0 引言
鋁合金建筑型材是當(dāng)今門窗和幕墻主要的結(jié)構(gòu)材料，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用［1］。鋁合金擠壓型材（未經(jīng)表面處理）外觀單一，并且在潮濕大氣中容易腐蝕［2］，因而很難滿足建筑材料高裝飾性和強(qiáng)耐侯的要求。為了提高裝飾效果、增強(qiáng)抗腐蝕性及延長(zhǎng)使用壽命，鋁型材一般都要進(jìn)行表面處理。因此，表面處理是鋁合金建筑型材生產(chǎn)的一道必不可少且極為重要的工序。
鋁型材表面處理技術(shù)因原理不同，其工藝也有較大區(qū)別。根據(jù)保護(hù)層的性質(zhì)和工藝特點(diǎn)，鋁型材表面處理技術(shù)可分為陽極氧化處理、陽極氧化-電泳處理、有機(jī)涂層處理三大類［3］，其中，有機(jī)涂層處理包括粉末噴涂、氟碳漆噴涂和木紋處理（見圖1）。
鋁合金建筑型材是當(dāng)今門窗和幕墻主要的結(jié)構(gòu)材料，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用［1］。鋁合金擠壓型材（未經(jīng)表面處理）外觀單一，并且在潮濕大氣中容易腐蝕［2］，因而很難滿足建筑材料高裝飾性和強(qiáng)耐侯的要求。為了提高裝飾效果、增強(qiáng)抗腐蝕性及延長(zhǎng)使用壽命，鋁型材一般都要進(jìn)行表面處理。因此，表面處理是鋁合金建筑型材生產(chǎn)的一道必不可少且極為重要的工序。
鋁型材表面處理技術(shù)因原理不同，其工藝也有較大區(qū)別。根據(jù)保護(hù)層的性質(zhì)和工藝特點(diǎn)，鋁型材表面處理技術(shù)可分為陽極氧化處理、陽極氧化-電泳處理、有機(jī)涂層處理三大類［3］，其中，有機(jī)涂層處理包括粉末噴涂、氟碳漆噴涂和木紋處理（見圖1）。
1 陽極氧化處理
陽極氧化于20世紀(jì)50年代應(yīng)用于鋁型材生產(chǎn)，是應(yīng)用最早也是目前應(yīng)用最廣泛的建筑鋁型材表面處理法。陽極氧化型材的突出特點(diǎn)是外觀金屬質(zhì)感強(qiáng)。
1.1 陽極氧化工藝流程
陽極氧化工流程見圖2
陽極氧化于20世紀(jì)50年代應(yīng)用于鋁型材生產(chǎn)，是應(yīng)用最早也是目前應(yīng)用最廣泛的建筑鋁型材表面處理法。陽極氧化型材的突出特點(diǎn)是外觀金屬質(zhì)感強(qiáng)。
1.1 陽極氧化工藝流程
陽極氧化工流程見圖2
1.2 機(jī)械預(yù)處理
機(jī)械預(yù)處理主要有機(jī)械噴砂和機(jī)械拋光［4］。機(jī)械噴砂是獲得砂面型材的一個(gè)重要途徑，由鋁型材噴砂機(jī)完成。機(jī)械噴砂可能完全消除表面缺陷和擠壓條紋，得到比化學(xué)砂面（堿蝕砂面）更加均勻的啞光表面。另外，機(jī)械噴砂在生產(chǎn)成本和環(huán)保上也具有較大優(yōu)勢(shì)。
機(jī)械拋光是鋁型材拋光機(jī)上進(jìn)行的。將鋁型材有規(guī)則地平放在工作臺(tái)上，通過高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪與表面觸壓和磨擦，使表面光滑平整，直至達(dá)到鏡面效果。生產(chǎn)中常常用拋光來消除擠壓條紋，因此，這時(shí)又稱為“機(jī)械掃紋”［5］。
1.3 化學(xué)前處理
1.3.1 脫脂
工藝：200～300g/LH2SO4,室溫，時(shí)間3～5min。
1.3.2 酸性砂面
酸性砂面工藝：60～100g/LNH4HF，15～20g/L穩(wěn)定劑，10g/L促進(jìn)劑，pH值1～2，溫度45～55℃，時(shí)間2～6min。酸性砂面易產(chǎn)生大量白色沉淀物，槽液需要循環(huán)過濾。廢水中F-濃度高，必須進(jìn)行凈化處理。
酸性砂面處理后需要進(jìn)行短時(shí)間的堿蝕處理，以除去吸附在鋁表面的氟鋁酸鹽膜。酸性砂面對(duì)擠壓條紋有較強(qiáng)的掩蓋能力，外觀細(xì)膩，質(zhì)感強(qiáng)，在我國廣泛應(yīng)用。
1.3.3 堿蝕和堿性砂面
