摘要：本文主要研究陳化環(huán)境溫度變化對中溫封孔產(chǎn)品封孔失重的影響，通過實(shí)驗(yàn)夏、冬季節(jié)陳化時間相同，封孔失重差異懸殊，確定影響封孔質(zhì)量的原因最關(guān)鍵是陳化環(huán)境溫度，從而本著節(jié)能降耗的目的，適時啟用熱水洗工藝，穩(wěn)定封孔質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：陳化環(huán)境溫度;中溫封孔;失重;熱水洗工藝
1 前言：
由于陽極氧化膜的多孔性，具有極高的化學(xué)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(jìn)行封閉處理，與常溫封孔相比較而言，中溫封孔時間短，無氟，封孔后不發(fā)青，表面清潔光亮、內(nèi)腔也是金屬本色，符合了廣大客戶的高標(biāo)準(zhǔn)要求，另中溫封孔配方中不含氟，符合國家環(huán)保和歐盟ROHS指令的需要，其次具有封孔速度較快的優(yōu)點(diǎn)(>2μm/min)。
封孔失重是檢驗(yàn)封孔質(zhì)量的仲裁方法，按照GB5237.2-2008規(guī)定，陽極氧化膜經(jīng)硝酸預(yù)浸的磷鉻酸試驗(yàn)，其質(zhì)量損失值應(yīng)不大于30mg/dm2。同時國標(biāo)中也對中溫封孔料取樣的時間進(jìn)行了規(guī)定，即封孔完畢120小時后取樣進(jìn)行失重檢測。
但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于取樣周期長(≥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(chǎn)生糾紛，所以國內(nèi)大部分鋁材廠在保證封孔質(zhì)量的前提下，都在探討能最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(qū)，冬夏溫差大，在多年的實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，采用同樣的封孔工藝參數(shù)，夏季和冬季封孔質(zhì)量有著明顯的區(qū)別，夏季封孔后陳化20小時失重完全合格，而冬季(零度以下)封孔后陳化120小時失重常處于標(biāo)準(zhǔn)邊緣，極易出現(xiàn)不合格的情況，導(dǎo)致車間不得不采取120小時后在進(jìn)行失重檢測來最終判定是否合格，極大的造成了人力、物力的浪費(fèi)。
因此為了探討夏季與冬季封孔質(zhì)量差異的本質(zhì)區(qū)別，本公司采用不同陳化溫度的方式，對封孔失重進(jìn)行試驗(yàn)對比，建立不同試驗(yàn)條件與同期環(huán)境(溫度)下試驗(yàn)檢測，在保證不同的試驗(yàn)條件與同期環(huán)境檢測封孔失重?cái)?shù)據(jù)基本一致的前提下，制定出合理的封孔工藝，以保證氧化產(chǎn)品在不同溫度下的封孔質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，同時一定程度上降低能源消耗。
2 實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
所用材料為隨機(jī)抽取我公司氧化車間生產(chǎn)的6063/T5的氧化封孔型材，氧化膜厚度為按AA10、AA15級標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
2.2 封孔工藝參數(shù)控制范圍
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(shí)驗(yàn)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(yàn)結(jié)果的有效性，取樣時間維持在每天固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供）時間。
2、每月隨機(jī)抽取5天，氣溫差異較小，對生產(chǎn)中的型材進(jìn)行隨機(jī)取樣，鋸切試樣分成5組，分別按照陳化時間0h、24h、48h、72h、120h進(jìn)行失重檢測，并統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
3、為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每組分別取兩支試樣同時進(jìn)行失重試驗(yàn)，試樣切割時分別做序號標(biāo)識，檢測結(jié)果取其平均值。
4、實(shí)驗(yàn)中所涉及的其他工藝參數(shù)均為正常工藝參數(shù)。
備注：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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
眾所周知，陳化時間對封孔質(zhì)量影響很大，氧化膜在封孔完畢后，如果立即進(jìn)行失重試驗(yàn)，檢測結(jié)果值往往很大,按規(guī)定陳化時間到后，再進(jìn)行失重檢測，則結(jié)果又合格。這說明氧化膜在封孔完畢后，在存放的過程中，也在進(jìn)行著某些反應(yīng)，進(jìn)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(nèi)物質(zhì)吸水后體積膨脹的過程，膨脹后的物質(zhì)充塞膜孔使其與空氣接觸的表面積進(jìn)一步減小，膜的緊密程度增加[1]。
研究發(fā)現(xiàn)[2]：陳化溫度和陳化時間是影響陳化質(zhì)量的重要因素。陳化溫度過低，會抑制其陳化過程的進(jìn)行，陳化速度緩慢。無論陳化溫度的高低，在24小時內(nèi)陳化速度最快，超過24小時后陳化速度顯著降低。
因此通過實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：
備注：表1-1和1-2的中序號對應(yīng)的為同時進(jìn)行氧化、封孔處理的試樣，1-1的封孔完畢后，水洗后即取樣，1-2的封孔完畢后經(jīng)熱水洗10min后再取樣。
從表1-1和1-2可以看出：
1、從封孔結(jié)束到陳化時間24h之內(nèi)，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，基本上相對趨于穩(wěn)定了;
2、在封孔結(jié)束到陳化24小時內(nèi)，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才能最佳保證熱水洗陳化效果。
3、在6-7月份時，陳化24小時后，封孔失重即可滿足GB5237.2-2008的規(guī)定，無須在進(jìn)行熱水洗。
備注：表2-1和2-2的中序號對應(yīng)的為同時進(jìn)行氧化、封孔處理的試樣，2-1的封孔完畢后，水洗后即取樣，2-2的封孔完畢后經(jīng)熱水洗10min后再取樣。
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小時后，時常出現(xiàn)失重仍不合格的現(xiàn)象;
2、冬季采用熱水洗工藝后，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小時后，產(chǎn)品的失重趨于合格;
為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果，便于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(jī)進(jìn)行取樣檢測，同時對每月因封孔不合格造成的廢料次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)不穩(wěn)定，為了保證封孔質(zhì)量，通知車間及時開啟熱水洗工藝。
4 結(jié)論
1、導(dǎo)致夏、冬季節(jié)封孔失重差異大的原因就是陳化溫度對陳化過程起主導(dǎo)作用;
2、封孔后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(yàn)對比分析，夏季、秋季6-9月不使用熱水洗工藝，冬季10月開始采用熱水洗工藝，從而使封孔質(zhì)量一直趨于穩(wěn)定狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 龐成賢.建筑型材常溫封孔后氧化膜陳化過程的研究[J].鋁加工,2004.
[2] 房寶軍，劉逸民.鋁型材常溫封孔后的陳化溫度對封孔質(zhì)量的影響[J].鋁加工，2004.
