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| 标准编号 | GB/T 23612-2017 (GB/T23612-2017) | | 中文名称 | 铝合金建筑型材阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范 | | 英文名称 | Technical Specification for Process of Anodizing and Electrophoretic Painting on Aluminum Alloy Extruded Profiles for Architecture | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H61 | | 国际标准分类 | 25.220.01 | | 字数估计 | 14,168 | | 发布日期 | 2017-07-12 | | 实施日期 | 2018-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 23612-2009 | | 引用标准 | GB/T 4957; GB/T 5237.1; GB/T 5237.2; GB/T 5237.3; GB/T 8005.3; GB/T 9286 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了铝合金建筑型材阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范的术语和定义、典型工艺流程图、设备要求、基材质量要求、生产工艺要求、工艺参数控制和产品质量控制。本标准适用于铝合金建筑型材表面经阳极氧化或阳极氧化电泳涂漆(水溶性清漆或色漆)处理的生产工艺。 | GB/T 23612-2017
Technical specification for process of anodizing and electrodeposition painting on aluminium alloy extruded profiles for architecture
ICS 25.220.01
H61
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 23612-2009
铝合金建筑型材阳极氧化
与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范
2017-07-12发布
2018-04-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替GB/T 23612-2009《铝合金建筑型材阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范》。
本标准与GB/T 23612-2009相比,除编辑性修改外主要技术变化如下:
---将典型工艺流程图移至设备要求之前(见第4章,2009年版的6.1.5);
---阳极氧化典型工艺流程图(图1)中,在中和与染色之间增加一道水洗工序,在封孔与冷封孔后
处理之间增加一道水洗工序,不需电解着色的工艺由阳极氧化工序直接连接到电解着色后的
水洗1改为由阳极氧化工序后的水洗2直接连接到封孔工序(见第4章,2009年版的6.1.5);
---阳极氧化电泳涂漆典型工艺流程图(图2)中,不需电解着色的工艺由阳极氧化工序直接连接
到电解着色后的水洗1,改为由阳极氧化工序后的水洗2直接连接到电泳涂漆前的热水洗(见
第4章,2009年版的6.1.5);
---增加了处理槽类型(见5.1.1.1);
---修改了处理槽材料的规定(见5.1.1.2,2009年版的4.1.1.1);
---修改了阳极氧化电解液搅拌设备的要求(见5.1.3,2009年版的4.1.3);
---修改了阳极氧化电源的要求(见5.1.5.2,2009年版的4.1.5.2);
---增加了阳极氧化电源装置故障自动检测和保护系统的要求(见5.1.5.3);
---修改了应安装回收装置的工序(见5.1.6.1,2009年版的4.1.6.1);
