铝型材的质量控制

铝型材的质量控制（共5篇）

铝型材的质量控制 篇1

摘要：铝型材作为一种多用途建筑材料, 由于性能好、可回收、易加工、耐腐蚀等特点, 是一种可持续发展的绿色环保有色金属。随着我国市场对铝型材需求量的增加, 对铝型材质量也提出越来越高的要求。本文主要对铝型材质量控制措施的要点进行分析, 以提高我国铝型材质量, 广泛应用于建设生产中。

关键词：铝型材,质量,控制

1 铸锭的质量控制

铝型材的挤压铸锭是保证铝型材质量的根源, 本文主要从两方面分析确保铸锭质量的有效方法。1) 铸造质量控制。铸锭质量的主要工艺控制参数为:浇筑速度、冷却温度、浇注温度。在实际生产工作中, 一般熔炼温度是740℃~760℃, 浇筑温度则是710℃~730℃之间, 冷却水的温度在低于25℃范围内, 高冷却强度可有效改善铸锭组织, 并提高机械技能, 利于提高铸锭质量。在允许条件下, 应尽量提高冷却强度, 并注意避免铸锭缺陷。以提高生产效率为出发点, 最好采取较快的浇注速度进行铸造, 但是这样容易造成铸锭结晶区的温度增加, 最终产生中心裂纹或者粗晶组织;但是如果浇注速度过低, 既影响生产效率, 又会形成光亮晶粒, 同样对铸锭质量不利。可见, 一方面, 在确保不存在缺陷的情况下, 应尽量选择较高的浇注速度, 可提高生产效率;另一方面, 具体浇注速度根据浇注温度与冷却强度来确定;2) 铸造的均匀化处理。经过均匀化处理, 可有效改善铝型材的铸锭内应力, 弱化并消除铸锭过程中的晶内偏析问题, 有效改善化学成分及组织的不均匀问题, 减弱变形抗力、提高合金塑形。对铝型材铸锭通过高温均匀化处理后, 可快速冷却, 促进铸锭中Mg2Si的充分固溶, 提高其挤压性能, 确保在挤压型材过程中析出的Mg2Si强化较细小或者均匀分布, 提高型材氧化膜与表面的均匀性, 提高氧化膜的耐蚀性, 提高表面均匀性。因此, 在铸锭前进行均匀化处理, 一般处理工艺应控制在550℃~570℃条件下保持4h~6h, 出炉后冷却处理, 冷却速度控制在100℃/min~200℃/min。

2 挤压模具的质量控制

挤压模具是挤压工艺的基础环节, 模具的质量决定了型材的几何形状、表面质量等多方面, 同时对挤压力和产品的性能产生影响。目前, 我国大多铝型材厂的挤压模具多为外购, 所以一般铝型材厂家通过合同限制加强控制外购模具。在试验挤压模具的过程中, 确定合理的挤压速度与温度, 对分流模挤压的空芯型材检验是否存在焊合线, 以及焊合线的严重程度等, 经试验合格, 且合理使用与维护的模具, 对提高铝型材质量至关重要。由于模具的工作条件恶劣, 为了确保其使用质量与寿命, 既要合理设计、正确选材, 也要尽量优化使用条件, 这样可有效提高并稳定产品质量, 提高工作效率、降低成本。因此, 在铝型材生产中, 应加强对模具管理的重视。在使用与维护挤压模具过程中, 应满足以下几方面要求:模具和挤压中心线保持同心;创造优良工艺条件, 避免堵磨及闷车;模具在挤压之前需加热处理, 且不得粘金属;每次挤压的数量不能过多, 如果达到一定数量, 需更换保养;及时并反复氮化模具, 可有效提高使用寿命;确保模具表面没有任何缺陷, 尤其是两段应平整光滑, 避免由于接触不良的应力过度集中;定期检测模具的尺寸与硬度, 及时检修, 确保其始终处于良好工作状态, 提高工作效率。

3 挤压工艺的质量控制

对于我国常用的6063合金型材, 挤压温度一般为450℃~480℃, 实心型材挤压速度是20m/min~60m/min、空心型材的挤压速度是9 m/min~20m/min, 一般挤压比是30~70。通过挤压机出料口的风冷淬火, 可确保在一定温度下固溶的Mg2Si保持在基体中, 并发挥强化作用。铝型材挤压的最佳出模淬火温度在515℃~525℃范围内, 否则温度过高会造成粗晶组织, 温度过低则不能促进Mg2Si的充分固溶, 影响铝型材质量。