堿蝕的目的是除去鋁表面自然氧化膜，減輕或消除表面擠壓紋、劃傷及其它缺陷，同時(shí)還可徹底清除表面油污。堿蝕好壞直接影響鋁型材外觀質(zhì)量，因此堿蝕是陽極氧化前極為重要的工序。堿蝕工藝為：30～100g/LNaOH，15～20g/L堿蝕劑，溫度45～65℃，時(shí)間1～5min。堿蝕劑的加入，能有效防止槽液產(chǎn)生沉淀和結(jié)塊，延長(zhǎng)槽液使用壽命。適當(dāng)延長(zhǎng)堿蝕時(shí)間（一般8～15min）還可獲得啞光表面的鋁型材，這種處理通常稱為堿性砂面。
1.3.4 化學(xué)拋光
少量室內(nèi)裝飾鋁型材需進(jìn)行化學(xué)拋光，一般采用“三酸”工藝[7]。“三酸”拋光產(chǎn)生大量NOX黃色有害氣體（俗稱“黃煙”），環(huán)境污染嚴(yán)重。為了消除“黃煙”，開發(fā)了以H2SO4—H3PO4為主體的兩酸拋光[7]。
1.3.5 出光
工藝為：15%～30%（體積比）HNO3，室溫，時(shí)間1～3min。也可用氧化槽廢H2SO4代替HNO3。
1.4 H2SO4陽極氧化［8］
鋁合金在H2SO4溶液中進(jìn)行陽極氧化生成的氧化膜，白色透明，孔隙率高，著色性能好，特別適用于鋁型材的氧化處理。H2SO4陽極氧化工藝如下：H2SO4150～180g/L；Al3+≤20g/L；溫度20±2℃；電流密度1.1～1.5A/dm2；交流電壓16～18V；陽極極板純鋁板、鉛板；時(shí)間25～35min（依膜厚而定）。
溫度對(duì)氧化膜性能影響顯著：溫度過高，氧化膜耐磨性、耐蝕性降低，且成膜困難；溫度過低，膜層透明度降低，著色性能差，脆性增強(qiáng)，易開裂。為控制溫度20±2℃，必須建立冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
1.5 著色
主要有電解著色和化學(xué)著色?；瘜W(xué)著色是將經(jīng)過陽極氧化的鋁合金浸漬在含有染料的溶液中，由于氧化膜多孔層的吸附作用，染料分子因此進(jìn)入孔隙而顯色，所以化學(xué)著色也稱化學(xué)染色。化學(xué)染色膜耐曬性、耐候性不如電解著色，一般只用于室內(nèi)裝飾鋁型材著色處理。因此，鋁型材主要采用電解著色，其方法是在含有金屬離子的溶液中，通過電流的作用，金屬離子還原生成金屬（或金屬氧化物）沉積在氧化膜底部，由于沉積物對(duì)光的散射作用而呈現(xiàn)各種色彩。
1.5.1 錫鹽、錫-鎳鹽電解著香檳色、黑色
最初的電解著色為錫鹽、錫-鎳鹽電解著香檳色、黑色，其工藝見表1。一般情況下，同一錫鹽或錫鎳混合鹽電解著色槽中，通過改變電壓或著色時(shí)間，可以獲得包括香檳色—青銅色—咖啡色—古銅色—黑色等一系列由淺及深的顏色（通常稱為青銅色系）。其中錫鎳混合鹽體系較單錫鹽體系更易獲得真黑色。
機(jī)械預(yù)處理主要有機(jī)械噴砂和機(jī)械拋光［4］。機(jī)械噴砂是獲得砂面型材的一個(gè)重要途徑，由鋁型材噴砂機(jī)完成。機(jī)械噴砂可能完全消除表面缺陷和擠壓條紋，得到比化學(xué)砂面（堿蝕砂面）更加均勻的啞光表面。另外，機(jī)械噴砂在生產(chǎn)成本和環(huán)保上也具有較大優(yōu)勢(shì)。
機(jī)械拋光是鋁型材拋光機(jī)上進(jìn)行的。將鋁型材有規(guī)則地平放在工作臺(tái)上，通過高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪與表面觸壓和磨擦，使表面光滑平整，直至達(dá)到鏡面效果。生產(chǎn)中常常用拋光來消除擠壓條紋，因此，這時(shí)又稱為“機(jī)械掃紋”［5］。
1.3 化學(xué)前處理
1.3.1 脫脂
工藝：200～300g/LH2SO4,室溫，時(shí)間3～5min。
1.3.2 酸性砂面
酸性砂面工藝：60～100g/LNH4HF，15～20g/L穩(wěn)定劑，10g/L促進(jìn)劑，pH值1～2，溫度45～55℃，時(shí)間2～6min。酸性砂面易產(chǎn)生大量白色沉淀物，槽液需要循環(huán)過濾。廢水中F-濃度高，必須進(jìn)行凈化處理。
