本发明涉及一种铝型材着色系统。
背景技术：
建筑铝型材外观单一，在潮湿大气中容易腐蚀，很难满足建筑材料高装饰性和强耐候性的要求。为提高装饰效果、增强抗腐蚀性及延长使用寿命，铝型材一般都要进行表面处理。目前，主要的铝型材着色处理工艺有阳极氧化→电解着色和阳极氧化→电解着色→电泳涂漆等工艺流程，工艺流程及产品品种单一，一个电解着色槽常常不足以完成多种颜色的着色生产，不足以适用当前市场需求多样化的状况。
技术实现要素：
本发明实施例涉及一种铝型材着色系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种铝型材着色系统，包括成排且顺次布置于同一车间平面层上的前处理工位、阳极氧化工位、电解着色工位、封孔工位、电泳工位和烘干工位，其中，在所述封孔工位与所述电泳工位之间形成有可下线型材的第一下线通道，所述烘干工位的远离所述电泳工位的一侧形成有可下线型材的第二下线通道。
作为实施例之一，所述电解着色工位包括电解着色槽，所述电解着色槽前后均布置有至少一级水洗槽；
所述电解着色槽内的槽液含有硫酸镍和硼酸，其中，硫酸镍的浓度为140～150g/L，硼酸的浓度为38～42g/L，槽液中K+、Na+与NH4+的浓度总和不大于10PPm，槽液的pH在4～4.4范围内，槽液的温度在23～27℃范围内。
作为实施例之一，所述电解着色槽配置有加药罐，所述加药罐的容积为1～1.2m3；
所述电解着色槽的开槽方法包括：
步骤一，向所述加药罐内加入纯水，纯水加入量保证能够溶解单次加入的药品，并加热至42～48℃；
步骤二，向所述加药罐内依次加入硼酸和硫酸镍，其中，硼酸的加入量为49～51kg，硫酸镍的加入量为212～216kg；
步骤三，保持所述加药罐内溶液温度在42～48℃，待药品溶解完全后停止搅拌，将所述加药罐内的溶液引入至所述电解着色槽内；
步骤四，重复步骤一至步骤三；其中，待硫酸镍加入总量达到设定加入总量后，步骤二中，硼酸加入量为73～76kg；
步骤五，加完所有药品后，用纯水洗涤所述加药罐，并将洗涤液引入至所述电解着色槽内；
步骤六，向所述电解着色槽内加入纯水调节液位、槽液浓度及pH值。
作为实施例之一，所述电解着色槽配置有加药罐，所述加药罐的容积为1～1.2m3；
运行过程中，当所述电解着色槽内的硫酸镍和硼酸的浓度降低至设定范围以外时，向所述电解着色槽内补充着色液，补充着色液的方法包括：
S1，向所述加药罐内引入槽液，槽液加入量保证能够溶解单次加入的药品，并加热至42～48℃；
S2，向所述加药罐内依次加入硼酸和硫酸镍，其中，药品加入量满足每立方米着色液中硼酸含量≦50kg、硫酸镍含量≦25kg；
S3，保持所述加药罐内溶液温度在42～48℃，待药品溶解完全后停止搅拌，将所述加药罐内的溶液引入至所述电解着色槽的溢流槽内。
作为实施例之一，对铝型材着香槟色时，按如下规律施加着色电压：
型材在槽液中静浸20s后，在4s内使电压从0V均匀变化至20～21V，升压完成且保持6s后即停止通电；
随后，在15s内使电压从0V均匀变化至-19.5V，并保持-19.5V的电压30s。
作为实施例之一，对铝型材着茶色时，顺次施加3～8个周期电压，每个电压周期按如下规律施加着色电压：
在4s内使电压从0V均匀变化至19V，保持19V的电压4s后即停止通电；
随后，在12s内使电压从0V均匀变化至-20V，并保持-20V的电压20s。
作为实施例之一，对铝型材着黑色时，顺次施加9～20个周期电压，每个电压周期按如下规律施加着色电压：
在6s内使电压从0V均匀变化至19V，保持19V的电压8s后即停止通电；
随后，在13s内使电压从0V均匀变化至-19V，并保持-19V的电压30s。
作为实施例之一，所述阳极氧化工位沿型材运行方向顺次布置有多级氧化槽，首级氧化槽与所述前处理工位之间以及末级氧化槽与所述电解着色工位之间均布置有至少一级水洗槽。
