铝板阳极氧化设备及着色工艺的制作方法

本发明涉及金属表面阳极氧化处理技术领域，特别涉及一种铝板阳极氧化设备及着色工艺。

背景技术：

众所周知，笔记本外壳的材质，常见的是ABS工程塑料、镁铝合金以及碳纤维。但自从苹果手机、苹果电脑风靡全球后，阳极氧化铝板作为笔记本电脑外壳的材料逐渐普及起来。因为铝及铝合金具有密度小，比强度高，导电和导热性好，成型容易，无低温脆性等优点，所以用作电子产品具有轻薄的优势。铝板的表面处理是铝板完美挤身与于现代社会的华丽转身，通过阳极氧化法可在铝板表面形成致密氧化膜，由于所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，故可用有机染料进行染色处理，经封密后色泽稳定，使铝材的应用更加广泛。

阳极氧化过程中，铝板一般整体浸入在电解液中，这样其所有表面都会一起被阳极氧化处理。但作为外壳的铝板总有一面是不用暴露在外的，因此这一面其实无需进行阳极氧化处理，即使处理了也只是增加用电量，浪费生产成本。

因此，有必要提供一种新的铝板阳极氧化技术来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种铝板阳极氧化设备及着色工艺。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种铝板阳极氧化设备，包括电解槽和电源，所述电解槽包括中空的槽体和位于槽体内的阴极，所述槽体的内壁上设有若干用于固定铝板的氧化单元，所述氧化单元包括位于槽体壁内的吸气腔和贴附于槽体内壁上的密封垫，所述密封垫上设有若干通孔，吸气腔开设有与通孔相通的吸气孔，所述氧化单元还设有用来与铝板电连接的阳极导线，所述阳极导线均连接于电源的正极，所述阴极通过阴极导线连接于电源的负极。

具体的，多个氧化单元绕轴均布于槽体的内壁上，所述阴极设于槽体的轴线上。

进一步的，所述阴极为圆柱形。

进一步的，所述槽体的底部同轴设有搅拌器。

进一步的，所述搅拌器为板式搅拌器。

具体的，所述通孔呈阵列状排布于密封垫上。

具体的，所述密封垫还具有包边。

具体的，所述槽体的顶面连有进液管，所述槽体的底面连有出液管。

该着色工艺具有如下步骤：

a.自检上架

对铝板进行表面检验，记录同一批次各铝板表面光滑度、缺陷、毛刺及色差水平，记录完毕后，将铝板安放于氧化单元上；

b.除油水洗

将除油剂注入电解槽中，在常温下对铝板表面进行除油，所述除油剂的成分为150-200g/L的硫酸溶液，处理2-8min后用清水洗涤至铝板表面的pH为4-7，将除油剂及洗涤废水排出；

c.预处理水洗

预处理是指针对着色的具体要求将铝板的底色达到基本一致或用碱蚀的办法减少挤压纹后，对铝板进行洗涤；

d.中和出光水洗

将中和试剂注入电解槽中，在常温下对铝板表面进行中和工艺，所述中和试剂是浓度为180-200g/L的硫酸或浓度为140-180g/L的硝酸，处理2-4min后用清水洗涤至铝板表面的pH为3-5，将中和试剂及洗涤废水排出；

将出光试剂注入电解槽中，在常温下对铝板表面进行出光工艺，所述出光试剂是浓度为200-280g/L的硝酸，处理2-4min后用清水洗涤至铝板表面的pH为5-7，将出光试剂及洗涤废水排出；

e.阳极氧化水洗

将电解液注入电解槽中，在温度为20±2℃时，对铝板表面进行氧化工艺，所述电解液为130-160g/L的硫酸溶液和≤20g/L的铝离子组成，处理后用清水洗涤至铝板表面的pH为5-7，将电解液及洗涤废水排出，处理时间根据铝板数目、所需氧化膜的厚度、电流密度和公式L＝NITK而定，其中，公式中的N为一次处理的铝板数目，L为氧化膜微米厚度，K为常数0.14，I为电流密度A/m²，T为氧化分钟数；

f.电解着色对色

将着色液注入电解槽中，在温度为20-25℃，电压为12-18V，pH为0.8-1.2时，对铝板表面进行电解着色，着色后用清水洗涤至铝板表面的pH为5-7.5，将着色液及洗涤废水排出；所述着色液为浓度为8-12g/L硫酸亚锡、浓度为18-25g/L硫酸镍和浓度为16-20g/L的硫酸的混合物；通电方式为：经阳极氧化镀膜后的铝板经水洗后烘干，在不施加电压的情况下先放置1min，然后打开电流慢慢升至规定值；