酸性砂面處理后需要進(jìn)行短時(shí)間的堿蝕處理，以除去吸附在鋁表面的氟鋁酸鹽膜。酸性砂面對(duì)擠壓條紋有較強(qiáng)的掩蓋能力，外觀細(xì)膩，質(zhì)感強(qiáng)，在我國廣泛應(yīng)用。
1.3.3 堿蝕和堿性砂面
堿蝕的目的是除去鋁表面自然氧化膜，減輕或消除表面擠壓紋、劃傷及其它缺陷，同時(shí)還可徹底清除表面油污。堿蝕好壞直接影響鋁型材外觀質(zhì)量，因此堿蝕是陽極氧化前極為重要的工序。堿蝕工藝為：30～100g/LNaOH，15～20g/L堿蝕劑，溫度45～65℃，時(shí)間1～5min。堿蝕劑的加入，能有效防止槽液產(chǎn)生沉淀和結(jié)塊，延長(zhǎng)槽液使用壽命。適當(dāng)延長(zhǎng)堿蝕時(shí)間（一般8～15min）還可獲得啞光表面的鋁型材，這種處理通常稱為堿性砂面。
1.3.4 化學(xué)拋光
少量室內(nèi)裝飾鋁型材需進(jìn)行化學(xué)拋光，一般采用“三酸”工藝[7]。“三酸”拋光產(chǎn)生大量NOX黃色有害氣體（俗稱“黃煙”），環(huán)境污染嚴(yán)重。為了消除“黃煙”，開發(fā)了以H2SO4—H3PO4為主體的兩酸拋光[7]。
1.3.5 出光
工藝為：15%～30%（體積比）HNO3，室溫，時(shí)間1～3min。也可用氧化槽廢H2SO4代替HNO3。
1.4 H2SO4陽極氧化［8］
鋁合金在H2SO4溶液中進(jìn)行陽極氧化生成的氧化膜，白色透明，孔隙率高，著色性能好，特別適用于鋁型材的氧化處理。H2SO4陽極氧化工藝如下：H2SO4150～180g/L；Al3+≤20g/L；溫度20±2℃；電流密度1.1～1.5A/dm2；交流電壓16～18V；陽極極板純鋁板、鉛板；時(shí)間25～35min（依膜厚而定）。
溫度對(duì)氧化膜性能影響顯著：溫度過高，氧化膜耐磨性、耐蝕性降低，且成膜困難；溫度過低，膜層透明度降低，著色性能差，脆性增強(qiáng)，易開裂。為控制溫度20±2℃，必須建立冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
1.5 著色
主要有電解著色和化學(xué)著色?；瘜W(xué)著色是將經(jīng)過陽極氧化的鋁合金浸漬在含有染料的溶液中，由于氧化膜多孔層的吸附作用，染料分子因此進(jìn)入孔隙而顯色，所以化學(xué)著色也稱化學(xué)染色。化學(xué)染色膜耐曬性、耐候性不如電解著色，一般只用于室內(nèi)裝飾鋁型材著色處理。因此，鋁型材主要采用電解著色，其方法是在含有金屬離子的溶液中，通過電流的作用，金屬離子還原生成金屬（或金屬氧化物）沉積在氧化膜底部，由于沉積物對(duì)光的散射作用而呈現(xiàn)各種色彩。
1.5.1 錫鹽、錫-鎳鹽電解著香檳色、黑色
最初的電解著色為錫鹽、錫-鎳鹽電解著香檳色、黑色，其工藝見表1。一般情況下，同一錫鹽或錫鎳混合鹽電解著色槽中，通過改變電壓或著色時(shí)間，可以獲得包括香檳色—青銅色—咖啡色—古銅色—黑色等一系列由淺及深的顏色（通常稱為青銅色系）。其中錫鎳混合鹽體系較單錫鹽體系更易獲得真黑色。
表1 錫鹽、錫鎳混合鹽電解著色工藝規(guī)范
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體系工藝條件
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錫鹽
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錫-鎳混合鹽
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SnSO4， g/L
NiSO4·6H2O， g/L
H2SO4， g/L
硼酸， g/L
穩(wěn)定劑， g/L
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10～15
15～18
15～20
|
5～8
25～35
18～20
20～30
20～25
|
|
pH值
溫度（℃）
電壓 （V）
時(shí)間（min）
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1.0±0.1