---修改了可回收工序推荐安装的回收装置(见5.1.6.2,2009年版的4.1.6.2);
---修改了废水处理设备应配备装置的规定(见5.1.6.3,2009年版的4.1.6.3);
---增加了铝质挂具横截面积的要求(见5.1.7.2);
---修改了挂具设计要求(见5.1.7.3,2009年版的4.1.7.2);
---修改了固化炉的要求(见5.1.8,2009年版的4.1.8);
---修改了导电阴极板适合的材料要求(见5.1.9.1,2009年版,4.1.9.1);
---修改了车间空气净化装置的规定(见5.1.10,2009年版的4.1.10);
---修改了表1中“耐磨性”检验项目所使用的检验设备(见5.2,2009年版的4.2);
---增加了水洗槽宜考虑水的循环利用的要求(见7.1.4);
---增加了阳极氧化处理前,水洗处理要求(见7.1.5);
---增加了阳极氧化处理后,水洗处理要求(见7.1.6);
---增加了含镍废水中的Ni2+处理的规定(见7.1.8);
---修改了表2中部分工艺参数(见7.1.8,2009年版的6.1.5);
---增加了去灰溶液不宜含氟离子、六价铬离子及其他有害重金属离子的规定(见7.2.3.3);
---增加了“电解着色处理工艺宜采用配有镍回收装置的单镍盐着色处理工艺”的规定(见7.4.2);
---增加了“封孔工艺宜从含镍含氟的冷封孔工艺或中温封孔工艺逐步发展成为无镍无氟的冷封
孔工艺或中温封孔工艺,也可发展成为热封孔工艺”的规定(见7.5.1.2);
---修改了中温封孔工艺的规定(见7.5.3,2009年版的6.5.3);
---修改了固体分过高对漆膜影响的规定(见7.6.2,2009年版的6.6.1);
---修改了电泳电压对漆膜影响的规定(见7.6.5,2009年版的6.6.4);
---修改了阳阴极面积之比不合适时的影响(见7.6.7,2009年版的6.6.6)。
本标准由中国有色金属工业协会提出。
本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。
本标准起草单位:广东坚美铝型材厂(集团)有限公司、精细化学品集团有限公司、有色金属技术经
济研究院、天津开发区艾隆化工科技有限公司、广东豪美铝业股份有限公司、广东凤铝铝业有限公司、福
建省闽发铝业股份有限公司、福建省南平铝业股份有限公司、广东兴发铝业有限公司、广东新合铝业新
兴有限公司、佛山市南海华豪铝型材有限公司、广东华昌铝厂有限公司。
本标准主要起草人:戴悦星、金洪海、葛立新、史宏伟、项胜前、陈慧、朱耀辉、谢志军、陈文泗、乡文华、
朱水明、唐性宇。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 23612-2009。
铝合金建筑型材阳极氧化
与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范
1 范围
本标准规定了铝合金建筑型材阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆工艺技术规范的术语和定义、典型工
艺流程图、设备要求、基材质量要求、生产工艺要求、工艺参数控制和产品质量控制。
本标准适用于铝合金建筑型材表面经阳极氧化或阳极氧化电泳涂漆(水溶性清漆或色漆)处理的生
产工艺。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4957 非磁性基体金属上非导电覆盖层 覆盖层厚度测量 涡流方法
GB/T 5237.1 铝合金建筑型材 第1部分:基材
GB/T 5237.2 铝合金建筑型材 第2部分:阳极氧化型材
GB/T 5237.3 铝合金建筑型材 第3部分:电泳涂漆型材
GB/T 8005.3 铝及铝合金术语 第3部分:表面处理术语
GB/T 9286 色漆和清漆 漆膜的划格试验
3 术语和定义
GB/T 8005.3中界定的术语和定义适用于本文件。
4 典型工艺流程图
阳极氧化典型工艺流程图如图1所示,阳极氧化电泳涂漆典型工艺流程图如图2所示。
图1 阳极氧化典型工艺流程图
图2 阳极氧化电泳涂漆典型工艺流程图
5 设备要求
5.1 生产设备
5.1.1 处理槽
5.1.1.1 处理槽类型