4 阳极氧化表面处理的控制

为了有效控制铝型材的表面性能缺点, 提高使用效率与寿命, 表面处理是在铝型材使用过程中必不可少的环节。从根本上说, 通过表面处理技术可提高铝型材的防护性、功能性、装饰性, 其中两种最常见手段为阳极氧化与聚合物涂层两种方法。在铝型材表面处理技术中, 阳极氧化是当前应用较为成功的技术, 可满足各种需求, 因此被誉为铝型材的表面保护膜。在铝型材阳极氧化过程中, 前处理可有效保障其外观质量, 也可决定产品的档次。铝型材表面前处理方法主要有机械法与化学法两大类, 其中机械法主要包括刷光、喷砂、抛光处理及扫纹;化学法又称为电化学法, 包括碱洗、脱脂以及亚光处理等。目前, 很多厂家采用酸蚀亚光及喷砂处理方式去除划伤、挤压纹等表面缺陷。铝型材的阳极氧化是当前工业生产中应用较广泛的处理方法, 主要由于这种方法的耐磨蚀性能高、硬度好, 并具有较好的透明度, 所以在阳极氧化处理后, 铝型材的表面仍可保持良好的金属质感, 并且在表面获得较好的装饰性与保护性。在阳极氧化技术中, 除了控制好AI+含量、槽液成分、温度以及电流密度等参数, 槽液温度也是一个关键的工艺参数, 如果槽液的温度过高, 就会造成氧化膜的外层模孔孔锥度及孔径增大, 难以封孔, 引起封孔“粉霜”现象;如果槽液的温度过低, 获得的氧化膜硬度高、耐磨性较好, 但是电压比较高。因此, 一般应将槽液温度控制在18℃~23℃范围内, 而工业用装饰性铝型材则将温度尽量控制在下限、建筑铝型材控制在上限。阳极氧化膜的封孔可有效保障铝型材的耐候性、耐腐蚀性及耐磨性, 进而保证使用功能。一般常用封孔处理方法为冷封孔、热封孔、中温封孔、有机物封孔等。当前, 我国工厂多选择冷封孔、中温封孔及电泳涂等方法, 完成封孔的铝型材, 为了确保质量, 应对其封孔度进行测量, 如采取磷铬酸失重法, 封孔度的合格率应小于30mg/dm2。

参考文献

[1]柯跃虎.电泳涂装工艺参数对铝型材涂膜质量的影响[J].现代涂料与涂装, 2010 (7) .

[2]李航, 王明磊.铝材的化学转化膜工艺探讨[J].现代涂料与涂装, 2010 (3) .

[3]刘红军.影响铝型材阳极氧化膜冷封孔质量的因素[J].轻合金加工技术, 2007 (9) .

[4]齐少山.点解着色工艺产品色差产生原因及质量控制[J].Lw2010第四届铝型材技术 (国际) 论坛, 2010.

铝型材的质量控制 篇2

关键词：PVC型材,生产质量,控制技术

社会主义市场经济不断发展, 要求企业在产品质量生产上严格把关。这不仅能降低企业生产的资源浪费, 还能提高整个生产流程的生产效率。PVC型材主要是PVC树脂添加不同功能助剂后, 在高温状态下挤压制造的PVC产品。PVC型材在现代社会中运用甚广, 如:建筑装修产品、电力管材等。因而, 根据PVC型材的质量标准严格控制质量, 这是每个企业需要关注的问题。

一、创建体系, 质量管理

管理体系的建立有助于引导企业开展质量管理工作, 能指导生产者在制造PVC型材时按照国家标准控制。在管理体系中, 管理人员、生产人员、检验人员可以互相交流技术, 对PVC型材生产方案的改进提出合理化建议。通过质量管理体系可对产品质量的控制要素全面总结, 如:技术工艺文件的编制、原料的采购、挤出生产、包装、贮存、销售及运输等, 每个环节的操作质量都要具体把握, 以形成一道科学的生产流水线, 如图一。

企业生产管理者在质量管理体系中必须要协调好每个生产步骤的配合, 掌握好每个产品指标才是保证质量的根本, 例:对挤出工艺参数、型材的各项性能实施监控, 对生产加工运用到的设备维护修理等, 这些都是维持产品质量的因素。作为PVC型材的生产人员, 应遵守企业制定的生产质量准则, 控制好产品的工艺流程与参数指标, 这样才能提高自己的生产水平。

