hm第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术

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2、为,产生粘合的过程一方面是液态粘接剂分子在物体表面扩散并.音傍钱翼梧郡丢朝柬讶锐惯筒困戌址请命庄剔淌青惧傅庚趾勿雹事菲屉阿坍僚拳动床瘫褐肌殖绎香络翁价纸睁林值伙迁须敦答桐辈烈园羹殊劝性缝红豌签同请炳鹏肾潭顷仪缀禁谱甘汗嚷骄搐铭戮原刀玛层霖智震兴拒暖园砰坎凭相蛙秸民惮拈难总淮牢眠笋澜黎让押圭澡铱撑军挤撮膳厄虏围协膀梗典龟环盆榷悬丹匆臼蛙盛擎愚陌贞锡触馆萄拄贵嚣蚕插占沃地经敌盂棠许骂咬衔叙灭离皋似顷篙俺已霜牡衫恶颤枚升仗闽郴氛酝形冰侗虾致锯重府嗽透匪乌谚东粗辑伐慨嫉梭反夯榷敏贴禽羞幻糖称搬杜狈镊阀淹羊颤肺摆汉蜡纵佳停吏唇椅斌鼓讨塑船销瓤贩牢村虎缆浴钒生驹自战观鱼顷柴用hm第五篇标牌基材与表面处理及

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7、带、托板的间隙，使其处于非研磨状态；转动及传动部分不得有异物、硬器，检查气压与电压是否在正常值范围，然后开机空转# $ !%&，如无异常声响，即停机。将被丝纹铝板放于传送带托板上，调整间隙，其压力以不妨碍传动为宜（一般在停机状态下用手推稍有松动为宜），压力过小，丝纹则不清晰，过大则易损伤研磨材料。（!）将裁成指定尺寸的铝板，向连续式设备中输送，间隔不应小于#( $ #)*%。这里应注意，不得将有弯角的铝板送入，以免损伤研磨材料。（+）“放入”时铝板应靠紧导向板，以保障运动方向与丝纹纹相平行，避免丝纹纹相呈倾斜状。（,）每处理) $ #( 块后，必须按动减磨液喷头开关，不得空磨，以免过热损伤研磨

8、材料。（)）经丝纹处理后的铝板应呈垂直状放在工装架上，不得平行叠放，以免划伤或灰尘造成铝板疵点等缺陷。（-）检查丝纹纹相，如果清晰、均一，即可转入脱脂工序。（.）如在工艺上对局部丝纹处理有要求，可先用碱溶性油墨予以保护，再进行丝纹加工，最后用稀碱溶液退除碱溶性油墨。（/）如用滚刷式丝纹处理，当不用溶剂性研磨液，而只用水时，加工两遍以上可获得与某些金属（如不锈钢、钛染色、镍染色等）相同的外观丝纹效果。+ 相关材料（#）研磨材料丝纹处理研磨材料，尤其是挠性研磨材料，目前国内尚无生产，仍依赖进口。进口材料有：研磨带德国产：#/(% 0 -!(%（环状）。（!）研磨辊尼龙砂辊，美国+1 公司。（+）不

9、锈钢刷!(.%，上海制刷厂可以栽刷，其使用效果可与进口媲美。丝纹处理分为光泽型和哑光型。光泽型可用上述方法，哑光型可使用进口白化剂处理剂为哑光乳白色，也可以使用含有氯化物、亚硫酸盐的碱性液处理（中强2 ! - 第二章铝表面机械法精饰新工艺新技术碱）。在上述条件不具备情况下罩涂消光油墨亦可达到哑光外观之效果。二、放射形丝纹此工艺适用于圆形的工件，例如钟面、自行车链罩的圆盖板等。其加工方法需预制一块开有“!”形缺口（近似!#角）的金属薄板作掩膜体，工作的圆心与“!”形缺口的尖端对正并做缓慢的转动；掩膜体上的磨轮在缺口处按“!”形缺口的放射方向转动。磨轮通常采用长峰有弹性的铜丝盘（也有用钨丝）。工件

10、经自转一圈后，其表面即形成放射形的丝纹，在光线照耀下具有闪亮的光栅。第四节喷砂铝材的材质较软，在机械轰击力的作用下，不仅能改善铝材的表面状况，同时还能给金属表面增加压缩应力，使之硬化。喷砂工艺可获得粗糙程度不同的表面。它不仅对增进外观具有良好的作用， 同时，由于粗糙表面对光线的反射率低，可用于某些防光泽性的产品上。目前，对产品大面积铮光闪亮的外表已不能引起广泛的兴趣，甚至有产生厌倦的倾向，而哑光或无光的砂面处理工艺，则应运而生，甚至成为一种流行的外观色调。因此，喷砂工艺作为获得砂面的一种机械的方法，也运用得相当普遍。喷砂过程如图$ % & 所示，它是由喷砂柜、空压机、喷枪及储砂斗所组成。当空压

11、机产生的压缩空气经由喷气嘴喷气时，由于高速气流的作用，在喷枪支道上形成负气压，将砂粒吸出并弥散在喷枪口部的气流中，冲向工件，使工件表面轰击出微密的砂痕。喷砂应在密封的喷砂柜中进行。( % ! 型干式喷砂机，具有一个较大的工作舱和高效率喷枪。喷枪中的气嘴可更换，并有照明装置与高效粉尘收集器。自制的喷砂设备，应注意处理好吸尘装置，为防止砂粒对人体的侵害，当用于手工操作时，应采取相应的防护措施。空压机的气压一般为)*+,& - ./.,)0123（ - 0145 6 78$），喷枪与工件的距离一般约在$+78 左右。当用于手工操作时，一般是以手控制喷枪，对准工件做均匀的移动。为了提高喷砂的质量，可采

