变粗糙。6(6(2 电泳液的pH值是确保电泳树脂的水溶性以获得高质量电泳涂层的重要参数。pH值过pH值 低，电泳树 脂的水溶性差;pH值过高，水的电解加剧而析出大量气泡，导致泳透率下降。 6(6(3电泳温度 在电泳涂漆处理过程中，由于有直流电压施加于槽液中，使槽液温度有上升的趋势，当槽液温度过 高时，将会影响漆膜质量。 6(6(4电泳电压 电泳电压是由电泳树脂本身的分子量和结构特性决定的，一般有适用的电压范围，在 此范围内，漆 膜厚度随电压的升高而增加。当电泳电压过高，将会影响漆膜质量;当电泳电压过低，成膜速度缓慢，甚 至无法成膜。电泳电压与槽液的固体分、温度、pH值、电导率、极间距离、工件的表面特性如阳极氧化 膜的厚度、有无电解着色、着色所用的盐类、颜色的深浅等因素有关，因此应在特定的电泳液体系中，根 据工件的表面状况经常调整电泳电压，使其在最佳的范围。6(6(5电泳时间 电泳时间应根据所需形成的漆膜厚度来确定，当电泳时间过短时漆膜厚度偏低，当电 泳时间过长时 将可能导致漆膜变粗糙。 6(6(6极间距离和阳阴极面积之比(极比) 极间距离太小，沉积在工件各部位的漆膜厚度不均匀;极间 距离太大，电沉积效率降低。阳阴极面 积之比(极IZ)应选择恰当，当阳极面积过大，易产生异常电沉积，漆膜变粗糙;当阳极面积过小，电沉积效率降低，涂膜变薄。 6(6(7精制处理 在生产过程中，电泳槽液会逐渐受到杂质离子的污染，为了有效去除杂质离子，则需 要进行精制处 理。其原理是用离子交换树脂法把杂质去除，并对槽液pH值进行调整。 6(7回收处理 在丙烯酸系的阳极电泳涂漆过程中，通常采用RO法(即反渗透法)回收装置对漆液进行回收处理， 以降低漆液的损耗、稳定槽液成分，并有利于环境保护。 6(8固化 6(8(1 电泳型材在涂漆之后要进行固化，固化条件应根据电泳漆供应商提供的技术方面的要求来确定，并应 确保漆膜固化完全。 6(8(2固化炉应保持清洁。 7工艺参数监测 7(1槽液成分 7(1(1应按化学药品供应商提供的技术方面的要求分析每个处理槽溶液的成分，分析频次建议每天(24 h)至 少分析一次。 7(1(2槽液分析结果应作记录，并注明分析日期。 7(2槽液温度 7(2(1 在每个处理周期内建议测量氧化槽和封孔槽槽液温度一次。 7(2(2在阳极氧化处理和封孔处理结束前应测量槽液温度。 7(2(3温度测量结果应作记录，并注明测量日期和测量时间。 7(3封孔槽和电泳槽槽液的pH值 7(3(1 在每天(24 h)建议至少测量封孔槽和电泳槽槽液pH值一次。 7(3(2 pH值测量结果应作记录，并注明测量日期和测量时间。 R 23612—2009 GB,T 7(4电泳槽槽液的电导率 7(4(1在每天(24 h)建议至少测量电泳槽槽液电导率一次。 7(4(2电导率测量结果应作记录，并注明测量日期和测量时问。 7(5固化温度 7(5(1如果型材进行阳极氧化电泳涂漆处理，则每个处理周期建议记录一次温控仪上显示的温度。7(5(2每月宜测试一次固化炉温度曲线的规定。 阳极氧化型材、阳极氧化电泳涂漆型材的产品质量应分别符合GB 5237(2和GB

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