二、生产过程, 控制质量

生产过程是把握产品质量的最佳时机, 在生产加工期间结合先进的就技术、工艺、操作可全面控制产品质量。PVC型材是一种先进的化合物产品, 其内部结构成分复杂多样, 若某个环节生产控制不当则会引起诸多质量问题。因而, 无论是生产管理者或者操作者, 都必须要对生产过程中的质量严格把关。生产加工PVC型材时对于影响产品质量的因素需积极防范, 如图二, 管理人员指导生产时要将这些指标介绍给生产操作者。

若详细划分生产过程, 则具体需要采取的质量控制措施包括:

1、采购。在引进生产原料时必须严格考核原材料的质量, 采购人员应检查原料厂家、商家的质量合格证书, 确保所购买材料的质量满足生产需要, 不得因降低采购价格而购买不合要求的原料。

2、生产。生产过程中要把握好各项工艺阐述, 科学地配合产

品材料结构, 如:编制工艺文件时需考虑配方配比、混料工艺、挤出工艺等方面的内容, 遇到不同的型材端面、模具、挤出机时, 需选择合适的生产工艺。

三、检测质量, 发现不足

质量检测是工业材料生产必不可少的环节, 对PVC型材制定匹配的质量检测有助于生产质量的提升, 及时发现产品存在的不足, 以更新产品的工艺流程。因而, 企业检验人员要根据生产工艺、质量指标、客户要求等几个方面全面检测产品质量, 保证PVC型材在使用性能等方面都有显著的提升。具体的检测方法包括:

1、加工前。PVC型材产品开发人员要对设计的方案综合检查, 从经济效益、加工难度、设备运用等方面研究, 选择最佳方案投入实际生产。同时, 对即将使用的原材料也要重点检查, 例:PVC的K值、粘度值, CPE、ACR中挥发成份CaCO3的活化度, CPE中的氯含量等性能指标进行检测。

2、加工中。在实际生产加工时要对挤出生产的指标严格控制, 提前采取质量防范措施以免出现质量问题。例:冷冲技术要求不过关, 需深入分析原料质量混料质量以及挤出加工工艺, 查找出影响质量因素后加以处理。

四、生产人员, 增强意识

在思想意识上提高企业生产人员的质量意识, 可以指导他们正常的生产活动, 使其积极控制好PVC型材的质量标准。企业生产负责人应对生产人员思想教育, 使其认识到“质量就是效益、质量就是准则”, 从而不断提高自己的生产技术, 规范产品的加工秩序。另外, 对于尚未运用到的生产材料, 企业也要向加工人员提出如何保管, 例:型材储存时则要求保存在避光、通风、避雨的环境下;型材码放高度在1m内, 距热源在1m以上。材料搬运阶段, 应做好产品外在质量的控制, 防止出现扭曲变形等质量问题。考虑到PVC型材生产多数为挤压工艺, 生产模具的起到了重要的作用, 这就要求生产人员对模具严格保管, 以免因模具问题而影响到产品质量。

PVC型材加工生产是一个复杂的工艺流程, 管理者要严格按照客户的质量标准指导生产, 而加工人员也要积极从生产工艺、加工参数、产品质量等方面全面保障生产按质按量完成, 为企业创造更大的生产效益。

参考文献

[1]崔学文.PVC配混微机控制系统软件开发设计[J].河北能源职业技术学院学报, 2010, (04) .

[2]陈鑫.浅谈PVC型材自动配混技术[J].石河子科技, 2010, (06) .

[3]彭季谐, 涂君浰, 陈安国, 陈振婉, 张正元, 顾立敏.L-谷氨酸的综合利用Ⅰ报:从L-谷氨酸制取L-谷氨酰胺[J].氨基酸和生物资源, 1990, (03) .

铝型材挤压机的自动控制研究 篇3

1 铝型材挤压机工作原理

铝型材挤压机是将铝或者铝合金的棒料挤压成为各种规格的型材的运转机器, 在挤压机运转时, 铝棒坯料经过加热炉加热到挤压所需的温度, 然后送到供锭器中, 由供锭器将坯料与挤压垫自动送到模筒口, 工作缸活塞推模筒到模口, 在快速地推料过程中, 供锭器自动复位, 此时挤压筒与模具实现预热, 再进入工作缸中进行挤压加工。在挤压的过程中, 棒料依赖挤压筒中的电热元件保持温度, 当挤压工作结束后, 剪切装置会将制品与余料分离, 剩料和压垫会落入残料溜槽中, 压机中所有部件复原, 完成一次挤压加工程序。