25±5
10～16
2～15
|
1.0±0.1
25±5
14～17
2～15
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1.5.2 單鎳鹽電解著仿不銹鋼色
單鎳鹽電解著色技術(shù)研究較早，但由于該體系對(duì)槽液雜質(zhì)敏感，其工業(yè)應(yīng)用一度受到限制。近年來通過采用特殊的電流和槽液提純回收系統(tǒng)，鎳鹽電解著色逐漸推廣。鎳鹽體系主要用來著仿不銹鋼色等淺色調(diào)。表2列出了鎳鹽著色的典型工藝。
單鎳鹽電解著色技術(shù)研究較早，但由于該體系對(duì)槽液雜質(zhì)敏感，其工業(yè)應(yīng)用一度受到限制。近年來通過采用特殊的電流和槽液提純回收系統(tǒng)，鎳鹽電解著色逐漸推廣。鎳鹽體系主要用來著仿不銹鋼色等淺色調(diào)。表2列出了鎳鹽著色的典型工藝。
表2 單鎳鹽電解著色典型工藝
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著色方法
成份及工藝 |
淺田法［9］
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直－交流法
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柱化法［10］
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Unicol法［11］
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NiSO4·6H2O， g/L
硼酸 ， g/L 硫酸銨 ， g/L 酒石酸 ， g/L |
30
30
15
|
100
（導(dǎo)電鹽） 150
（穩(wěn)定劑） 10 |
150±5
40±5
|
90
40
100
9
|
|
pH值
溫度 ， ℃ 電流 時(shí)間 |
3.5～5.5
22～28
交流10～18V
0.5～25 min |
5.5
25±5
先直流16V 2min 后交流16V 2min
|
3.6～4.2
22～28
極性反轉(zhuǎn)直流 |
20～30
直流脈沖
2～7 min
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1.5.3 電解著金黃色和鈦金色
金黃色電解著色以KMnO4體系為主，其工藝為：7～12g/LKMnO4，25～35g/LH2SO4，添加劑15～25g/L，溫度15～40℃，交流電壓7～10V，時(shí)間2～4min。
鈦金色是一種類似黃金的色調(diào)，因而也稱“K金色”。其主要成份為亞硒酸,屬劇毒物，且價(jià)格昂貴，較少應(yīng)用。
1.6 封閉
目前應(yīng)用最普遍的封閉方法為常溫封閉，該方法20世紀(jì)80年代興起。常用的封閉劑以氟—鎳體系為主，其工藝為：Ni2+0.8~1.2g/L，F(xiàn)－0.4~0.6g/L，pH值5.5~6.5溫度28±2℃，時(shí)間8～15分鐘。為了保證封閉質(zhì)量，封閉槽液應(yīng)采用去離子水配制。
封閉可以提高氧化膜的耐蝕性、耐候性及抗污染能力。因此，封閉效果是衡量鋁型材產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)。其質(zhì)量要求為失重率不超過30mg/dm2［12，13］。
2 陽極氧化-電泳處理［14］
陽極氧化-電泳處理，即陽極氧化后進(jìn)行電泳涂漆，通常簡(jiǎn)稱為電泳處理，最早于20世紀(jì)60年代在日本開始采。其保護(hù)層為陽極氧化膜和電泳涂層的復(fù)合膜（日本稱為“復(fù)合氧化膜”），因此其耐候性優(yōu)于陽極氧化型材。電泳型材外觀華麗，但漆膜易劃傷，目前其應(yīng)用在亞洲尤其是日本較普遍。
2.1 電泳工藝流程
工藝流程：脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽極氧化→水洗→純水洗→電解著色→水洗→熱純水洗→冷純水洗→電泳→RO1水洗→RO2水洗→瀝水→烘烤（180℃，25～30min）