处理槽包括预处理槽(包括脱脂槽、碱洗槽、去灰槽)、阳极氧化槽、电解着色槽、中和槽、染色槽、封
孔槽、冷封孔后处理槽、电泳涂漆槽及水洗槽等。
5.1.1.2 处理槽材料和布局
处理槽所采用的内衬材料应不被槽液腐蚀,并且不应污染槽液。处理槽的布局应合理,避免槽液受
到污染。
5.1.1.3 处理槽容量
处理槽的体积应满足生产的要求,并确保满足工艺参数(如电流密度、温度等)要求。
5.1.2 阳极氧化电解液的冷却设备
冷却设备应能够吸收在电解过程中所产生的热量,确保符合工艺温度要求。正常生产情况下,设备
冷却能力宜达到式(1)的要求:
K=0.0036×I×(V+3) (1)
式中:
K ---冷却能力,单位为焦耳每小时(J/h);
I ---最大电流,单位为安培(A);
V ---最大电压,单位为伏特(V)。
5.1.3 阳极氧化电解液的搅拌设备
阳极氧化电解液应进行适当的搅拌,达到散热的效果,确保电解液温度保持均匀稳定。搅拌方式一
般采用罗茨风机空气搅拌、循环泵搅拌或同时采用罗茨风机空气搅拌和循环泵搅拌。采用空气搅拌时,
搅拌用空气应无油,每平方米电解液表面积空气搅拌量应不小于5m3/h,宜为12m3/h。采用循环泵
搅拌时,循环系统的循环能力应为每小时循环2.5~4.0倍电解液体积。
5.1.4 加热设备
为了保证槽液的生产温度达到工艺要求,对于需要加热的处理槽应安装加热设备,并要求加热设备
的加热能力能够确保槽液温度控制在工艺要求范围内。
5.1.5 供电设备
5.1.5.1 供电设备应满足生产要求。供电设备应安装相应的电压表和电流表,其中电压表的最小刻度
值应不大于标称值的2%,电流表的最小刻度值应不大于标称值的5%,并且电压表和电流表需要按规
定的检定周期进行检定,其准确度等级应达到1.5级。
5.1.5.2 阳极氧化电源一般采用直流(DC)氧化电源。通常,工业上采用可控硅(SCR)控制或滑动电刷
自动变压器控制的整流器提供直流电,从阳极氧化电源到槽边母排之间的电压降应不大于0.3V,阳极
横梁与导电座的导电接触处温升应不大于30℃。
5.1.5.3 阳极氧化电源装置应具备过流、缺相、输出短路、设备超温等故障自动检测和保护系统以确保
设备的安全运行。
5.1.5.4 电泳涂漆的直流电源装置应具备过流、缺相、输出短路、设备超温等故障自动检测和保护系统
以确保设备的安全运行,纹波系数应小于5%。
5.1.6 回收装置及废水处理装置
5.1.6.1 电泳涂漆工序和单镍盐着色工序应安装回收装置。
5.1.6.2 阳极氧化预处理工序、阳极氧化工序等,可进行回收的工序宜安装回收装置(如硫酸回收装置、
碱回收装置及水二次利用装置等)。
5.1.6.3 当废水是在生产企业处理时,阳极氧化型材生产企业应配备相应的废水处理设备(如酸碱中
和、絮凝、沉降及压滤等处理装置),阳极氧化电泳涂漆型材生产企业还应具备COD处理装置(如用臭
氧或生物藻去除COD)。
5.1.7 挂具
5.1.7.1 挂具应导电良好,确保工作电流良好而均匀的传导到每一支铝合金建筑型材上。
5.1.7.2 浸入阳极氧化槽液内的铝质挂具横截面积应足够大,确保正常运行时,铝质挂具的电流密度应
不大于5A/mm2。
5.1.7.3 挂具设计时应考虑避免槽液间的交叉污染。
5.1.8 固化炉
5.1.8.1 固化炉应安装温度控制仪,温度控制仪应可直接显示炉内的温度数据。固化炉的加热区应安
装超温报警系统。
5.1.8.2 正常运行情况下,固化炉的温差不宜高于20℃。
5.1.8.3 固化炉的工作温度范围应满足涂料固化温度要求。
5.1.9 导电阴极板
5.1.9.1 导电阴极板应选择合适的材料,如阳极氧化阴极板可选用纯铝板、电解着色阴极板可选用纯镍
板或不锈钢板、电泳阴极板可选用不锈钢板等。
5.1.9.2 导电阴极板表面积与设计处理型材面积和整流器额定处理能力相匹配。
5.1.9.3 导电阴极板排布合理,以确保电流分布均匀。
5.1.9.4 阳极氧化及电泳阴极板应配置极罩。
5.1.10 车间空气净化装置
预处理工序、阳极氧化处理工序、电泳涂漆工序和固化处理工序等区域宜安装抽风与净化设施,保
证车间内部环境及避免污染大气。
5.2 检测设备
根据检验项目不同分为日常检验用仪器、设备和定期检验用仪器、设备,具体如表1所示。
表1 日常检验用仪器、设备和定期检验用仪器、设备