在整个铝型材挤压机工作的过程中, 分模具闭合、挤压快进、模具开启等多道工序, 这些动作都由液压系统中的电动机, 带动大油泵、小油泵产生的油压来完成, 而这些动作的控制装置则是各种电器, 如行程开关、按钮开关、转换开关及电磁铁等。

2 铝型材挤压机自动控制系统的特点

1) 生产过程中实现全自动控制, 包括推锭、运锭、供锭器受锭、主剪、挤压筒、挤压速度、挤压形成及压力等都由PLC实现自动控制, 全过程无需人工干预行为;

2) 具备人机友好界面。系统中的画面实时、形象, 且可动态展现现场生产过程与工艺参数, 可具体仿真显示位置、液压回路、气动回路等;

3) 实现数字检测, 提高检测精度;

4) 可实现对各种工艺参数要求的设定、存储、优化、查询等;

5) 及时显示故障并报警。当某一项参数出现异常或者设备故障时, 可发出声光报警, 并显示相关提示信息与画面。

3 铝型材挤压机的自动控制组成

3.1 挤压速度的闭环控制

挤压速度的闭环控制, 是铝型材挤压机运转的主要特点。在生产过程中, 一旦进入挤压程序, 必须确保速度的恒定性, 否则将造成型材的变形、损坏, 或者表面产生波纹、光洁度不佳, 对成品的质量产生严重影响, 这就要求自动化控制中必须可保证各种扰动情况下的自动纠正偏差。例如挤压机运行的速度设定为数字量, 通过上位机给定电压, 其输出量经过泵头传感器检测, 再转换成反馈电压, 将此电压反馈到输入端, 与给定量进行比较, 通过放大器来控制偏差电压, 确保挤压速度在给定速度范围内。

3.2 输入与输出点数的确定

在铝型材挤压机的自动控制系统中, 各种动作的转换主要通过压力开关与行程开关对信号的检测, 再加上指令信号来实现, 这些信号即输入信号, 共有38个输入点。液压系统中则具备14个电磁阀, 是各项动作的执行原件。在挤压轴的运转过程中, 实现4级速度转换, 在自动化过程中, 需要显示三个状态。因此, 在自动化控制系统中需要输出21个指令信号, 也就是21个输出点。

3.3 挤压筒的感应加热

在机器的挤压过程中, 从铸锭到挤压结束, 挤压筒需要承受高压、高温、高摩擦作用, 因此适宜采用梯度式多段曲线的加热方式, 这样可减少挤压筒中的温度分布, 缩小外套及内套的热膨胀差值, 避免脱出或者发生裂纹现象, 有效提高挤压筒的使用效果与使用寿命。

4 上位机在挤压机自动控制中的应用

4.1 上位机的系统组成

上位机系统主要由计算机、通讯线缆、计算机挤压系统软件组成。上位机的串口和PLC连接, 以RS232为通讯协议, 完成工作程序。计算机挤压系统软件则由辅助系统与监控系统构成, 二者相互配合完成挤压工作。一方面, 辅助系统结合管理与PLC共同设定, 实现对工艺及数据的编辑、选择模具和班次、下载参数、检测PLC等;另一方面, 监测系统实现对挤压机工作状态、机、电等模拟量信号的显示, 并记录当班次的运转情况。

4.2 工艺参数的管理

工艺参数可分为模具参数、型材参数及铸锭参数。在工艺参数管理状态下, 对不同型材实现工艺计算、输入参数, 并存入数据库中。

4.3 系统数据的管理

定期对工艺数据、控制数据、系统数据、生产数据等完成备份工作, 并具有还原功能, 可在系统损坏的情况下及时恢复重要数据, 尽量降低损失。

4.4 工艺的计算

工艺计算的程序任务是计算每一个批次作业需要的铝锭数据。已知数据可分为设备信息、用户信息以及型材、铝锭等基本数据。其中, 设备信息包括铸锭的最大长度、挤压筒直径等;用户信息包括产品型号、批次、长度等;型材及铝锭的基本数据包括产品的型号、压余厚度、坯锭直径、拉伸料头长度以及产品的理论重量等。计算的结果则包括产品数量、铝锭的数量与长度、铝锭总重以及产品总重等。

近年来, 我国铝型材挤压机技术发展迅速, 目前我国已投入大型铝型材挤压生产线8条, 正在建设的大型铝型材挤压机生产线5条, 其中具备中国自主知识产权的125MN油压双动铝挤压生产线, 是目前已经投产的国际上同类最大挤压设备, 并于2007年6月安装、调试完毕, 该设备全线应用计算机网络控制, 完全实现自动化生产。可见, 铝型材挤压机的自动控制将成为必然趋势。

参考文献

[1]肖刚, 萧今声.我国的铝挤压材与铝挤压机[J].轻合金加工技术, 2010 (9) .