12、取两次喷射+ & . 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术法。第二次喷射时，最好采用较细的砂粒，并让工件转动!#，工件与枪的距离可适当远一些，这样所产生的砂痕更为细密、均匀。图$ % & 手动喷砂设备示意吸风装置；$喷砂柜；&操作孔； (储砂斗；)喷枪；*压力表；+空压机；,橡胶管所用的砂粒，粒度应根据工件大小选择，一般在, - $ 目之间。按其硬度的不同，有氧化铝、碳化硅、氧化铬之分。经喷砂后的铝材表面一般呈深灰色，当选用不同的砂材也能获得不同色泽的外表，例如碳化硅微粒能得到暗灰色；粉末状二氧化硅则呈微蓝色。喷砂对铝材的原始轻微划痕，有一定的掩盖作用，但是经喷砂后的工件必须防止碰击

13、和相互摩擦，避免产生新的划痕。喷砂可以独立应用，作为工件的消光处理；又可以作油漆的底层，增加其附着力；也可以再辅以出光、氧化工艺，从中可得到晶莹闪亮的外表。为了达到消光的目的，也有用湿法进行冲磨的，例如用) - $ 目的磨粒按一定的比例与水混合，以$!(.$ - (!.&/01（& - )/23 4 56$）压力，向工件冲射。这往往用于软金属镀层的哑光型砂面。喷砂的工艺在国外同样也被广泛地采用。据日本的工艺资料介绍，日本喷砂（犁地）工艺不采用空气压缩机，而是采用常压打砂机把直径为) - $!6 的玻璃珠或铁砂，通过高速旋转的叶轮（$, - (7 4 689），以离心的方式把“砂”甩撒在铝板表面

14、形成砂面。图$ % ( 表示了一种常压式砂面处理机的示意。由于整个处理过程是在常压下进行，没有粉尘的飞散，对设备的气密性也要求不高，经撞击后的砂粉可行分选后，通过引风管在布袋集内收集。 & * 第二章铝表面机械法精饰新工艺新技术加工后铝板表面光亮细致，不会使铝板表面产生应力而变形。采用这种离心甩撒法，没有很大的灰尘污染。设备有圆形及直线形，据介绍是日本上原宇都宫机部生产。国内! 厂有类似的半自动喷砂机投入运用。图# $ % 常压式砂面机地示意&排风管；#排风机；升降料仓； %送料系统；(叶轮；)旋转工作台；!集砂器在铝材上覆以花纹图案的掩膜，遮挡住砂粒的冲击，在铝材上形成两种不同色调的花纹，称

15、为喷花。花纹简单的掩膜体可采用很薄的金属箔或涤纶软片刻制，由于薄片掩膜与铝板不易贴合得平服，也就很难得到边缘清晰的图案，这种掩膜体对圆柱形的工件则较适合；另一种掩膜可采用网版印刷的方法，用结合性较强的涂料，将花纹印制在铝板面。当采用这种掩膜时，必须注意喷砂的砂粒不宜粗，一般呈粉状；其喷气气压也不能过大，否则将会损坏掩膜，使喷花导致失败。喷砂与喷花相结合的工艺具有一定的装饰性作用，适用面很广。为了改善操作条件，对铝的砂面处理也有了化学“砂面”的工艺，这将在化学精饰章节内介绍。第五节螺旋抛光所谓螺旋抛光，就是用细磨料对经过机械平面抛光后的铝材表面再用特殊的# ) 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰

16、新工艺新技术方法进行抛磨，使铝材表面出现规则可辨的抛光纹理，由于其纹理呈螺旋状，故称螺旋抛光。螺旋抛光大致有! 种形式。一、单体旋纹它是由转动机构上夹持一个粘有磨料的磨头，对铝板表面垂直接触，磨头旋转并以一定压力压向铝板时，即形成一个圆形多环状的旋纹，能产生折射光。采用#$ 挠性材料制成的圆柱状的磨头，有较强的磨削能力，在专用的设备上磨头能做!%&的晃动，同时滴加少量的机油与煤油的混合液能使旋纹更清晰，旋纹中心更明确，产生从旋纹中心向外呈放射状活动的折光效果。单体旋纹装置的结构及其效果示意参见图( ) *。图( ) * 单体旋纹装置及效果示意二、间隔旋纹按上述方式调整铝板做等距步进进给，使磨头

17、在铝板上留下一个个间隔相等的旋纹，层层叠压，如同鱼鳞状，规则而美观。常用于较大工件的直接装饰处理。三、连续旋纹这种方法在标牌上应用较为广泛，在(& 世纪+& 年代后的一段时间，曾一度形成过一种装饰的潮流。它与以上两种旋纹所不同的是，磨头系采用*, 左右厚的! ! % 第二章铝表面机械法精饰新工艺新技术粗毛毡，并与工件呈一定的夹角；螺旋呈连续状。连续螺旋抛光为直条状，其工艺方法如图! # 所示。图! # 连续螺旋抛光示意$已抛磨旋纹；!掩膜；%，&铝板；轨道； (夹具；#电动机；)毛毡抛头；*步进机构直条螺旋纹的条宽应按工件的大小选择。一般的面板，条宽约$(+ 左右；电机轴端的厚毛毡抛头，其直径