仪器、设备
分类
检验项目 分析仪器、检验设备 备 注
日常检验用
仪器、设备
槽液分析
分析天平、恒温干燥箱、
酸式滴定管、碱式滴定管、
移液管和容量瓶、酸度计、
离子计和电导仪等
分析天平最小读数为0.0001g
膜厚 涡流测厚仪
1.涡流测厚仪的测量范围应不小于涂层厚度范围;
2.涡流测厚仪的准确度要求应达到 GB/T 4957的
规定
封孔质量
恒温水浴锅或恒温箱、
分析天平、恒温干燥箱
恒温干燥箱、恒温水浴锅或恒温箱的控温灵敏度应为
±1℃
漆膜硬度 高级绘图铅笔
此为阳极氧化电泳涂漆工厂必备的检测设备,仅有阳
极氧化处理的工厂不必具备
漆膜附着性 划格器、粘胶带
1.划格器、粘胶带应符合 GB/T 9286的规定,其中划
格器刀刃间隔为1mm;
2.划格器为阳极氧化电泳涂漆工厂必备的检测设备,
仅有阳极氧化处理的工厂不必具备划格器
定期检验用
仪器、设备
耐候性
荧光紫外灯人工加速耐候
仪和(或)氙灯人工加速
耐候仪
耐磨性 落砂试验仪或喷磨试验仪 -
耐盐雾腐蚀性 盐雾试验箱 -
固化炉温度
曲线
炉温追踪仪
1.炉温追踪仪的测量范围应大于涂料的固化温度
范围;
2.炉温追踪仪一般至少需要四条测温线,其中一条测
空气温度,另外三条测量炉内上、中、下三个部位的型
材实际温度
6 基材质量要求
基材质量应符合 GB/T 5237.1的规定。
7 生产工艺要求
7.1 一般要求
7.1.1 基材上排时,基材间应有适当的间距,以保证阳极氧化膜均匀。
7.1.2 卧式生产线基材上排时应有一定的倾斜度,倾斜度宜控制在5°左右。
7.1.3 在经过每一次处理(如预处理、阳极氧化处理、着色处理、封孔处理和电泳涂漆处理)之后都至少
应进行水洗一次。有些处理步骤应进行几次水洗,如碱洗处理、阳极氧化处理和电解着色处理之后至少
应进行两次水洗。有些水洗工序应采用去离子水进行,如在电泳涂漆之前,宜采用在20℃下测得电导
率小于或等于30μs/cm的去离子水中清洗干净。有条件的情况下,水洗槽中的水应进行过滤。
7.1.4 宜考虑水洗槽中水的循环利用。
7.1.5 在阳极氧化处理前,预处理完成的型材在水洗槽内的停留时间不宜大于30min。
7.1.6 阳极氧化处理完成后应及时进入水洗槽进行水洗,水洗干净后应及时进入着色槽进行着色处
理,以确保着色颜色的均匀性。
7.1.7 卧式生产线型材吊进、吊出槽液时应斜进、斜出,倾斜度宜控制在30°左右。
7.1.8 对含镍盐着色处理后及含镍封孔处理后的水洗槽应设置专用排水管,汇集后对废水中的Ni2+进
行单独处理。
7.1.9 阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆典型工艺见表2。
表2 阳极氧化与阳极氧化电泳涂漆典型工艺
序号 工序 处理时间 槽液成分 温度 备注
1 脱脂 根据表面要求确定 按脱脂剂供应商的要求规定 室温
可用阳极氧化的
“废酸”
2 水洗1 0.5min~2min 自来水 室温 pH >2
3 水洗2 0.5min~2min 自来水 室温 pH >4
4 碱洗 根据表面要求确定 30g/L~60g/L的氢氧化钠 40℃~60℃ -
5 水洗1 0.5min~2min 自来水 室温 -
6 水洗2 0.5min~2min 自来水 室温 -
7 去灰
2min~5min
130g/L~225g/L的硫酸
(游离硫酸)
室温
可用阳极氧化的
“废酸”
1min~5min
5g/L~20g/L的硝酸,
130g/L~225g/L的硫酸
(游离硫酸)
室温 -
8 水洗1 0.5min~2min 自来水 室温 -
9 水洗2 0.5min~2min 自来水 室温 pH >4
表2(续)
序号 工序 处理时间 槽液成分 温度 备注
10 阳极氧化
按膜厚而定,一般
20min~60min
130g/L~200g/L的硫酸
(游离硫酸),铝离子浓度为
5g/L~20g/L
20℃±2℃
阳极氧化电压:
10V~20V;
电流密度:
100A/m2~200A/m2
11 水洗1 0.5min~2min 自来水 室温 -
12 水洗2 0.5min~2min 自来水 室温 pH >4
13 中和 3min~5min 20g/L的碳酸氢钠 室温
专为染色而设,
如电解着色,可取