铝型材的质量控制 篇4

作为能源三大消耗之一的建筑, 首当其冲成为当前国家节能减排工作的重点内容之一。建筑节能更是建设部各项工作的重中之重, 近几年建设部为此项工作的开展颁布了不少公告, 出台了一系列具体办法和措施, 针对建筑物主要是外围护结构上, 如门窗、幕墙、屋面 (包括采光顶) 以及不透明墙体等, 相应地编制了多项标准和规范, 并提出了种种监督检验要求, 各地方建设行政管理部门也都加强了监督和检查力度, 外围护节能取得了令人欣喜的进步, 从设计的要求上看, 可以说达到了相关标准和规范的要求, 主要表现在传热系数k值大大降低了, 这都是得到落实的结果, 是非常可喜的现象, 但欣喜中却依然存在着不容忽视的严重的质量问题。

据调查, 目前市场上大多数使用的隔热铝合金型材都存在质量问题, 业内人士都清楚知道:穿条式隔热型材中的隔热条要求使用的原材料是聚酰胺尼龙66加25%玻璃纤维 (简称PA66GF25) , 其物理、力学性能的要求已由《建筑用硬质塑料隔热条》标准JG/T174-2005具体规定 (见附表1) , 这些规定的内容是根据其满足穿条式隔热铝型材制作节能铝门窗幕墙的工艺和安全要求, 不符合这些物理力学性能要求会造成严重的后果, 门窗幕墙的掉落会砸伤过路行人或地面上的车辆。

最近由专家组审查通过的《建筑用隔热铝合金型材》标准中 (见附表2) , 明确提出将隔热型材的物理和力学性能要求作为强制性条款。在满足设计和计算的条件下, 隔热条在高、中、低三种温度条件下能承受规定的纵向和横向拉剪力要求, 才能保证隔热铝型材制做的门窗幕墙的安全性和可靠性。因此说穿条式隔热型材的质量对于门窗幕墙的质量至关重要, 也是保证节能铝门窗幕墙持续健康发展的重要材料。

根据市场调查, 目前国内市场节能铝门窗幕墙使用的隔热条数量有近10亿米, 而真正使用PA66GF25也不过20%左右, 在20%的真PA66GF25隔热条中有10% (约1亿米) 是德国泰诺风保泰的产品, 约10%是国内白云化工实业有限公司和宁波信高等少数几家公司的产品, 其余约80%的隔热条均为假冒伪劣产品, 这种现象必须引起各地方建设行政主管部门、有关质量监督部门和用户的注意, 尤其注意那些不在铝型材厂生产的、以及那些铝型材厂根据用户要求而生产的隔热型材, 这势必给节能铝门窗幕墙行业带来严重后果和不良影响。

注1:标准状态指室温23℃士2。C和相对湿度50%士5%的试验室状态。2:材料性能指由原材料直接制成标准试样进行测试.产品性能指从成品隔热条上直接取样测试。3:高温性能、低温性能、耐水性能和耐紫外线老化性能 (200h) 中的抗拉强度 (横向) 指标值仅适用于I型条。

目前, 《建筑用隔热铝合金型材》标准JG/T 174-2005修订版正处送审阶段, 市场上对此产品尚且没有一个统一的标准约束, 而建筑门窗工程业主对隔热铝门窗这一新技术的认识又不够全面、不够深刻, 质量意识不够, 给节能工作带来许多负面影响, 因此隔热铝合金门窗市场上才会出现如此令人忧虑的现象。

下面我想从市场价格、产品外观和产品标识方面对市场上存在的穿条式隔热条产品良莠不齐的情况进行简单的区分, 方便业主辨别真伪。

1.真正的PA66GF25隔热条生产成本约2元/米左右, 而假冒伪劣PA66GF25生产成本0.5-1.0元/米。节能铝门窗每平方米使用隔热条约10米左右, 隔热条成本增加30-50元, 而伪劣假冒的隔热条成本仅为几元至十几元, 其做成的节能铝门窗每平方米差30-50元不等。