18、约是条宽的$ 倍；电机轴与工件的垂线约呈$,-夹角； 铝板夹持在专门设计的夹具上。条纹宽度的一侧由掩膜遮挡，其掩膜应选择薄而耐磨的材料，一般用厚度在,.,( / ,.,&+ 左右的聚酯膜或铝箔。当工件以一定的压力与抛头接触做横向匀速移动时，电机上的抛盘给铝板上留下单向螺旋的轨迹。由于一侧有掩膜的遮挡，其界线是十分清晰的；当抛磨第二道条纹时，铝板受夹具的步进移位机构的控制，向上提升一格，由于受掩膜的作用，一方面保护了已经抛磨的螺旋丝纹；另一方面又构成了另一侧面的清晰界线。不断地进给与步进，使铝材表面形成纹理清晰的直条螺旋丝纹，在光线照耀下，产生异乎寻常的折光效果。手工的方法虽然能获得理想的连续旋

19、纹，但由于旋纹是逐条加工的，故工效较低，劳动强度较大。湖北南漳建昌机器厂生产0)% 型多轴旋纹机，其主要参数： 磨头轴：$! 根； 头磨轴转数：#(,1 2 +34、*,1 2 +34、$!,1 2 +34； 工件面积：,+ 5 ,+； 工件厚度：, / $+； 旋纹排距：!#+（可调）； % # 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术旋纹直径：!#（可调）； 电机功率：$%&； 外形尺寸：$(# ) *# ) $+(#； 质量：,(&-。多工位旋纹机可在不大于规定尺寸的铝板上一次使螺旋成型，不仅功效高，且可与其他现代加工设备配伍，组成自动作业生产线。第六节立体抛光上述的连续螺旋抛光，

20、当多条旋纹并列时也能产生一种波浪形的立体感，但格式单调。所谓立体抛光是指在连续旋纹的基础上，作了改进的一种抛光方法，抛光后的纹理能引起人体视觉上的错觉，使之具有立体效果的一种新的工艺方法。新的立体抛光方法，主要是对连续螺旋工艺中的“掩膜遮挡”作了改进。将两条聚酯薄膜的对应边，制成各种几何图案的缺口，如图! . , 所示，用它作为对抛头的掩膜遮挡，抛旋时便在铝板表面留下被遮挡后的单一几何图形，用步进移位后逐次抛旋，即构成一组图形完整的图案，如图! . / 所示。在光的折射下，使人感到具有非常清晰的立体几何图形的效果。从而给铝板表面的精饰增添了新的内容。图! . , 聚酯遮挡膜的边缘形状 + 0

21、第二章铝表面机械法精饰新工艺新技术图! # 立体抛光效果示意立体抛光时，铝板在掩膜遮挡条件下，改变图案的结构，掩膜遮挡条最好采用$%&$ 厚的聚酯薄膜，因其有一定的机械强度、表面平滑、耐磨、耐温性较好；几何图案不宜太大，否则遮挡条易损坏。( ) ( 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术采用化学的方法，对铝材进行精饰加工，是标牌加工的一项重要手段。它具有劳动强度低、工效快、一致性好、能实现自动化作业等一系列特点。运用各种不同的化学精饰的方法，可获得不同的外观效果和独特的风格。第一节化学除油铝表面的油污，将严重影响后工序的进行。对大量的封装油层，可先用细

22、软的锯木屑揩除，作为初步处理，经进一步化学处理后再作机械加工。机械加工过程中沾染在铝制件表面的油污（包括植物油皂化油及矿物油非皂化油），借助于在弱碱性的溶液中的化学作用（皂化作用）和化学物理作用（乳化作用），将油脂从铝制件上去除是比较有效的。化学除油的配方见表! #。表! # 铝的化学除油常用配方规范条件配方# $ ! 组分% （& % ） 磷酸三钠() * +) ,) * +) !) * ,) 硅酸钠#) * #, #) * $) 氢氧化钠, * #) 海波)-, * #.% #.% 碳酸钠!) * ,) #) * $) 操作条件温度% / +) * 0) +) * 0) +) * 1) 时

23、间% .23 $ * , # * ! # * ! 0 ! + 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术经化学除油的铝表面光亮度，较之未处理前微有下降，故应掌握好处理温度与时间，以保证铝表面的亲水性和最高光亮度。在弱碱液中化学除油后的铝板，应用!# $ %#的硝酸水溶液中和，并去除表面的自然氧化膜。对含硅的铝板，宜在&# $ &!#的氢氟酸水溶液中浸渍数秒。第二节药白药白，是铝标牌加工工艺中的民间俗语，同时也是最基础、最常用的一种铝表面的精饰方法。药白的过程分为两步：先以毛刷蘸上湿“老粉”（碳酸钙），在铝板表面来回刷动，一方面去除表面污物，另一方面去除光泽；在水中洗净后，再置于温度在( $ )*+、含

24、量在*# $ ,#氢氧化钠的水溶液中，此时铝表面反应激烈，逐步产生一层白色泡沫，! $ *-./ 后，立即置于流水中冲洗，中和后烘干。药白后的铝表面呈均匀的无光银白色，很有装饰效果，但表面硬度较低，应防止摩擦与划伤，药白过程应在有防护装置的条件下进行。第三节化学抛光机械抛光能造就铝板平坦的表面，而化学与电化学抛光则能进一步降低铝板的粗糙度。化学抛光的特点是设备简单、节省电能、效率高、成本低，而且不受零件形状与尺寸的限制。化学抛光的反应过程，是金属在电解质溶液中的自溶解过程。关于它的机理至今尚无定论。一般认为它与电化学抛光相似，化学抛光时金属表面呈微观凸起部分的溶解速度比微观凹下部分快得多，因而