作为实施例之一，所述末级氧化槽与所述电解着色工位之间布置有三级氧化后水洗槽，其中，
第一级氧化后水洗槽中，水洗水的pH值在1.0～1.5范围内，水温为10～26℃，水洗方法为浸渍1～3min；
第二级氧化后水洗槽中，水洗水的pH值在3.0～4.0范围内，水温为10～26℃，水洗方法为淋洗1～3min；
第三级氧化后水洗槽中，水洗水的pH值在4.0～5.0范围内，水温为10～26℃，水洗方法为淋洗1～3min。
作为实施例之一，所述前处理工位沿型材运行方向顺次布置有脱脂槽、碱蚀槽和中和槽，所述脱脂槽与所述碱蚀槽之间以及所述碱蚀槽与所述中和槽之间均布置有至少一级水洗槽。
本发明实施例至少具有如下有益效果：
本发明提供的铝型材着色系统，通过将封孔工位与电泳工位间隔设置且在二者之间形成第一下线通道，以及在烘干工位之后形成第二下线通道，使得本系统既可实现前处理→阳极氧化→电解着色的铝型材着色工艺，又可实现前处理→阳极氧化→电解着色→电泳涂漆的铝型材着色工艺，从而丰富了铝型材着色生产线的处理工艺以及产品品种。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的铝型材着色系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明实施例提供一种铝型材着色系统，包括成排且顺次布置于同一车间平面层上的前处理工位、阳极氧化工位、电解着色工位、封孔工位、电泳工位和烘干工位，其中，在所述封孔工位与所述电泳工位之间形成有可下线型材的第一下线通道13，所述烘干工位的远离所述电泳工位的一侧形成有可下线型材的第二下线通道14。
本实施例提供的铝型材着色系统，通过将封孔工位与电泳工位间隔设置且在二者之间形成第一下线通道13，以及在烘干工位之后形成第二下线通道14，使得本系统即可实现前处理→阳极氧化→电解着色的铝型材着色工艺，又可实现前处理→阳极氧化→电解着色→电泳涂漆的铝型材着色工艺，从而丰富了铝型材着色生产线的处理工艺以及产品品种。
作为优选，本实施例提供的铝型材着色系统是基于单镍盐着色工艺设计的，具体地，如图1，所述电解着色工位包括电解着色槽5，所述电解着色槽5前后均布置有至少一级水洗槽9；所述电解着色槽5内的槽液含有硫酸镍和硼酸，其中，硫酸镍的浓度为140～150g/L，硼酸的浓度为38～42g/L，槽液中K+、Na+与NH4+的浓度总和不大于10PPm，槽液的pH在4～4.4范围内，槽液的温度在23～27℃范围内。基于对槽液中硫酸镍与硼酸的浓度设定及其pH值和温度的控制，可以达到较好的着色均匀性的效果；其中，在阳极氧化工序，控制生成的硫酸阳极氧化膜的厚度在6～20μm范围内，则在电解着色工序获得的着色均匀性更佳。
进一步优化上述铝型材着色系统，优选地，所述电解着色槽5配置有加药罐，在电解着色槽5开槽以及运行过程中可向该电解着色槽5中添加着色液。所述加药罐的容积在1～2m3范围内，本实施例中，优选为选用容积为1～1.2m3的加药罐，进一步优选为采用容积为1m3的加药罐，便于着色液的配制控制。该加药罐配置有搅拌器、加热装置和供给泵，其中，搅拌器用于使加入的纯水与药品混合，促使药品溶解；加热装置用于对加药罐内的溶液进行加热；供给泵则用于将该加药罐内的着色液引入至电解着色槽5中；该加药罐的材质以不锈钢为佳。
具体地，本实施例中，优选为预先在加药罐中配制着色液之后再引入至电解着色槽5中，从而可保证对槽液中硫酸镍与硼酸的浓度以及槽液pH值的控制。所述电解着色槽5的开槽(即电解着色槽5的初始运行)方法包括：
步骤一，向所述加药罐内加入纯水，纯水加入量保证能够溶解单次加入的药品，并加热至42～48℃，较佳的实施例为控制在45℃；
步骤二，向所述加药罐内依次加入硼酸和硫酸镍，其中，硼酸的加入量为49～51kg，硫酸镍的加入量为212～216kg；进一步优选地，每配制1m3的着色液，加入硼酸50kg，加入硫酸镍215kg；