2.2 電泳設(shè)備
電泳設(shè)備主要包括電泳槽、循環(huán)系統(tǒng)、精制回收系統(tǒng)、電源、烘烤系統(tǒng)等(見圖3)。
金黃色電解著色以KMnO4體系為主，其工藝為：7～12g/LKMnO4，25～35g/LH2SO4，添加劑15～25g/L，溫度15～40℃，交流電壓7～10V，時(shí)間2～4min。
鈦金色是一種類似黃金的色調(diào)，因而也稱“K金色”。其主要成份為亞硒酸,屬劇毒物，且價(jià)格昂貴，較少應(yīng)用。
1.6 封閉
目前應(yīng)用最普遍的封閉方法為常溫封閉，該方法20世紀(jì)80年代興起。常用的封閉劑以氟—鎳體系為主，其工藝為：Ni2+0.8~1.2g/L，F(xiàn)－0.4~0.6g/L，pH值5.5~6.5溫度28±2℃，時(shí)間8～15分鐘。為了保證封閉質(zhì)量，封閉槽液應(yīng)采用去離子水配制。
封閉可以提高氧化膜的耐蝕性、耐候性及抗污染能力。因此，封閉效果是衡量鋁型材產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)。其質(zhì)量要求為失重率不超過30mg/dm2［12，13］。
2 陽極氧化-電泳處理［14］
陽極氧化-電泳處理，即陽極氧化后進(jìn)行電泳涂漆，通常簡(jiǎn)稱為電泳處理，最早于20世紀(jì)60年代在日本開始采。其保護(hù)層為陽極氧化膜和電泳涂層的復(fù)合膜（日本稱為“復(fù)合氧化膜”），因此其耐候性優(yōu)于陽極氧化型材。電泳型材外觀華麗，但漆膜易劃傷，目前其應(yīng)用在亞洲尤其是日本較普遍。
2.1 電泳工藝流程
工藝流程：脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽極氧化→水洗→純水洗→電解著色→水洗→熱純水洗→冷純水洗→電泳→RO1水洗→RO2水洗→瀝水→烘烤（180℃，25～30min）
2.2 電泳設(shè)備
電泳設(shè)備主要包括電泳槽、循環(huán)系統(tǒng)、精制回收系統(tǒng)、電源、烘烤系統(tǒng)等(見圖3)。
2.3 電泳涂料及復(fù)合膜
鋁型材電泳涂料主要成分為丙烯酸樹脂，并以有機(jī)胺或無機(jī)堿為中和劑，固化劑為三聚氰胺甲醛樹脂，另外還包括顏料、溶劑、添加劑等成份。初期主要是透明清漆，后來又開發(fā)了亞光（消光）漆、白色漆和彩色漆。目前，仍以透明清漆最為普遍，而亞光、彩色電泳則應(yīng)用較少。表3列出了市場(chǎng)上主要電泳型材及其復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)[15]。
鋁型材電泳涂料主要成分為丙烯酸樹脂，并以有機(jī)胺或無機(jī)堿為中和劑，固化劑為三聚氰胺甲醛樹脂，另外還包括顏料、溶劑、添加劑等成份。初期主要是透明清漆，后來又開發(fā)了亞光（消光）漆、白色漆和彩色漆。目前，仍以透明清漆最為普遍，而亞光、彩色電泳則應(yīng)用較少。表3列出了市場(chǎng)上主要電泳型材及其復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)[15]。
表3 電泳涂漆型材及其復(fù)合膜結(jié)構(gòu)
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電泳
型材
|
工 藝
|
復(fù)合膜斷面圖
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|||||
|
陽極
氧化
|
電解
著色
|
電泳涂漆
|
|||||
|
清漆
|
亞光
|
白色
|
彩色
|
||||
|
有光澤
銀白色
|
●
|
|
●
|
|
|
|
|
|
亞光
銀白色
|
●
|
|
|
●
|
|
|
|
|
有光澤
著色
|
●
|
●
|
●
|
|
|
|
|
|
亞光
著色
|
●
|
●
|
|
●
|
|
|
|
|
白色
|
●
|
|
|
|
●
|
|
|
|
彩色
透明
|
●
|
|
|
|
|
●
|
|
|
彩色
透明
|
●
|
●
|
|
|
|
●
|
|
3 粉末噴涂