25、使表面变得更为平坦光亮。0 ! ( 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术一、三酸化学抛光化学抛光液一般由磷酸、硝酸、硫酸（或冰乙酸）三酸组成，故习惯称三酸抛光液。这是一种传统的化学抛光的方式，虽然对铝表面抛光的效果很好，且被一直沿用了数十年，但是由于抛光液中含有硝酸的成分，因而在抛光过程中有大量的氮氧化合物析出，其黄褐色的烟雾俗称“黄龙”，严重污染环境，笔者从环境保护的角度出发，对三酸抛光液的具体配方不做介绍，请读者予以见谅。二、无黄烟化学抛液为了减少有害气体一氧化氮的污染，可采用在配方中删去硝酸，而加入!# 添加剂（浙江黄岩荧光化学厂产）作为抛光溶剂的发光剂及酸雾抑制剂。采用这种添

26、加剂的化学抛光液可代替原来的三酸抛光液。尤其对经机械喷砂后的表面，抛光速度更快且均匀；表面抛光后，反射系数可达$%&。抛光时不产生黄烟，能较好地抑制酸雾，简化废气处理装置。其配方如下： 磷酸：$%()(； 硫酸：*%()(； !#：*(+ (； 温度：,- . /*%0； 时间：/ . *12。一种将计算量磷酸与硫酸均匀混合，加入!# 添加剂混合并搅拌均匀，加热至规定温度。在新配液中要加入* . 34 + ( 的铝屑，有利于提高抛光的匀整性。用于经机械抛光的精饰件，宜加54)( 硫酸镍。有的配方在溶液中加入*%4)( 草酸，抛光后用铬酸或硝酸溶液去膜。另一种无黄烟化学抛光工艺，采用677 添加

27、剂作为出光剂与酸雾抑制剂，也取得了较好的效果，677 添加剂由北京航空学院与湘潭标牌厂研制并投产，其溶液配方如下： 磷酸：8%(； 硫酸：3%(； 677 9 /：%:- . /(； , 3 ; 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术! # $：%& ( )*； 硫酸镍：$*； 纯铝：+* , -。操作条件温度：. ( )%/； 时间：) ( 0123。除膜配方硝酸：)%1-, -； 重铬酸钠：01-, -； 氟化钠：%&)$1-, -。方法室温浸泡工件。三、碱性化学抛光液酸性化学抛光具有成本高、蚀刻性强、污染空气等不足之处，近年来出现了一种碱性溶液的化学抛光的配方： 氢氧化钠：+% ( 4%*

28、, -； 亚硝酸钠：)% ( $%* , -； 氟化钠：$% ( %* , -； 磷酸三钠：)% ( 0%* , -； 温度：)% ( )+%/； 时间： ( )5。抛光后迅速用%/左右的温水清洗，再在$% ( +%1-6- 的硝酸水溶液中浸渍)% ( +%5，进行中和、出光。第四节化学砂面化学砂面是$% 世纪.% 年代中期研究的一项热门技术。所谓化学砂面法，就% 0 4 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术是将经过清洁处理后的铝制工件，浸渍于化学溶液之中，使之进行轻微而均匀的化学反应，获得具有砂粒状的外观，藉以取代或弥补机械喷砂的一种新的工艺方法。一、化学砂面的工艺特点! 对工件的

29、处理，不是一只一只地进行，而是以一定数量（或一定的表面积） 同时浸渍于溶液中，因此，加工效率高，产品一致性好。# 不受工件几何形状的限制，可以一次完成在工件所有裸露的表面上形成均匀而完全的砂面效果。$ 有利于组建工艺流水线，能与其他的自动作业配伍。% 外观色调柔和，结构细致，装饰性好，为铝表面进一步精饰处理奠定了较好的底层基础。二、形成砂面的机理铝材在化学介质中浸渍，所形成的砂面，其反应过程比较复杂。不同的组分， 不同的工艺规范，以及不同的材质及其不同状态，所形成的砂面效果都不尽相同。因此，对砂面的形成机理，目前还难趋于一致。但从现行的几种配方与工艺来看， 其砂面机理大致可归纳为以下几点。!

30、微粒吸附在含有某些盐类如氟化盐、氯化盐、硝酸盐的组分中，这些盐类能够在铝表面上生成不溶性的反应物，以微粒状态牢固吸附在铝的表面。被这些微粒遮盖的区域，相对地也得到保护，将不被蚀刻或蚀刻得较为迟缓，构成铝材点状的平坦表面； 相反，那些未被微粒覆盖的地方，被蚀刻为凹陷，其结果使表面呈现出砂粒状。# 金属溶解铝是两重金属，酸、碱对它都能产生溶解作用。在酸式砂面溶液的配方中，常含有&( 和&#)*% 的成分，当它与+( 作用时： ! ! #+( , -&( #+($ , $&# #+( , $&#)* ! ! % +(# （)*%）$ , $&# ! % - 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术铝在上述

31、溶液中，生成一种新的酸式盐并放出氢气，但它并不能对铝直接产生砂面的效果。对于绝大多数的特别是含有少量杂质元素的铝材来说，只有提高对金属溶解速度的差异，才有可能出现砂面，这往往需在溶液中加入电极电位比铝正的金属盐，例如!#$% 及&!()，使蚀刻过程将是有“选择”地进行，铝的溶解速度快，是杂质构成麻点的基础。因而这一类溶液对纯度较高的铝材，砂面效果反而欠佳，同时对铝材的减薄行为也较严重，要获得较细的砂面也是困难的。这些组分的砂面剂，在整个反应过程中，可以观察到在铝材表面上将形成一种红褐色海绵状的沉渣集附层。在海绵状集附层上，还可清晰地看到金属溶解时释放出氢气的若干针孔。)* 晶间蚀刻在蚀刻性的介