步骤三，保持所述加药罐内溶液温度在42～48℃，待药品溶解完全后停止搅拌，将所述加药罐内的溶液引入至所述电解着色槽5内；
步骤四，重复步骤一至步骤三；其中，待硫酸镍加入总量达到设定加入总量后，步骤二中，硼酸加入量为73～76kg，即每配制1m3的着色液，加入硼酸73～76kg，优选为75kg/m3着色液；
步骤五，加完所有药品后，用纯水洗涤所述加药罐，并将洗涤液引入至所述电解着色槽5内，使得电解着色槽5与加药罐之间所连接的加药管内填充的为纯水，保证下次加药时的着色液加入量的控制精度；
步骤六，向所述电解着色槽5内加入纯水调节液位、槽液浓度及pH值；具体包括，向着色槽内加纯水调节液位，使得槽液循环；通过测定槽液浓度和pH值，实时调节槽液的浓度及pH值。
在另外一个实施例中，运行过程中，当所述电解着色槽5内的硫酸镍和硼酸的浓度降低至设定范围以外时，向所述电解着色槽5内补充着色液，补充着色液的方法包括：
S1，向所述加药罐内引入槽液，槽液加入量保证能够溶解单次加入的药品，并加热至42～48℃；
S2，向所述加药罐内依次加入硼酸和硫酸镍，其中，药品加入量满足每立方米着色液中硼酸含量≦50kg、硫酸镍含量≦25kg；
S3，保持所述加药罐内溶液温度在42～48℃，待药品溶解完全后停止搅拌，将所述加药罐内的溶液引入至所述电解着色槽5的溢流槽51内。
在上述实施例中，采用槽液对药品进行稀释，有利于保证补充的着色液与槽液的参数的一致性，从而避免对电解着色槽5中的槽液的工作稳定性的冲击。进一步优选地，在上述S3过程中，待药品溶解完全后停止搅拌，随后通过供给泵将配制的着色液循环引流至该加药罐内，并对加药罐内的着色液加温至42～48℃后，再引入至所述电解着色槽5的溢流槽51内，以便对加药罐与电解着色槽5之间的加药管进行洗涤，保证向电解着色槽5内加入的着色液的温度为目标温度，避免加药管内残留的液体对着色液的混合冷却效果。从而，易于理解地，在该加药管上旁接有一洗涤管，该洗涤管的旁接点靠近该加药管的出口端设置，且该洗涤管的另一端与加药罐连接，该加药管与洗涤管上均设有控制阀，其中，加药管上的控制阀位于洗涤管旁接点与电解着色槽5之间。
一般地，上述电解着色槽5一般采用槽液循环的方式，保证槽液各参数均匀，其中，电解着色槽5配置有溢流槽51，这是本领域常规技术，此处结构从略。优选地，槽液循环管路上设有换热装置，实现对循环槽液的温度自动控制，保证槽液的温度稳定，从而利于实现均匀着色的目的。进一步优选地，由于硼酸的溶解性较差，即使在停产等状况下，也需保持对槽液的循环保温操作，避免硼酸结晶；在出现硼酸结晶现象时，优选为在电解着色槽5内设置加热器，以促使结晶的硼酸溶解。
继续优化本实施例，如上所说，本实施例提供的铝型材着色系统可以满足不同的颜色着色需求，以下例举其中的几个实施例：
(1)对铝型材着香槟色时，按如下规律施加着色电压：
型材在槽液中静浸20s后，在4s内使电压从0V均匀变化至20～21V，升压完成且保持6s后即停止通电；
随后，在15s内使电压从0V均匀变化至-19.5V，并保持-19.5V的电压30s。
采用上述的着色电压控制工艺，可保证在型材上形成均匀的香槟色。其可适应不同面积、不同形状的铝型材的香槟色着色处理，具有较好的色调重现性。
(2)对铝型材着茶色时，顺次施加3～8个周期电压，每个电压周期按如下规律施加着色电压：
在4s内使电压从0V均匀变化至19V，保持19V的电压4s后即停止通电；
随后，在12s内使电压从0V均匀变化至-20V，并保持-20V的电压20s。
其中，随上述电压周期的增加，所获得的茶色会呈现逐渐加深的效果。
采用上述的着色电压控制工艺，可保证在型材上形成均匀的茶色。其可适应不同面积、不同形状的铝型材的茶色着色处理，具有较好的色调重现性。