消此工序
14 水洗 0.5min~2min 自来水 室温 -
15 着色
染色
按颜色而定,一般
1min~10min
10g/L~20g/L的染金黄色
用草酸铁铵或草酸铁钠,或
按供应商的技术要求确定
40℃~55℃ pH值4.0~5.5
电解
着色
按颜色深度而定
150g/L±5g/L的硫酸镍,
40g/L±5g/L的硼酸
25℃±3℃ pH值3.8~4.2
50g/L±5g/L的硫酸镍,
30g/L±5g/L的硼酸
25℃±3℃ pH值3.8~4.2
16 水洗1 0.5min~2min 自来水 室温 -
17 水洗2 0.5min~2min 去离子水 室温 -
18 封孔
沸水
封孔
按2min/μm~
3min/μm计算
去离子水 96℃以上 pH值5~8
高温
水蒸
汽封
10min~15min 去离子水 100℃~110℃
水蒸气压力
81060Pa~
101325Pa
中温封孔
按封孔剂供应商的
技术要求确定
按封孔剂供应商的技术
要求确定
40℃~80℃ -
冷封孔
按0.8min/μm~
1.2min/μm计算
镍离子浓度为
0.8g/L~2.0g/L,
氟离子浓度为
0.3g/L~0.8g/L
18℃~32℃ pH值5.5~6.5
19 冷封孔后处理
按0.8min/μm~
1.2min/μm计算
去离子水 60℃~80℃
按0.8min/μm~
1.2min/μm计算
硫酸镍浓度为
5g/L~10g/L
不低于60℃
冷封孔后处理前应
先彻底清洗型材附
着的冷封孔溶液
20 热水洗1 3min~6min 去离子水 70℃~80℃ pH值4~6
21 纯水洗2 2min~4min 去离子水 室温 pH值5~6
表2(续)
序号 工序 处理时间 槽液成分 温度 备注
22 电泳涂漆 2min~4min
丙烯酸系电泳涂料固体分
3%~12%
18℃~25℃
pH值7.0~8.5,
极间距离
500mm~700mm,
极比0.5~1.0
23 水洗1 0.5min~3min 去离子水 室温 -
24 水洗2 0.5min~3min 去离子水 室温 -
25 滴干 按电泳涂料供应商要求确定
26 固化 按电泳涂料供应商要求确定
7.2 阳极氧化预处理
7.2.1 脱脂
7.2.1.1 阳极氧化处理前都应进行脱脂处理,脱脂处理的目的是去除铝表面的油污,以保证碱洗后的型
材表面效果均匀,并减少油污对碱洗槽液的污染,从而提高阳极氧化质量。
7.2.1.2 脱脂处理可选择适宜的脱脂剂(如硫酸溶液)进行。
7.2.1.3 脱脂处理可采用喷淋法或浸渍法。
7.2.1.4 槽液浓度应符合脱脂剂供应商提供的技术要求。脱脂处理典型工艺见表2。
7.2.2 碱洗
7.2.2.1 碱洗处理的目的是去除铝表面自然氧化膜和进一步除掉油污。碱洗是阳极氧化前影响表面质
量的关键性工序。
7.2.2.2 碱洗处理典型工艺见表2。
7.2.3 去灰
7.2.3.1 去灰处理的目的是除掉碱洗后残留在铝型材表面的黑灰。
7.2.3.2 去灰溶液采用酸性溶液,一般采用硫酸溶液或硝酸-硫酸混合溶液。
7.2.3.3 去灰溶液采用出光剂时,不宜含氟离子、六价铬离子及其他有害重金属离子。
7.2.3.4 去灰处理典型工艺见表2。
7.3 阳极氧化处理
7.3.1 总则
主要采用硫酸阳极氧化处理,其他阳极氧化处理(如铬酸阳极氧化处理、硫酸-草酸阳极氧化处理
等)也可使用。阳极氧化处理典型工艺见表2。
7.3.2 阳极氧化槽液成分
硫酸阳极氧化处理槽中硫酸浓度和铝离子浓度对槽液的导电性、阳极氧化膜的耐蚀性和耐磨性以
及封孔质量等都有影响,所以应注意控制硫酸浓度和铝离子浓度。
7.3.3 阳极氧化槽液温度
阳极氧化槽液温度过高,阳极氧化膜的硬度、耐蚀性和耐磨性差;阳极氧化槽液温度过低,阳极氧化
膜的透明度和染色性差,易引起着色不均匀。阳极氧化槽液温度范围应根据阳极氧化槽液类型、铝合金
类型、阳极氧化条件以及阳极氧化膜的性能要求等因素确定。
7.3.4 阳极氧化电压
阳极氧化电压应根据铝合金类型、阳极氧化槽液类型、阳极氧化槽液浓度、阳极氧化槽液温度以及
搅拌强弱等因素确定。
7.3.5 阳极氧化电流密度......
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