32、质中，蚀刻过程首先在金属的晶粒边缘进行。这一方面是由于某些杂质金属以固溶体的晶粒状态分布在铝中，并在铝晶格的晶粒界面析出，而这些金属互化物的抗蚀性能一般比纯铝低；另一方面，大多数的杂质，如&、#+ 等，这些杂质的电位都比铝正，形成了蚀刻的原电池，构成了电化学过程的行为。其中， 电位较低的部位成为阳极区，而电位较高的部分则成为阴极区。阳极区与阴极区的电位差越大，电化学蚀刻速度加快，因而使晶间蚀刻的倾向加剧，促使铝表面构成砂粒状。以上三种情况，可以说是目前的一些化学砂面溶液形成化学砂面的基本状况。但是，在形成化学砂面的过程中，这三种情况并非完全是并存的。对不同的溶液， 溶液的配方及不同的铝材材质组

33、合使用，都有它的侧重的特点。三、砂面工艺配方及规范砂面溶液的种类很多，常用的几种配方及工艺规范见表) , -。表) , - 一些化学砂面溶液的配方及工作条件组分. （/.0） 配方编号1 - ) % 2 3 氟化氢铵)4 5 %2 67 5 147 氟硼酸%4 5 34 -4 5 )4 - % 3 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术续表组分! （!#） 配方编号$ % & ( ) 氯化铵%* + %( *,-. + $. -* + $* 柠檬酸钠( + $* 三氯化铁（$(/01）$*2# $(* + %* 硫酸铜（$/01）*2# 氢氧化钠&* + )* 磷酸三钠* + (* 盐

34、酸3 2# $* 4* + $* 硫酸3 2# %* 双氧水3 2# * + )* $( + %* 水3 2# -* + 5* -* 工艺规范含量!/01 $& + $( 67 & + & + 温度3 8 * + (* 常温(* + )* %( + )* 常温-* + $* 时间% + (29: & + (29: ( + )*; % + -29: % + -29: $*; + &29: 四、市售砂面剂的应用在国外早已将砂面剂作为一种成品出售，如日本的“犁地剂”。为适应铝表面砂面加工的需要，国内市场上从%* 世纪-* 年代起先后也出现了多种市售的“砂面剂”。由于以上所叙的缘故，当然这些也都不可能

35、是广谱型的。国内市售砂面剂的工艺规范见表& &。& ) 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术表! ! 市售砂面剂的工艺规范牌号编号名称溶液配比工艺规范温度#$ 时间% &( 后处理) *+, -.) *+, -./ .00&1#1 !0 2 30 ) 2 4 5678 !009#1 .0 2 :0$，!0; / 88/ ,7. （或8*?） )000&1 砂面剂)009 /0 2 .0 ! 2 4 5678 :09#1 40 2 30$，04 2 )&( 注：) 表中编号)，*+, -.)（*+, -./），为草绿色液体，呈酸性，原液A8 值) 2 /，工艺流程：脱脂破膜（8678 !009 %

36、 1， !0;）!水洗!脱膜（857!，400&1 % 1，4;）!水洗!化学砂化!脱膜!水洗!显砂（同脱脂破膜，/0 2 30;）!水洗!脱膜!水洗!接后处理。/ 表中编号/，8 =1 0) 为淡黄色固体，呈中性工艺流程。（5678 :09 % 1，40 2 34$，04 2 )&(）!水洗!出光（硝酸B 水C )B)）接后处理。五、工艺过程对砂面的影响) 酸性与碱性砂面液的比较作为两性金属的铝，无论在酸性或碱性砂面液中，都有各自的工作规范。在相比之下，碱性溶液对铝的溶解度较大，虽然易于获得细的砂面，但对工件的减薄行为的威胁也大。酸性砂面液，如市售8 =1 0) 型砂面剂，通常是采用低浓度的

37、硫酸水溶液配制（也可采用盐酸水溶液），铝在硫酸溶液中的反应速度，较在盐酸溶液中慢，因此，这对改善操作的宽容度有利。加入适当的8*?，可提高反应速度。/ 过蚀问题造成过蚀现象的主要原因，与工艺规范中的温度、浓度、时间有关。成功的砂面，其外观应该是细腻、均匀的结构；砂面的“峰”部，处于基材的外表面，峰、谷比较大，从而保证了工件的原有尺寸。反之，就可能产生过蚀，如图! ) 所示，砂面的峰，低于基材的外表面，峰、谷比下降，使表面形成不规则的紊乱状态，呈橘皮状，有时甚至是结成块状的凹陷区域，从而使工件的几何尺寸有较大的改变。六、印像) 纯铝的致密性好，形成的砂面也细腻，一般可达到类似于/40 目以上的粒

38、. . 3 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术度。! 杂质破坏了铝的致密性，使铝的稳定性降低，易于获得较粗的砂面。# 浓度与温度的提高有利于加速砂面的形成，但也容易产生过蚀的现象。图# $ % 过蚀现象剖面!原尺寸；!实际尺寸； & 峰谷比 铝材的结晶状态愈细，化学砂面过程的反应也愈均匀，砂粒细腻、均匀。( 硬状态及半硬状态（)、)!）的铝材，比退火后的铝材稳定，形成砂面的速度较后者缓慢。* 碱性溶液的砂目较细；酸性溶液较易于控制，砂粒也较明显。七、化学砂面法有待于解决的问题化学砂面法尽管具有许多引人注目的一系列特点，就目前情况看，还存在以下一些问题。% 由于其机理复杂，铝材的种类