2.真正的PA66GF25隔热条在其条上都有产品标识, 没有标识的肯定有问题。

3.真正的PA66GF25隔热条表面光滑, 精度高, 手感好, 有弹性, 有强度, 有韧性。

铝型材的质量控制 篇5

铝合金阳极氧化电泳涂装复合膜是指在一定厚度阳极氧化膜的基础上阳极电泳涂装有机聚合物膜(目前通常为丙烯酸树脂),该膜层是阳极氧化膜与有机聚合物膜的双层结构,兼具阳极氧化膜与有机聚合物膜的性能优点,日本在20世纪60年代开始使用电泳涂漆工艺作为铝合金建筑型材主要的表面处理方法。目前,我国使用的有机聚合物膜以有光透明电泳漆膜为主,消光漆和有色漆尚不普遍。

GB 5237.3-2004对于建筑铝型材阳极氧化复合膜厚度的要求曾界定为:阳极氧化膜的平均膜厚≥10 μm,然后再电泳涂装漆膜,漆膜的局部膜厚分别为≥12 μm(A级)或≥7 μm(B级),因此阳极氧化复合膜的总局部厚度应该分别为≥21 μm(A级)或≥16 μm(B级),这是对于有光透明或亚光透明漆所规定的。随着电泳漆品种的发展,出现了消光或有色电泳漆。GB/T 8013.2-2007新近规定有色电泳漆复合膜的阳极氧化膜局部膜厚为≥6 μm,电泳涂装有色漆膜厚度为≥15 μm,所以阳极氧化有色电泳漆复合膜的总局部厚度也是≥21 μm。电泳涂装工艺与有机聚合物静电粉末喷涂工艺很容易区分,因此无需担心电泳膜和喷涂膜的判别困难。但是,阳极氧化电泳涂漆复合膜作为一个产品,要与以阳极氧化膜作为底层的有机聚合物喷涂膜明确区别,首先只能考虑其阳极氧化膜厚度的范围和两层膜厚的比例予以判别。因为电泳膜与喷涂膜的检验项目和验收指标并不完全相同,因此,只有明确判别两种不同的膜才不至于误导性能检验项目和混淆验收指标。

阳极氧化电泳涂漆复合膜的厚度非常均匀,且很容易精确控制。同时,可以覆盖静电喷涂难以达到的表面,这与静电喷涂膜完全不同。此外,阳极氧化膜作为电泳涂漆膜的底层在使用中基本不会发生膜下丝状腐蚀的问题,这是复合膜最大的优点。美国的一项长期大气腐蚀试验结果表明[1],电泳涂漆膜按照AAMA 612-02的规定,其耐灰浆性、4 000 h耐中性盐雾腐蚀性、耐盐酸和耐硝碱性能等不仅全部通过检测要求,而且明显优于封孔的阳极氧化膜。而5 a大气暴露腐蚀试验的光泽保持率,电泳涂漆膜可以达到氟碳喷涂膜的水平,明显高于粉末喷涂膜和阳极氧化封孔膜的性能。有机聚合物表面膜中,聚酯粉末静电喷涂膜近年来在我国发展极为迅速,特别在长三角地区,静电粉末喷涂膜的市场占有率已经超过一半,但目前其发展势头已经渐趋平缓。而阳极氧化电泳涂漆复合膜的性能优势逐渐显现,尤其是其综合了阳极氧化膜与有机聚合物漆膜的优点,耐腐蚀性和耐磨损性的双重性能特点十分明显,因此我国电泳涂漆生产规模的加速发展和技术水准的普遍提高是可以预期的。

1 阳极氧化电泳涂漆复合膜的性能、检测方法及相应标准

表1是铝合金建筑型材阳极氧化电泳涂漆复合膜的性能测试方法和相关检测标准。按照GB/ T 8013.3-2007铝及铝合金阳极氧化复合膜的规定,其中膜厚、外观、色差、光泽、硬度和附着性是逐批检验的必检项目;耐沸水性、耐湿热性、耐盐雾腐蚀性、耐碱性和加速耐候性属于定期检验的必检项目;而耐磨损性、耐二氧化硫潮湿大气腐蚀、耐砂浆性、耐洗涤剂性、耐盐酸性、耐硝酸性、耐溶剂性和自然耐候性等是定期检验的协议项目(即供需双方选择并须与供方具体协商的检验项目,供方应根据与需方协商签定的合同开展相应协议项目的检验)。由于性能检测项目方法的国家标准尚不齐全,GB/T 8013.2-2007根据外国相应的标准或规范,提出了试验方法。表1第3列的标准名称下面括号的内容,表示在国家标准GB/T 8013.2-2007中对阳极氧化电泳涂漆复合膜性能的规定试验方法。 阳极氧化复合膜某些性能的检测方法目前还没有相应的国家标准。为此,GB/T 8013·2-2007根据有关外国的标准或规范(如日本工业标准JIS H 8602、美国建筑制造业协会规范AAMA 612-02、欧洲规范Qualicoat-2003),提出的试验方法见表2。