鋁型材粉末涂料主要為熱固性飽和聚酯，其顏色種類較多，可以根據(jù)用戶需要更換粉末。粉末涂層其局部厚度應(yīng)控制在40µm～120µm之間。粉末涂層堅(jiān)固耐用，耐化學(xué)介質(zhì)性能好，生產(chǎn)簡(jiǎn)單，在鋁型材表面處理中占有較大比重（約35%），近年來在我國發(fā)展較快。
3.1 噴涂前處理
鋁型材噴涂前要進(jìn)行化學(xué)前處理，使表面形成均勻的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，以提高涂層的附著力和耐蝕性。常用工藝有：
（1）脫脂→水洗→堿蝕→水洗→出光→水洗→化學(xué)轉(zhuǎn)化→水洗→水洗→烘干（60～85℃）
（2）“三合一”清洗→水洗→水洗→化學(xué)轉(zhuǎn)化→水洗→水洗→烘干（60～85℃）
化學(xué)轉(zhuǎn)化處理分為鉻化、磷鉻化［16］及無鉻化學(xué)處理［17］。由于鉻化膜的耐蝕性好，與漆層附著力強(qiáng)，工藝穩(wěn)定，應(yīng)用較廣。但六價(jià)鉻致癌，污染環(huán)境。無鉻化學(xué)氧化性能遠(yuǎn)不及鉻化、磷鉻化，其應(yīng)用受到一定限制。
3.2 粉末靜電噴涂
粉末靜電噴涂是將噴槍頭上的金屬導(dǎo)流環(huán)接上高壓負(fù)極，鋁型材接地形成正極，當(dāng)壓縮空氣將粉末從供粉桶經(jīng)輸送管送至噴槍導(dǎo)流環(huán)時(shí)，負(fù)極產(chǎn)生電場(chǎng)放電而使粉末帶上負(fù)電荷，在靜電力和壓縮空氣的共同作用下，粉末從槍口飛向鋁型材并均勻地吸附于表面，經(jīng)過加熱，粉末熔解并流平固化成均勻的涂層，其工藝流程如圖4。
鋁型材粉末涂料主要為熱固性飽和聚酯，其顏色種類較多，可以根據(jù)用戶需要更換粉末。粉末涂層其局部厚度應(yīng)控制在40µm～120µm之間。粉末涂層堅(jiān)固耐用，耐化學(xué)介質(zhì)性能好，生產(chǎn)簡(jiǎn)單，在鋁型材表面處理中占有較大比重（約35%），近年來在我國發(fā)展較快。
3.1 噴涂前處理
鋁型材噴涂前要進(jìn)行化學(xué)前處理，使表面形成均勻的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，以提高涂層的附著力和耐蝕性。常用工藝有：
（1）脫脂→水洗→堿蝕→水洗→出光→水洗→化學(xué)轉(zhuǎn)化→水洗→水洗→烘干（60～85℃）
（2）“三合一”清洗→水洗→水洗→化學(xué)轉(zhuǎn)化→水洗→水洗→烘干（60～85℃）
化學(xué)轉(zhuǎn)化處理分為鉻化、磷鉻化［16］及無鉻化學(xué)處理［17］。由于鉻化膜的耐蝕性好，與漆層附著力強(qiáng)，工藝穩(wěn)定，應(yīng)用較廣。但六價(jià)鉻致癌，污染環(huán)境。無鉻化學(xué)氧化性能遠(yuǎn)不及鉻化、磷鉻化，其應(yīng)用受到一定限制。
3.2 粉末靜電噴涂
粉末靜電噴涂是將噴槍頭上的金屬導(dǎo)流環(huán)接上高壓負(fù)極，鋁型材接地形成正極，當(dāng)壓縮空氣將粉末從供粉桶經(jīng)輸送管送至噴槍導(dǎo)流環(huán)時(shí)，負(fù)極產(chǎn)生電場(chǎng)放電而使粉末帶上負(fù)電荷，在靜電力和壓縮空氣的共同作用下，粉末從槍口飛向鋁型材并均勻地吸附于表面，經(jīng)過加熱，粉末熔解并流平固化成均勻的涂層，其工藝流程如圖4。
4 氟碳漆噴涂
氟碳噴涂采用靜電液相噴涂法，為了得到性能優(yōu)良的涂層，一般采用二層、三層、四層工藝，其中以二層、三層工藝為主。具體工藝流程為：化學(xué)前處理→底漆靜電噴涂→流平→面漆靜電噴涂→流平→罩光漆靜電噴涂→流平→烘烤固化。
氟碳涂料以聚偏二氟乙烯樹脂（PVDF）為基料，加以金屬粉合成，具有金屬光澤。氟碳涂層耐紫外線輻射，其耐蝕性能優(yōu)于粉末涂層，一般用于高檔鋁型材的表面處理。
5 木紋處理［18，19］