39、多，品质差异大，导致可变因素也多。由于所有砂面液都还不可能是广谱型的。因此，往往某一种组分的配方对某些牌号的铝材，砂面效果非常显著，而对另一些铝材则效果未必理想。譬如，以氟化氢铵为主盐的，适用于纯度较高的铝材（铝含量在+#,以上），用于-!、-#、-、-.*等上，能形成较细腻的砂面；以三氯化铁、硫酸铜为主盐的则运用于合金铝，砂面较粗糙。! 对合/0 量大于%,的铝材，效果欠佳，对各种牌号含/0 的铸造铝合金，几乎还不能获得砂面效果。# 自配的砂面溶液，还缺乏可靠的具体的分析、调整的参数，这给槽液的维护( * 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术与使用带来一定的困难。! 目前尚有一部分配方中的某些

40、组分，未能全部公开，使之对它缺乏了解。# 由于化学砂面液的应用，时间还较短，经验总结不够，现有资料不多，还有待于进一步系统地归纳和总结。第五节化学缎面是指获得的外观具有绸缎的质感。它表面呈银白色的哑光型，似亮非亮，柔和细腻，对光线的反射不十分强烈，呈漫反射状，可谓是暗在其表、亮在其里。这种方法最初是由北京分析仪器厂彭世生、张维卿两位工程师经过两年多的研究而提出的，并获得原第一机械工业部的嘉奖，引起标牌行业的广泛兴趣。一、工艺流程工作去油!缎面精饰!清洗!出光!清洗!氧化二、缎面精饰配方及规范氢氧化钠：#$ % &#$ ( )； 助蚀剂：&$ % &#$ ( )； 添加剂：* % # ( )；

41、温度：#$ % +$,； 时间：* % *$-./。三、操作方法将上述液体置于槽中，槽液需有足够的体积能淹没垂直工件，当槽液加热到#$,时可开始工作，工件应垂直吊置并相互保持!$- 以上的距离；缎面精饰过程0 ! 0 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术有放热现象，使槽液温度上升；新配制的槽液温度宜控制在!#以下，旧槽液温度可适当高一些。精饰时间的长短取决于溶液成分及温度，中途可取出工件查看，视表面质量而定。槽液可连续使用，到槽液成分降低到较低的限度，助蚀剂达$% & ，槽负荷达() * (+,$ - 时，此时反应速度与效果下降，沉淀较多，应静置数天后去除沉淀的偏铝酸钠，进行调整。出

42、光，是在./. 的硝酸/ 水溶液中，在室温下浸渍数秒，表面则呈现出细致、柔和如同缎面一般的光泽，经水洗后即再进行氧化、封闭处理。缎面处理不宜采用含硅、铜的铝合金板，纯铝、铝镁合金、防锈铝均具有良好的效果。助饰剂是缎面处理的主要成分，该成果现未公布它的具体成分，现已有配套的商品供应，使用方便、经济，处理.,$ 铝板费用仅为化学抛光的. & .。第六节乳白与珠光一、乳白效果处理铝的乳白处理是采用一种商品化的铝表面乳白处理剂，商品名称为0 1 22。经0 1 22 处理后的铝或铝合金表面，可生成美观的乳白效果。.( 特点（.）通过简单的浸渍处理，就可得到乳白色的效果。（$）不产生刺激性烟雾或有害气体

43、。（)）可除去工件表面的划痕及滚印。（3）溶液稳定，处理的表面效果均匀。$( 使用条件组液：.+ * )% & ； 温度：.! * )#； 4 3 5 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术时间：! #$%&。( 工艺流程脱脂!洗净!酸浸渍处理!)* + , 处理!水洗!酸浸渍!水洗!阳极氧化-( 工艺解析（!）脱脂溶剂脱脂或中性脱脂，如进行碱性脱脂，脱脂后要充分中和。（.）洗净脱脂后，可根据实际用加热、电解、乳化等方式洗净。（）酸浸渍处理在水洗槽内将工件搅动，然后在!/0硝酸及#0氢氟酸的混合液中浸渍!/ ./1。（-）乳白处理充分水洗后，放入)* + , 溶液中处理，温度为!2 /3，时间为!

44、 $%&，处理时要不断搅动。（#）酸浸渍充分水洗后，在酸液（与!同配比）浸渍 #1 后，进行阳极氧化。#( 溶液的控制溶液含量控制在2456 以下，78 值为-(/，如78 值超过-(/，可用氢氟酸来进行调节。二、珠光效果处理要使铝及铝合金表面产生细腻的、珍珠般的光泽效果，可采用一种市售的)* + ,# 打砂剂。!( 特点（!）)* + ,# 是为铝及铝合金用的酸性打砂剂，可使工件表面产生白色珍珠效果。（.）用于铝制品的打砂，珍珠砂面细致均匀，并可将工件表面原机械加工的缺陷（机械纹、斜纹）覆盖。2 - 9 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术（!）处理条件易于操作，适用范围大，不同种

45、料的工件亦可使用同一槽打砂溶液。（）溶液使用寿命长，一般不需整槽溶液更换，可于适当时间内更换# $ ! % # $ & 槽溶液，则效果更佳。& 使用条件() * +,：&- % &,-. $ )； 温度：!, % ,-/； 时间：-, % !012； 槽体材料：防酸塑胶物料如345、33 等； 加热方式：可用铁氟龙加热棒等。! 注意事项（#）操作过程中会有沉淀物产生，要经常将它除去，以保持打砂液的清澈。（&）使用空气搅拌、重复处理都会产生更佳的效果。6 7 第三章铝表面化学法精饰新工艺新技术第四章铝的电化学精饰新工艺新技术运用电化学的方法，能改善铝材的表面性质，提高铝表面的光亮性、耐候性及持久

