铝合金板材印前处理工艺.doc

金屬鋁合金板材印前處理工藝在金屬表面上進行絲網印刷，其表面必須經過前處理。金屬表面的前處理工藝，也稱為印前加工。金屬表面的前處理有多種模式，如除油、拋光、拉絲、氧化、砂面處理、噴漆等。這些工藝可以按照產品的不同要求，根據底層材料的情況，單獨或配合使用，以達到預期的效果。鋁合金標牌是絲網印刷業接觸最多的產品，下面以鋁合金表面處理為代表，簡要介紹金屬絲印的前處理工藝。鋁合金標牌前處理的目的主要有兩個一是裝飾性，即去除鋁板材料的一些缺陷增加其表面的美觀程度；二是工藝性，即借助與一些前處理工藝改變材料表面光潔程度，以增強印刷涂料在其上面的附著力。鋁合金板材的前處理方法很多,簡介如下:一 、除油處理除油屬於工藝性前處理。為了使鋁板表面對印刷涂料有一定的親和性，要求把板材表面的油污去除。一般封裝油污可用細軟鋸末擦除，機械加工中的油污則可以用有機溶劑擦洗或用鹼性溶液化學除油。常用的鹼性除油溶液的配方介紹如下:簡易配方及工藝條件碳酸鈉 5060g 水 加至1000ml 溶液溫度 6080清洗時間 25min常用配方及工藝條件碳酸鈉 30g 磷 50g 矽酸鈉 10g 水 加至1000ml溶液溫度 6080 清洗時間 25min二、拋光處理拋光是克服金屬材料表面缺陷，提升表面光潔度的常用方法。拋光大體可分為機械拋光、化學拋光和電化學拋光三大類。機械拋光時先採用布輪拋光機加拋光膏對材料表面進行粗拋磨，再用細布輪精拋，使材料表面達到要求的光潔效果。多用於陽極氧化染色標牌和旋紋，折游標牌用的鋁板材的裝飾性處理。機械拋光後的鋁板，為了獲得不錯的光亮度及良好的氧化效果，有時還需要進行化學拋光和電化學拋光。化學拋光多在酸性溶液中進行。電化學拋光則是更高的表面精加工方法，可以獲得光亮度更高的“鏡面”效果和減少大氣對鋁板表面的氧化。鋁的化學拋光溶液配方和工藝條件如下（供參考）磷酸 75% 硫酸鎳 2g/1000ml硫酸15% 溶液溫度 100115硝酸10% 拋光時間 115min酸性電化學拋光溶液的配方和工藝條件如下（供參考）磷酸 相對密度1.70 90% 甘油(丙三醇) 1% 溶液溫度 5565 電壓 1220V電流密度 1030A/dm2拋光時間 14min鹼性電化學溶液的配方和工藝條件如下（供參考）水 1000ml 溶液溫度 8085無水碳酸鈉 300g 拋光時間 35min磷酸鈉 100g 電壓 12V氫氧化鈉 30 g 電流密度 36A/dm2配製時應邊加熱邊攪拌，完全溶解後方可使用。電化學拋光後可以用下列溶液和工藝條件去膜水 1000ml 磷酸 相對密度1.70 90% 35g 鉻酐(三氧化鉻) 20g 溶液溫度 90100 時間:去盡為止三、拉絲與旋紋處理拉絲可根據裝飾需要，製成直紋、亂紋、螺紋波紋和旋紋等幾種。直紋拉絲是指鋁板表面用機械摩擦的方法加工出直線紋路。它具有刷紋鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直線拉絲有連續絲紋和斷續絲紋兩種。連續絲紋可用百潔布或不鏽鋼刷透過對鋁板表面進行連續水準線摩擦獲取。改變不鏽鋼刷的鋼絲直徑，可獲取不同粗細的紋路。斷續紋絲一般在刷光機上加工製得。製作原理:採用兩組同向旋轉的差動輪，上組為快速旋轉的磨輥，下組為慢速轉送的膠輥，鋁或鋁合金板從兩組輥輪中經過，被刷出細膩的斷續Z直紋。亂紋拉絲是高速運轉的銅絲刷下，使鋁板前後左右移動摩擦所獲得的一種無規則，無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工，對鋁或鋁合金析的表面要求較高。波紋一般在刷光機和擦紋機上製作。利用上組磨輥的軸向運動，在鋁或鋁合金板表面磨刷，得出波浪式紋路。旋紋也稱旋光，是採用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鑽床上，用煤油調和拋光油膏，對鋁或鋁合金板表面進行旋轉拋磨所獲得的一種絲紋。它多用於圓形標牌和小型裝飾性表盤的裝飾性加工。螺紋是用一台在軸上裝有圓形毛氈的小電機，將其固定在桌面上，與桌子邊沿成60度左右的角度。別外做一個裝有固定鋁板壓條的拖板，在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋寬度。利用毛氈的旋轉與拖板的直線移動，在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。四、噴砂處理噴砂處理是為了獲得膜光裝飾或細微反射的表面，以符合光澤柔和等特殊設計需要。同時，可以使絲印時印料和承印物的結合更牢固。噴砂通常在專用噴砂機內進行。根據砂面粗細程度的要求，選擇適當目數的石英砂，噴製成適當的砂面。均勻適度的噴砂處理，基本上可以克服鋁材表面的常見的缺陷。五、氧化染色處理用鋁作基材，採用氧化染色工藝來製作絲印標牌是目前應用較為普遍的一種方法。