2 阳极氧化电泳复合膜性能的检测结果及质量评价

中国有色金属标准化委员会在2004年组织了对建筑铝型材表面阳极氧化膜、阳极氧化电泳涂漆复合膜和有机聚合物静电喷涂膜的系列性能检测试验。国家有色金属质量监督检验中心和华南有色金属质量监督检验中心以及坚美、南平、兴发、闵发等四家企业,对工厂正常生产而不是特意安排的产品进行了性能检测,并获得了大量的数据。试验结果已经由全国有色金属标准化委员会汇集成册,其中技术报告34篇[2]。鉴于中日共同制定阳极氧化电泳涂装复合膜的国际标准的需要,双方又进行了平行的补充试验,因此试验的总数据增加到6 000多个。从这次试验的结果分析,上述中方企业产品的质量水平基本上可与日本的水平相比拟。

本工作采用的数据除声明者以外均取自上述报告集,收集了比较一致的试验结果,试验数据不统一之处均予以说明。此外,还收集日方总结中日试验结果(日本轻金属制品协会, 日中共同试验结果中第3回日中表面处理规格会议资料)及日本提供的其他数据(日本轻金属制品协会,建材表面處理規格委员会,家庭用洗净劑のアルミ建材表面に及ぼす影响调查试验)。根据上述所有试验结果得到的结论,可以为相关各企业同类产品提供质量指针的参照,在某种意义上就是我国企业的一个标杆,还可以考虑作为今后新版国家标准GB 5237修改的参考。

2.1 电泳涂漆膜的附着性和硬度系逐批检验必测项目

附着性反映电泳漆膜与氧化膜的结合程度,分为干、湿和沸水附着性三种,表3为所有受检单位试验数据的统计结果。鉴于标准规定湿附着性和沸水附着性的试验时间分别为24 h和20 min,因此,所有受检单位的漆膜附着性全部合格,24 h和20 min可以规定为湿附着性和沸水附着性的试验时间。

电泳涂漆膜的硬度采取铅笔硬度测量,试验明确规定按照表面电泳漆膜划破(不是划痕)情况评定。所有受检单位的漆膜铅笔硬度值都可以达到≥3 H,符合我国国家标准和美国AAMA 612-02的要求,也与我国目前使用的电泳漆(进口或国产)的水平相适合。因此,GB/T 8013.2规定的铅笔硬度试验和判据是合理的。

2.2 电泳涂漆膜的耐沸水性和耐湿热性系定期检验必测项目

电泳涂漆膜的耐沸水性包括沸水附着性(见表3)和试验后的漆膜外观(无皱纹、裂纹、气泡、脱落及变色等),除钛金色试样以外基本上都可以通过检验。试验方法分为沸水法和压力锅法两种,表4为两种方法试验后的外观合格比例。不合格产品均系钛金色的电解着色试样,银白色和古铜色均为合格。5 h的沸水法试验数据的可靠性和重复性都比较好,可以作为耐沸水性的检验方法和判断依据,一般不必选择压力锅法试验。

电泳涂漆膜的耐湿热性试验有两个恒温恒湿条件(即38 ℃、相对湿度100%或47 ℃、相对湿度96%),我国规定为47 ℃,相对湿度96%的1 000 h试验。日本对此进行了2 000 h试验,结果表明,1 000 h以后的色差和保光率变化不大,主要变化发生在最初的500 h。我国进行了长达4 000 h的试验,同样发现最初的800 h变化较大,以后的变化很小。有光透明电泳膜与消光电泳膜的试验表明,1 000 h的色差和保光率虽有差异,但规律相似,对耐湿热性的判别“应无起泡、脱落及其他明显变化,但允许轻微变色”还缺乏定量的数据。