木紋處理90年代末開始引入我國，主要用于室內(nèi)裝飾型材的表面處理。木紋處理目前主要采用轉(zhuǎn)印法，它是在經(jīng)過粉末靜電噴涂合格的鋁型材表面貼上一層印有一定圖案（木紋、大理石紋）的滲透膜，然后抽真空，使?jié)B透膜完全覆蓋在鋁型材表面，再經(jīng)過加熱，使?jié)B透膜上的油墨轉(zhuǎn)移，滲入粉末涂層，從而使鋁型材表面形成與滲透膜上圖案完全一樣的外觀。木紋處理是在粉末涂層上進(jìn)行的，因此，粉末涂層的準(zhǔn)備與粉末噴涂型材的生產(chǎn)工序完全相同，只是所用粉末必須與熱滲透膜匹配，否則可能不易上紋，其膜厚宜控制在60～90µm。
木紋處理工藝流程為：
前處理→粉末噴涂→烘烤→檢驗(yàn)合格→手工貼膜→抽真空→入爐加熱→出爐解除真空→冷卻撕膜→檢驗(yàn)包裝
抽真空時(shí)應(yīng)合理控制真空度，過高或過低的真空度都會(huì)造成無圖紋或圖紋模糊。轉(zhuǎn)印溫度宜控制在175～195℃。溫度高，會(huì)出現(xiàn)色差、印斑等缺陷，溫度太低，會(huì)造成圖紋模糊。
6 發(fā)展趨勢(shì)
目前，鋁型材表面處理工藝相對(duì)成熟，其產(chǎn)品也豐富多彩。與發(fā)達(dá)國家相比，我國鋁型材表面處理仍有較大差距，主要表現(xiàn)生產(chǎn)裝備落后，環(huán)境污染嚴(yán)重，能耗高。因此，未來一定時(shí)期，鋁型材表面處理的發(fā)展趨勢(shì)是開發(fā)并推廣清潔環(huán)保、高效節(jié)能技術(shù)，其具體表現(xiàn)為：
（1）噴涂前處理的無鉻化學(xué)氧化工藝。當(dāng)前的無鉻氧化槽液穩(wěn)定性和膜層性能仍很難滿足要求，需要進(jìn)一步提高和完善。
（2）環(huán)保型電解拋光技術(shù)。開發(fā)以有機(jī)醇為主要成分的電解拋光工藝不但有利環(huán)保，而且拋光效果比“傳統(tǒng)三酸”更好，發(fā)展前途被廣為看好。
（3）高速高效陽極氧化技術(shù)［20］。通過改變電流波形、槽液成份等，使成膜速度提高至1µm/min，其生產(chǎn)效率可提高約3倍。
（4）電解著色向多色彩化方向發(fā)展。為了生產(chǎn)更多顏色的陽極氧化型材，歐洲開始采用多色化電解著色技術(shù)［21］，即在同一電解著色槽中可以得到紅、黃、藍(lán)、灰等多種顏色。該技術(shù)已有應(yīng)用，但大批量生產(chǎn)主要為藍(lán)色、灰色鋁型材，其應(yīng)用仍需進(jìn)一步研究。
（5）槽液閉路循環(huán)回收技術(shù)和裝備[22]。陽極氧化生產(chǎn)各工序采用閉路循環(huán)回收，不但可以實(shí)現(xiàn)低排放或零排放，還可提高槽液穩(wěn)定性，降低化學(xué)品消耗。主要包括氧化槽液除鋁回收硫酸；堿蝕槽分離Al（OH）3回收堿，鎳鹽電解著色回收鎳并除去雜質(zhì)，常溫封閉除沉淀和金屬雜質(zhì)等。
（6）堅(jiān)固耐劃、超強(qiáng)耐候性的電泳涂料。目前電泳漆存在容易出現(xiàn)劃痕的缺點(diǎn)，在豐富電泳涂層外觀的同時(shí)，應(yīng)開發(fā)堅(jiān)固耐劃、耐候性更強(qiáng)的陽極電泳涂料。
[參考文獻(xiàn)]
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［3］朱祖芳.鋁型材表面處理發(fā)展之過去產(chǎn)未來十年[J].電鍍與涂飾，2002，21（2）：44～45
［4］朱祖芳.鋁型材陽極氧化的表面機(jī)械預(yù)處理［A］.中國表面工程協(xié)會(huì)轉(zhuǎn)化膜專業(yè)委員會(huì),第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文選集［C］，1997，1～5
［5］鄧志偉.提高鋁型材表面質(zhì)量的機(jī)械掃紋法［J］.電鍍與精飾，2003，25（1）：16～18
［6］王祝堂，田榮璋.鋁合金及其加工手冊(cè)［M］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2000.757～759
［7］龐洪濤.鋁及鋁合金環(huán)保型化學(xué)拋光研究［D］.武漢：武漢材料保護(hù)研究所，2002，20～38