在鋁和鋁合金材料中，以高純鋁、1-4號工業純鋁、LT66特殊鋁合金及名鎂合金為較理想的用料。5號以上硬鋁由於其含銅量高，鍛鋁合金由於含矽而不適合用來氧化染色。氧化前需進行有關的化學處理或電化處理。氧化按其加工方法分有化學氧化和電化氧化。化學氧化膜較薄(約0.5-2UM)，膜質柔軟，抗蝕能力及耐摩擦性較電化學氧化膜差，染色後效果也較差。化學氧化按其所材料分鹼性溶液氧化、磷酸鹽-鉻酸鹽氧化及鉻酸氧化。電化學氧化亦可分為硫酸陽極氧化，鉻酸陽極氧化，草酸陽極氧化等等。各類氧化溶液的配方及工藝條件(溶液溫度、電流密度、氧化時間、雜質含量等)都是影響膜層質量的重要原素。要得到理想的、符合要求的氧化膜層，除了選擇正確的配方外，還要採用正確的操作方法以及由實踐經驗總結而來的溶液的維護和調整技術，使之適應生產的需要。下舉例說明種類陽極氧化溶液的典型配方及工藝條件。1.一般裝飾用硫酸陽極氧化硫酸 150-200G/L 陽極電流密度 0.8-1A/DM平方工作溫度要求 15-25攝氏度 時間 40-60MIN電壓 18-24V 2.高耐磨硬質膜件的硫酸陽極氧化硫酸 700-100G/L 陽極電流密度 0.5A/DM平方工作溫度 （05）攝氏度 時間 15MIN電壓 20V 3. 鉻酸陽極氧化鉻酐 50-60G/L 陽極電流密度 1.5-2.5A/DM平方 工作溫度 32-38攝氏度 時間 60MIN電壓 25-50V4. 草酸陽極氧化草酸 30-33G/L 陽極電流密度 1-2A/DM平方工作溫度 15-30攝氏度 時間 2H電壓(采用梯形電壓) 0-40V 5MIN 70V 5MIN90V 5MIN90-110V 15MIN110V, 90MIN因為草酸陽極氧化膜致密，電阻高，只有提高電壓才能獲得濃的氧化膜。鋁氧化一般在氧化槽中進行，掛具是鋁材與陽極板惟一導通電流的工具。掛具應符合下列要求導電性能要好,一般採用彈性較好的鋁合金製成；緊固件可採用硬塑膠製作，接觸面宜小，接觸要良好；掛具兩端不接觸部分，應用耐酸鹼的涂料保護，以節約用電；用過拆封正值在下次應用前，必須煮鹼，退除具有絕緣性氧化膜，保證導電良好；掛具的形狀、大小、規格各異，應以好用順手為原則，可設計專用掛具。鋁氧化膜疏松、多孔、吸附能力強，能染成多種鮮豔奪目的顏色，以滿足裝飾的需要。但在鋁合金中，由於所含雜質的種類和含量不同，染出色澤亦不相同，必須慎重選擇，加以必要的試驗。染色用的染料通常有酸性染料(如酸性大紅GR、茜素黃、直接耐晒藍等)、直接染料、活性染料、鹼性染料或無機染料(各種金屬鹽)。有機染料及無機鹽染色工藝規範如表3-1和表3-2所列。六、砂面、噴漆處理1.砂面處理砂面處理亦稱為化學砂面腐蝕，化學爛砂處理，是一種採用化學處理使用材料表面取得噴砂效果的加工方法，尤適用於鋁材表面處理，其砂面的均勻性遠優於噴砂處理。化學砂面腐蝕分酸性腐蝕和鹼性腐蝕。1)酸性腐蝕液配方及工藝條件硫酸銨 100G 溶液溫度 45-65攝氏度氟化氫銨 100G 腐蝕時間 1-3MIN水 加至1000ML2)鹼性腐蝕液配方及工藝條件氫氧化鈉 40-50G 水 加至1000ML碳酸鈉 40-50G 溶液溫度 60-70攝氏度洗滌劑 3-5ML 腐蝕時間 視要求的砂面粗細程度而定化學爛砂處理的配方多種多樣，讀者可參考有關資料選擇應用，這裡不再贅述。化學砂面也可透過使用廠家生產的砂面劑(CKS-84型)來獲得。其工藝是鋁板在鹼性溶液中脫脂，經酸性溶液中和後，按下面配方及工藝條件中進行砂面處理CKS-841 砂面劑(細) 400ML/L 溫度 30-60攝氐底或CKS-842 砂面劑(粗) 400ML/L 時間 1-5MIN然後在30%氫氧化鈉的40-70攝氏度水溶液中浸漬30-60S顯砂。經CKS-84型砂面劑處理的鋁表面，相當於60#或100#金剛砂噴製的砂面效果。2. 噴漆噴漆常用於絲印表盤，刻度盤及面板印前處理。經過噴漆處理的承印材料，再絲印上所需的裝飾圖案及文字符號(可以單色也可以多色)，加(或不加)罩光保護層即成為成品。該法工藝簡單，圖文飽滿，立體感強，色彩範圍廣，產品合格率高。七、高光加工處理高光加工嚴格說不屬於預處理，而是後加工。但由於近來高光切削標牌應用較多，這裡只作簡單介紹。高光加工是應用金剛刀進行高速切削標牌及其他裝飾件產生高光亮面的工藝。切削過程中由於發熱使鋁表面產生一層氧化膜，保護加工面長期保持光亮。高光加工設備較為簡單，可以專門設計製造，亦可用銑床、鑽床改製。加工中工作台面要能快速進給，刀具轉速為7000-10000R/MIN，刀刃角度一般為140度左右。亦有特殊要求的，可使用多種不同角度的刀度。據介紹，日本的“萬能高光機”配有一套12把不同角度的刀具，刀刃角度有30度、45度、60度、75度、90度、130度、140度、160度等。高光加工的零件由於光澤度高，加