g.封孔水洗干燥

将封孔液注入电解槽中，在温度为25±2℃时，对铝板表面进行封孔工艺，所述封孔液由浓度为0.8-1.5g/L的镍离子和0.3-0.65g/L的氟离子组成，封孔液的pH值为5.5-6.5，封孔工艺处理时间根据氧化膜的厚度而定，处理完毕后用清水洗涤至铝板表面的pH为5-7.5，将封孔液及洗涤废水排出，待铝板表面干燥；

h.下架检验包装

将铝板从氧化单元上取下，检验记录后包装入库。

采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明在工艺流程与现有技术基本不变的情况下，使处理每块铝板用电量明显降低。

2、多块铝板同步处理，生产效率可以成倍提高。

3、生产条件比较统一，所以产品质量比较稳定。

4、使铝板可以减少空气接触，所以产品合格率更高。

附图说明

图1为本实施例铝板阳极氧化设备槽体的俯视剖视图；

图2为图1中A位置的局部放大图；

图3为本实施例铝板阳极氧化设备槽体的全剖视图；

图4为本实施例的电路示意图；

图5为本实施例密封垫的主视图。

图中数字表示：

1-电解槽，

11-槽体，

11a-氧化单元，

111-吸气腔，

1111-吸气孔，

112-密封垫，

1121-通孔，

1122-包边，

113-阳极导线，

12-阴极，

121-阴极导线，

13-进液管，

14-出液管，

15-搅拌器；

2-电源；

3-铝板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图1至图4所示，本发明的一种铝板阳极氧化设备，包括电解槽1和电源2，电解槽1包括中空的槽体11和位于槽体11内的阴极12，槽体11内壁上设有若干用于固定铝板3的氧化单元11a，氧化单元11a包括位于槽体11壁内的吸气腔111和贴附于槽体11内壁上的密封垫112，密封垫112上设有若干通孔1121，吸气腔111开设有与通孔1121相通的吸气孔1111，氧化单元11a还设有用来与铝板3电连接的阳极导线113，阳极导线113均连接于电源2的正极，阴极12通过阴极导线121连接于电源2的负极。实际工作时，铝板3背面贴附于密封垫112上，因为吸气孔1111与通孔1121贯通，所以吸气腔111抽气时能将铝板3吸附在密封垫112上，这样当电解液浸没铝板3时，铝板3的背面能够隔离电解液而不发生阳极氧化反应，而电流只能在与电解液完全接触的铝板3正面流通，相比于铝板3整块浸入反应，每块铝板3用电量可以减少约一半。

如图1、图3和图4所示，多个氧化单元11a绕轴均布于槽体11的内壁上，阴极12设于槽体11的轴线上，阴极12为圆柱形。这样不光提高了单次处理效率，而且每个氧化单元11a上的铝板3与阴极12构成的电路循环的结构一致，表征通电时所有铝板3正面导电情况较为一致，使阳极氧化产品质量比较稳定。

如图1和图3所示，槽体11的顶面连有进液管13，槽体11的底面连有出液管14。阳极氧化反应前，电解液从进液管13注入槽体11；阳极氧化反应后，电解液从出液管14排出槽体11。清洗液(如除油剂、中和试剂、清水等)从进液管13注入槽体11，清洗完毕后清洗液从出液管14排出槽体11。在这个过程中可以避免铝板3表面过多接触空气而产生质量不稳定问题。

如图1和图3所示，槽体11的底部同轴设有搅拌器15。随着阳极氧化反应的进行，电解质的浓度会发生不均匀，搅拌器15能够促使电解液对流，使浓度调和，提高反应效率。另外在用水清洗铝板3的时候，搅拌器15也能起到强化清洗效果的作用。

如图3所示，搅拌器15为板式搅拌器。这种搅拌器15在旋转的时候会将液体往外甩出，因为搅拌器15本就位于槽体11底部，所以反应时电解液的流线形式是向下经过阴极12表面，向上经过铝板3表面，反应效果更加稳定。

如图2和图5所示，通孔1121呈阵列状排布于密封垫112上。这样铝板3是被多点吸气，吸附力分散于铝板3背面的各处，确保铝板3与密封垫112的更好贴合，也能防止单点吸气导致铝板3变形的问题。