(3)对铝型材着黑色时，顺次施加9～20个周期电压，每个电压周期按如下规律施加着色电压：
在6s内使电压从0V均匀变化至19V，保持19V的电压8s后即停止通电；
随后，在13s内使电压从0V均匀变化至-19V，并保持-19V的电压30s。
其中，随上述电压周期的增加，所获得的黑色会呈现逐渐加深的效果。
采用上述的着色电压控制工艺，可保证在型材上形成均匀的黑色。其可适应不同面积、不同形状的铝型材的黑色着色处理，具有较好的色调重现性。
继续优化本实施例，如图1，所述阳极氧化工位沿型材运行方向顺次布置有多级氧化槽41，首级氧化槽41与所述前处理工位之间以及末级氧化槽41与所述电解着色工位之间均布置有至少一级水洗槽9。本实施例中，采用多级氧化槽41对型材进行阳极氧化处理，一方面，可以根据需要选择型材阳极氧化处理的次数，从而进一步丰富本着色系统的应用范围，另一方面，型材经过多次阳极氧化处理后，相较于现有技术中常规的单次阳极氧化工艺，可有效地增加阳极氧化膜的厚度以及均匀性，从而可显著改善铝型材的耐蚀性能、提高铝型材的表面硬度和耐磨性，以及提高后续着色处理的着色均匀性。
进一步地，如图1，所述氧化槽41的数量为5个，阳极氧化工位布置的阳极氧化装置4还包括氧化溢流槽42，所述氧化溢流槽42布置于第三级氧化槽41与第四级氧化槽41之间，各所述氧化槽41均与所述氧化溢流槽42连接。
进一步优选地，如图1，所述末级氧化槽41与所述电解着色工位之间布置有三级氧化后水洗槽9，其中，
第一级氧化后水洗槽9中，水洗水的pH值在1.0～1.5范围内，水温为10～26℃，水洗方法为浸渍1～3min；
第二级氧化后水洗槽9中，水洗水的pH值在3.0～4.0范围内，水温为10～26℃，水洗方法为淋洗1～3min；
第三级氧化后水洗槽9中，水洗水的pH值在4.0～5.0范围内，水温为10～26℃，水洗方法为淋洗1～3min。
本实施例中，采用阳极氧化后三级水洗，且对三级水洗的水洗水pH值进行严格控制，三级水洗采用pH值逐渐增大的pH梯度，可达到较好的水洗效果，同时，可保证氧化膜的活性，从而保证后续着色处理的均匀性。另外，本实施例采用一级浸渍水洗和两级喷淋水洗依次结合的水洗工艺，可以避免因第一级水洗水的酸性较大而在阳极氧化后的型材上产生流痕和滴痕。在上述三级水洗工艺中，第一级氧化后水洗槽9和第二级氧化后水洗槽9内均优选为采用工业水，第三级氧化后水洗槽9内则优选为采用纯水。
接续上述铝型材着色系统的结构，如图1，所述前处理工位沿型材运行方向顺次布置有脱脂槽1、碱蚀槽2和中和槽3，所述脱脂槽1与所述碱蚀槽2之间以及所述碱蚀槽2与所述中和槽3之间均布置有至少一级水洗槽9。本实施例中，各工艺槽之后(即与相邻的后工序工艺槽之间)均布置有水洗槽9，其中，作为优选，脱脂槽1之后布置一级水洗槽9，碱蚀槽2之后布置两级水洗槽9，中和槽3之后布置两级水洗槽9，电解着色槽5之后布置两级水洗槽9，封孔槽6之后依次布置一汤洗槽10和一水洗槽9。作为优选，第一下线通道13与电泳槽7之间依次布置两级汤洗槽10和一级纯水洗槽9，电泳槽7之后依次布置两级RO处理槽11，在电泳槽7与烘干炉8之间布置有滴液架12。
另外，如图1，所述前处理工位远离所述阳极氧化工位的一侧形成有上线通道15，于所述上线通道15与所述第一下线通道13之间布置有上排架16和下排架17，其中，所述上排架16布置于所述上线通道15旁，所述下排架17布置于所述第一下线通道13旁，所述第二下线通道14通过延伸通道与所述下排架17对接。该上排架16与下排架17排列构成一上下料区，该上下料区与上述的着色处理线之间可通过维修通道分隔。本实施例提供的上述铝型材着色系统，采用上述结构，具有布局合理、结构紧凑、易于生产管理等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。