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铝型材表面处理技术发展历史及新技术展望
- 2019-10-09-

  铝型材表面处理技术发展历史及新技术展望


  为了满足用户的需要,建筑用铝材一般经过表面处理才能投放市场。建筑铝材的表面保护方法,当前不外乎3种:


  (1)阳极氧化,上海铝型材20世纪50年代已引入铝合金门窗,至今仍是铝门窗方面常用的表面处理措施;


  (2)阳极氧化后电泳丙烯酸树脂,日本在20世纪60年代已商品化,欧洲到70年代开始使用,目前还主要在亚洲地区应用。该技术当前已由透明光亮膜发展到无光透明膜和彩色膜,品种更趋多样化,工业控制和产品质量都比较稳定;


  (3)化学转化处理后静电喷涂包括静电粉末喷涂和静电液相喷涂,静电液相喷涂氟碳树脂在20世纪60年代,美国已实现商品化。工业铝型材而静电粉末喷涂热固性聚酯涂层,60年代末在欧洲已实现商品化,当前仍是欧洲各国占优势的表面处理手段。时至今日,单一阳极氧化的铝门窗在国内外市场均明显缩小日本青睐于电泳涂层,白色电泳涂层发展很快,并在欧洲得到应用。静电粉末喷涂以其色彩多样、控制方便、环境保护、性能优良等原因,已成为欧美的选择表面处理方法。近年来静电粉末喷涂市场在我国也在迅速扩大之中。


  1.20世纪90年代的上海铝型材技术发展


  过去10年中,我国铝材(尤其是铝型材)得到突飞猛进的发展,铝型材的生产规模已接近每年100万吨。在国外先进工艺和进口设备的带动下,我国铝型材生产技术在阳极氧化工艺和设备方面有了新的进步,而且建立了静电粉末喷涂和静电液相喷涂、电泳涂层等*新型生产线,国外的前沿技术在我国已经萌芽,有了程度不同的发展。


  1.1阳极氧化预处理工艺上海铝型材更新


  阳极氧化预处理目的是去除表面自然氧化膜、油脂和杂质,获得均匀洁净的铝表面,有利于优质阳极氧化膜的形成。我国用户还要求去除挤压条纹,获得均一美观表面。早期采用碱浸蚀法得到哑光表面,但过度浸蚀使铝损耗很大,一般达到3%~5.5%,不仅增加成本,而且引起严重的环境问题,形成哑光表面又伴随暴露型材本身固有的组织缺陷。工业铝型材此后日本在我国推出酸浸蚀法(日本国内基本上不用于铝型材),由于铝耗低(可达到约1%),表面细致一度受到我国厂商欢迎。但由于以氟离子为主体的槽液,带来了更为严重的污染,一度引起沸沸扬扬的议论。机械浸蚀法具有操作成本低、环境效益好和表面细致无条痕的优点,首先在法国和意大利等欧洲推广应用。


  我国在90年代中期,福建三源铝业和浙江栋梁铝业分别从意大利和西班牙引进机构抛丸机和机械抛光(扫纹)机及相关工艺,顺利运转至今并收到极好的效益。此后广东和江苏等省多家工厂陆续从国外进口多台设备,同时我国自制设备也已进入市场,价格只有进口设备的1/5~1/8左右。不论机械抛丸(或称喷砂)还是机构抛光(镜面或缎面抛光)都可以使铝耗控制在1%以下,而且外观均匀细致,装饰效果好。作者根据国内外生产实践,推荐机械浸蚀处理替代传统的化学浸蚀(酸或碱浸蚀),以提升我国铝型材的外观档次。


  1.2阳极氧化的工艺和设备进步


  阳极氧化工艺在过去的20年中没有根本性的变化。硬质阳极氧化技术在这期间有不少进步。突破阳极氧化法拉第区的“火花”阳极氧化和微弧氧化已经商品化。而铝型材近期开发的高速高效阳极氧化技术(HEA技术)还未获得广泛工业应用。