如图2和图5所示，密封垫112还具有包边1122。包边1122使铝板3能嵌合于密封垫112上，定位方便，同时包边1122还能提高吸气密封性，更好地避免电解液绕过铝板3侧边而浸渍铝板3的背面。

一种铝板的着色工艺，采用上述铝板阳极氧化设备，该着色工艺具有如下步骤：

a.自检上架

对铝板3进行表面检验，记录同一批次各铝板3表面光滑度、缺陷、毛刺及色差水平，记录完毕后，将铝板3安放于氧化单元11a上；

b.除油水洗

将除油剂通过进液管13注入电解槽1中，在常温下对铝板3表面进行除油，所述除油剂的成分为150-200g/L的硫酸溶液，处理2-8min后用清水洗涤至铝板3表面的pH为4-7，将除油剂及洗涤废水通过出液管14排出；

进一步，特殊情况下视铝板3表面的油污定处理时间。

c.预处理水洗

将碱蚀剂通过进液管13注入电解槽1中，在常温下对铝板3表面进行碱蚀，所述碱蚀剂是浓度为65g/L的氢氧化钠溶液，处理2-8min后用清水洗涤至铝板3表面的pH为6-8，将碱蚀剂及洗涤废水通过出液管14排出；

d.中和出光水洗

将中和试剂通过进液管13注入电解槽1中，在常温下对铝板3表面进行中和工艺，所述中和试剂是浓度为200g/L的硫酸或浓度为180g/L的硝酸，处理4min后用清水洗涤至铝板3表面的pH为3-5，将中和试剂及洗涤废水通过出液管14排出；

将出光试剂通过进液管13注入电解槽1中，在常温下对铝板3表面进行出光工艺，所述出光试剂是浓度为280g/L的硝酸，处理4min后用清水洗涤至铝板3表面的pH为5-7，将出光试剂及洗涤废水通过出液管14排出；

e.阳极氧化水洗

将电解液通过进液管13注入电解槽1中，在温度为20±2℃时，对铝板3表面进行氧化工艺，所述电解液为160g/L的硫酸溶液和≤20g/L的铝离子组成，处理后用清水洗涤至铝板3表面的pH为5-7，将电解液及洗涤废水通过出液管14排出，处理时间根据铝板数目、所需氧化膜的厚度、电流密度和公式L＝NITK而定，其中，公式中的N为一次处理的铝板数目，L为氧化膜微米厚度，K为常数0.14，I为电流密度A/m²，T为氧化分钟数；

装挂面积计算准确后，从上述公式便可求得任何氧化膜厚所需的氧化时间；铝板3在阳极氧化前应避免长时间浸在水槽里，最长时间不超过3min，以免水槽里的酸浸蚀铝板3表面；经过阳极氧化的产品，在槽内停留的时间不超过5min，防止影响氧化膜的质量；要求亮度极高的着色产品，电流密度选择1-1.2A/dm²为宜。

f.电解着色对色

将着色液通过进液管13注入电解槽中，在温度为20-25℃，电压为12-18V，pH为0.8-1.2时(电流随着装挂面积而变化)，对铝板3表面进行电解着色，着色后用清水洗涤至铝板3表面的pH为5-7.5，将着色液及洗涤废水通过出液管14排出；所述着色液为浓度为12g/L硫酸亚锡、浓度为25g/L硫酸镍和浓度为20g/L的硫酸的混合物；通电方式为：经阳极氧化镀膜后的铝板3经水洗后烘干，在不施加电压的情况下先放置1min，然后打开电流慢慢升至规定值；为了保证颜色的再现性，每次都必须以相同的方法操作。

g.封孔水洗干燥

将封孔液通过进液管13注入电解槽1中，在温度为25±2℃时，对铝板3表面进行封孔工艺，所述封孔液由浓度为1.5g/L的镍离子和0.65g/L的氟离子组成，封孔液的pH值为5.5-6.5，封孔工艺处理时间根据氧化膜的厚度而定，一般每个膜封孔1分钟，处理完毕后用清水洗涤至铝板3表面的pH为5-7.5，将封孔液及洗涤废水通过出液管14排出，待铝板3表面干燥；

h.下架检验包装

将铝板3从氧化单元11a上取下，检验记录后包装入库。

相比于现有技术，在工艺流程基本不变的情况下，处理每块铝板用电量明显降低；因为多块铝板同步处理，生产效率可以成倍提高；因为生产条件比较统一，所以产品质量比较稳定；因为使铝板可以减少空气接触，所以产品合格率更高。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。