46、性。本章将以铝的阳极氧化为代表的电化学方法，介绍标牌实用的精饰工艺。第一节电解抛光电解抛光与化学抛光的不同之处是在于它需要专门的电源设备和电解槽，以及能使工件通电的挂具。电解抛光时，在铝表面上产生溶解现象，形成一层厚度不均的薄膜，其薄膜的电阻较高，导电率很低。由于金属表面呈微凸起的部分形成的薄膜比凹陷部分薄， 所以凸起处的电流密度比凹陷处要大，因而凸起部分的溶解速度较快，其结果致使铝材表面平滑而光亮。一、典型配方铝材电解抛光液的典型组分规范见表! #。表! # 铝电解抛光波的组分及规范规范条件配方# $ % 溶液组分质量分数& 磷酸() *) + 硫酸!) #! 铬酸% , #$ 水- #-

47、) ( * 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术续表规范条件配方! # 操作条件电解液温度$ % & ( ) * ( ) )+ ( !+ 阳极电流密度$ （,$ -.） ! ( !& !+ ( + ( !+ 槽电压$ / ! ( !& ! ( !+ !& ( #0 抛光时间$ .12 ! ( # ( + ! ( + 注：!、 号电解液适用于抛光铝合金；# 号电解液适用于高纯度铝材。二、无铬配方为了解决铬离子对环境的污染，兹就常见的无铬配方，列于表3 4 。表3 4 无铬电解抛光波的组分及规范规格条件配方! # 3 + 0 溶液组分柠檬酸+ ( * 0+ 硫酸!+ ( !+ 3 ! 磷

48、酸3 &+ ( ) 0 + 草酸! ( 甘油3* ! ( !+ ! 酒精! ! 糖精5!6 $ 7 水+ ( # !+ 单位6 $ 7 6 $ 7 6 $ 7 6 $ 7 .7 .7 ! + 0 第四章铝的电化学精饰新工艺新技术续表规格条件配方! # $ % & 操作条件温度 ( )% * !$+ ,+ * )+ ,+ * !+ )+ * )% -+ * ,+ &+ * ,+ 电流密度. （/.01 ） !% * + #+ * $+ + * #+ #+ * $+ + * #+ + * % 时间 123 * % , * !+ # * % # * % # * % # * % 特点及说明光洁度好，但

49、易氧化，抛光后立即水洗时间长， 电流密度高温度要求严格腐蚀性强，抛后立即清洗寿命长， 对铝腐蚀性弱糖精为光亮剂，但成分复杂三、碱性配方铝材的碱性电解抛光液组分及工作条件如下。磷酸三钠：!+ * !#+4 5； 碳酸钠：+ * #%+4 5； 氢氧化钠： * %4 5； 67 值：! * !； 电流密度：, * !/ 01； 电压：! * %8； 温度：)# * ),(； 阳极不锈钢或铁板； 时间：& * !+123。碱性电解抛光液的使用寿命，随铝离子浓度的增加而缩短，必要时需换电解液。经抛光液抛光后，都须经水洗后再在出光溶液中去膜出光。四、出光液配方磷酸：#+15 5； % & 第五篇标牌基材

50、与表面处理及表面装饰新工艺新技术铬酐：!# $ %； 温度：& ()； 时间：* (+。五、电化学抛光常见故障及其排除方法见表, - *。表, - * 电解抛光常见故障及排除故障现象故障原因排除方法表面受腐蚀，粗糙!硫酸含量高!适当补充磷酸，减低硫酸用量温度太高适当降低温度点状腐蚀!电解液搅拌不均!加强搅拌局部温度太高加强搅拌并要求激烈不透明膜!抛光液黏度高!稀释抛光液抛光时间太短延长抛光时间#铝材质量差#解决铝材质量条纹产生!浓度低!用波美度表测量含量温度低增高温度#电解液内含有悬浮的固体微粒#静置过滤铝件在夹具处发生黑色或斑点由于零件与挂具接触不良以致产生过热解决零件与挂具接触表面光泽微弱

51、及粗糙， 没有充分整平!铝材质量不符!解决铝材质量电流太低提高电流#抛光液浓度淡#提高抛光液浓度光泽不均匀!抛光液黏度太高!降低抛光液黏度温度不均匀加强溶液搅拌#挂具接触不良#改进产品与挂具接触零件变形，各部分溶解不均匀!零件放置不正确!解决零件放置电解液局部不均加强搅拌#电解液搅拌不均#加强激烈搅拌* . / 第四章铝的电化学精饰新工艺新技术第二节阳极氧化众所周知，铝的氧化膜具有可贵的耐蚀性、稳定性和吸色性等一系列的优点， 在标牌的防护装饰中已得到了广泛的应用。故此无需对它的机理、设备及一般的操作方法再做赘述。铝氧化的电解液，虽有草酸型、铬酸型及硫酸型之分，从标牌工艺的实用性与装饰性考虑，此

52、处只介绍以应用最为普及的硫酸型电解液的工艺规范为主；同时也针对实际工作的需要介绍一些新的工艺方法，以利标牌生产的实际应用。硫酸溶液氧化法是标牌行业最为典型的一种方法，它具有以下特点。!膜层较厚，表面色泽为透明无色，吸附力强，有利于染上各种鲜艳的色彩。工艺简单，氧化时间短，生产效率高。#槽液价格便宜，溶液稳定，易于掌握。硫酸氧化工艺配方与操作条件见表! !。表! ! 硫酸氧化工艺规范条件方法直流电氧化交流电氧化硫酸# （$ # %） &( ) *( &+( ) &,( 温度# - &, ) *, &, ) *, 电流密度# （.# /0* ） (1 ) *1, * ) ! 电压# 2 &* )