[8]暨調(diào)和，曾凌三，張國芝.建筑鋁型材的陽極氧化和電解著色［M］.長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1994，85～106
［9］淺田太平.日本特許310401，1960
［10］朱祖芳.鋁合金陽極氧化與表面處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，177～188
［11］吉田幸一.日本專利：特許公報(bào)昭58—52037，1983
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［14］劉婭莉，暨調(diào)和.鋁型材電泳涂裝技術(shù)及發(fā)展［J］.電鍍與涂飾，2002，21（1）：41～45
［15］大田裕.日本鋁材復(fù)合氧化膜涂層技術(shù)的現(xiàn)狀［J］.輕合金加工技術(shù)，2004，32（2）：1～4
［16］張?jiān)收\，胡如南，向榮.電鍍手冊(cè)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1997.890～893
［17］Karmascheketal.Chromium-freeConversionCoatingTreatmentofAluminum[P].USPat:5584946,1996
［18］楊育者，陳剛，汪蛟.鋁型材彩色木紋轉(zhuǎn)化膜形成機(jī)理與生產(chǎn)實(shí)踐［J］.輕合金加工技術(shù)，2002，30（4）：50～51
［19］FenziG,ThibodeauR.CoatingaluminiumwithawoodandMarbleeffect[J].AluniniumFinishing,1997,17(2):12～15
［20］Strazzie,BelleiS.HEAhigh-speed-high-efficiencyanodizing[J].AluminiumFinishing,1997,17(3):10～11
［21］StrazziE,YincenziF,Belleis.MulticolorelectrolyticColours[J].AluminumFinishing,1997,17(1):20～22
［22］FumeauxRC,FinlaysonSA.The“zerodischarge”anodizingline[J].AluninumFinishing,1997,17(2).34～35
氟碳噴涂采用靜電液相噴涂法，為了得到性能優(yōu)良的涂層，一般采用二層、三層、四層工藝，其中以二層、三層工藝為主。具體工藝流程為：化學(xué)前處理→底漆靜電噴涂→流平→面漆靜電噴涂→流平→罩光漆靜電噴涂→流平→烘烤固化。
氟碳涂料以聚偏二氟乙烯樹脂（PVDF）為基料，加以金屬粉合成，具有金屬光澤。氟碳涂層耐紫外線輻射，其耐蝕性能優(yōu)于粉末涂層，一般用于高檔鋁型材的表面處理。
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木紋處理90年代末開始引入我國，主要用于室內(nèi)裝飾型材的表面處理。木紋處理目前主要采用轉(zhuǎn)印法，它是在經(jīng)過粉末靜電噴涂合格的鋁型材表面貼上一層印有一定圖案（木紋、大理石紋）的滲透膜，然后抽真空，使?jié)B透膜完全覆蓋在鋁型材表面，再經(jīng)過加熱，使?jié)B透膜上的油墨轉(zhuǎn)移，滲入粉末涂層，從而使鋁型材表面形成與滲透膜上圖案完全一樣的外觀。木紋處理是在粉末涂層上進(jìn)行的，因此，粉末涂層的準(zhǔn)備與粉末噴涂型材的生產(chǎn)工序完全相同，只是所用粉末必須與熱滲透膜匹配，否則可能不易上紋，其膜厚宜控制在60～90µm。
木紋處理工藝流程為：
前處理→粉末噴涂→烘烤→檢驗(yàn)合格→手工貼膜→抽真空→入爐加熱→出爐解除真空→冷卻撕膜→檢驗(yàn)包裝
抽真空時(shí)應(yīng)合理控制真空度，過高或過低的真空度都會(huì)造成無圖紋或圖紋模糊。轉(zhuǎn)印溫度宜控制在175～195℃。溫度高，會(huì)出現(xiàn)色差、印斑等缺陷，溫度太低，會(huì)造成圖紋模糊。
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