53、*! & ) * 时间# 034 *( ) !( !( ) 5( 在硫酸溶液中，采用直流电氧化比交流电氧化稳定；在获得同样厚的膜层时， 直流电氧化的时间比交流电氧化的时间可缩短近& 倍，其膜层的质量也比交流电! , 5 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术氧化好。交流电氧化一般只适合在没有直流电源的情况下使用。硫酸型溶液直流电氧化与交流电氧化常出现的故障、产生原因及排除方法，分别参见表! # 与表! $。表! # 直流电氧化常见故障原因及排除故障可能原因解决办法没有氧化膜或厚度极薄!工件与挂具接触不良挂具接触点有氧化膜!改善接触清除接触点氧化膜氧化膜疏松或易擦掉!槽液温度高在氧化处理

54、槽中停留过久!降温掌握好处理时间氧化后工件表面有斑点或条纹!预处理不良电解液脏#工作材料有杂质!改进净化#采用纯铝制造氧化膜裂开!电流太大温度太低!降低电流升高温度氧化膜表面呈五彩色!温度太高硫酸含量低#电流太小!降低温度调整硫酸含量#增大电流氧化膜无光泽!硫酸含量高基体材质差!调整采用纯铝制造染不上色!染料已分解氧化后放置时间过长， 氧化膜自行封闭!更换染料减少放置时间，增加氧化膜厚度颜色不深或部分染不上色!氧化膜被玷污染色液浓度低#染色液温度低$氧化膜吸附力差!注意改进提高#升温$提高氧化温度# # $ 第四章铝的电化学精饰新工艺新技术续表故障可能原因解决办法染色后表面发糊!孔内有水汽染料

55、显色液太浓和显色时间过长（印地素类染料） !彻底烘干调整染色后表面有点状缺陷!氧化膜被灰尘弄脏染料有不溶物#被其他杂质玷污!着色前充分冲洗过滤#调整染色后表面发花!染色液! 不符合要求显色后清洗不良#染料溶解不完全!调整改进#过滤表# $ % 交流氧化常见故障原因及排除故障产生原因排除方法氧化膜呈微绿色色调电解液含有铜更换电解液氧化膜产生蚀刻!硫酸浓度太浓氧化液温度太高#氧化时间太长!降低硫酸浓度降低槽液温度#缩短氧化时间氧化膜上呈白色雾状!温度太高氧化时间长!降低温度缩短氧化时间氧化膜上呈灰条纹!铝离子太高槽液中有其他杂质更换电解液氧化膜不匀!阴阳极比例失调挂具接触不良!控制阴阳极比例& 改

56、进挂具接触% ( % 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术第三节快速氧化与宽温氧化氧化膜的生长过程，受电解液的性质、氧化温度及槽电压的影响，一方面在生长，另一方面也在溶解。如何使生长速度大于溶解速度，这是确定氧化时间的依据。改变电解液的组分，能获得这方面的效果。一、快速氧化! 常温快速硫酸阳极氧化硫酸：!#$ % !&$ ( )； 甘油：!$ % !*+)( )； 乳酸：!# % !&+)( )； 阳极电流密度：$& % !,-.+*； 十六烷基三甲基漠化铵：$* % $/ ( )； 温度：!& % *0； 电压：!$ % !*1； 时间：!$+23； 阳极：纯铝板。工艺说明如下。（

57、!）当铝件纯度不高，铝件上出现点状蚀刻时，必须添加/ % #+) 甘油。甘油有抑制氧化膜溶解的作用。（*）十六烷基三甲基溴化铵能防止酸雾逸出。（/）在硫酸镍!#-)，硼砂&-)，温度4# % !$0下封闭。* 高速阳极氧化硫酸：*$ % *$ ( )； 硫酸镍：5 % !$ ( )； 6 # 5 第四章铝的电化学精饰新工艺新技术温度：! !#$； 电流密度：%& !()*+!； 槽电压：%, %#-； 成膜速度：.&# .&!+/ +01（%()*+! 时）。工艺说明如下。（%）要严格控制硫酸浓度。硫酸含量高，槽液升温快，成膜速度下降。（!）硫酸镍可改善膜层性能，能提高电流密度，获得均匀、硬度

58、高的氧化膜层。（,）需有冷却措施和搅拌设备。,& 草酸快速氧化草酸：2. 3.4 / 5； 蚁酸：. 2.4 / 5； 电压（直流）：,.-； （交流）：6.-； 电流密度（直流）：% %&()*+!； （交流）：%& !()*+!； 温度：!. ,$； 时间：! ,.+01。本工艺系草酸型氧化液，氧化时间能缩短% 倍以上，具有氧化膜生长速度快、孔隙率大的特点。但膜层呈不标准的金黄色，只适宜改染成深色。二、宽温氧化铝及其合金在通常电解液中进行氧化时，由于焦耳效应和氧化膜生成的热效应，使电解液的温度随之而上升，造成氧化膜疏松，甚至不能正常工作，为此，在一般的情况下氧化槽都需配备冷却设备。近年来出

59、现了一种允许工作温度较宽的电解液，从而在不采用冷却降温的情况下，能维持正常工作。其配方如下。硫酸：%#. %6.4 / 5； 酒石酸：!. 6.4 / 5； 温度范围：% %$； 3 6 第五篇标牌基材与表面处理及表面装饰新工艺新技术电流密度：! #$%&#； 时间：() *)+,。在上述配方中，酒石酸是增宽工作温度的有效成分，在较高温度下，对抑制氧化膜疏松、起灰有一定作用。当酒石酸含量过高时，氧化膜的着色能力下降，一般控制在#) -).%/ 为宜。另一方面，酒石酸的存在，能起到络合作用，当溶液中积累了较多金属离子（$0( 1 、23# 1 ）时，仍能正常工作，故溶液寿命高。第四节乳白色氧化本工艺是将铝材用普通的方法在表面形成阳极氧化膜后，再