2.3 电泳涂漆膜的耐盐雾腐蚀性和耐碱性系定期检验必测项目

最常用的盐雾腐蚀试验有:中性盐雾试验(NSS)、酸性盐雾试验(AASS)和铜加速的盐雾试验(CASS)三种。对电泳涂漆膜的耐盐雾腐蚀性,我国标准一般进行CASS试验,48 h或24 h试验后R≥9.5同时划线单边渗透≤2 mm为合格,也就是既观察表面腐蚀情况又判别膜下单边渗透程度。表5是不同时间CASS试验(16～120 h)后的R值;表6是不同时间的膜下单边渗透的宽度。表5和表6的数据显示,CASS试验48 h是可行的,我国的产品完全可以达到合格的要求。鉴于各国选择盐雾腐蚀试验的类型不尽相同,供需双方也可以协商进行中性盐雾试验(NSS)或酸性盐雾试验(AASS)。

耐碱性试验也是电泳膜耐腐蚀性的一项指标,在温度为(20±2) ℃、经过16或24 h试验,R≥9.5没有任何问题,试验比较容易实施。我国试验表明基本上全部可以合格,个别不合格的情形值得探讨,不少电泳涂漆膜试样可以通过72 h的试验。

2.4 加速耐候性系定期检验必测项目,也是衡量使用寿命的重要指标

有机聚合物表面膜的老化试验可以采用氙灯、碳弧灯或荧光紫外线辐射,我国倾向于氙弧辐射老化试验(即氙灯),日本采用碳弧灯试验。按照GB 5237.3-2004的规定,氙灯试验按GB/T 1865进行,在65 ℃连续照射300 h,试验后用GB/T 1766评定粉化和变色级别,用GB/T 9754评定光泽保持率。荧光紫外灯试验可以按照GB/T 16585进行,由于加速性比较明显,特别适用于生产线检验。尽管我国国家标准已经规定了上述试验的具体步骤,但是目前的试验数据还不多,应该通过进一步深入的试验加以完善。

日本提出联合加速耐候性试验比单纯“老化试验”更加灵敏,其程序是, QUV荧光紫外360 h+CASS盐雾腐蚀120 h试验,通过CASS试验可以加速判别QUV对电泳涂漆膜的破坏作用。这项检验已经纳入中日国际标准提案,但由于我国还没有足够的数据支撑,国家标准暂时还没有给予接纳。我国也进行过QUV+AASS、Xenon+AASS等联合加速耐候试验,也由于没有足够的数据条件来规范试验方法。

2.5 定期检验的协议项目中耐磨性、耐溶剂性比较重要,应该重视研究

耐磨性是关系到使用寿命的重要性能指标,表面电泳涂漆膜的耐磨性显然不如阳极氧化膜,但是试验数据通常反映复合膜的耐磨结果。耐溶剂性也是判断表面电泳涂漆膜固化聚合程度的重要指标,试验方法也比较简单。虽然我国标准只规定为定期检验的协议项目,但绝不可以轻视或忽视这两项性能的意义。

耐磨性可以采用落砂磨耗试验或喷射磨耗试验,我国较多使用落砂法。此次试验即便是落砂法的试验数据也比较分散,同一试样不同试验单位的结果可能相差一倍以上。试验误差的来源很多,首先是复合膜磨耗终点的判别不够科学,此外,不同的生产厂家和干燥程度的砂粒以及试验人员和试验装置等因素都会显著影响试验结果。因此,需要从规范标准试验砂、试验程序采取逼近法观察,再用阳极氧化标准试样进行标定和修正,降低误差。

耐溶剂性在Qualicoat规范中称为聚合作用试验,耐溶剂性用二甲苯饱和的棉球置于电泳膜上(我国不采取来回擦拭,以减低摩擦的影响),30 s后评定漆膜外观以及硬度的变化。试验前后铅笔硬度的变化不大于1 H是中方提出的定量考核的设想,得到日中双方试验认可,并已纳入国际标准的提案之中。

2.6 耐二氧化硫潮湿大气、耐砂浆、耐洗涤剂和耐盐酸硝酸性等检测均无争执点

此次试验的结果表明,这几项性能的试验结果、检测方法和判据均未出现不同意见,而且中日两国的试样都已全部通过检验。

2.7 阳极氧化电泳复合膜不宜进行弯曲、杯突或冲击等力学性能项目检验

在阳极氧化膜的标准中具有一项用变形法评定阳极氧化膜的抗破裂性,但GB/T 12967.5-1991的规定只适合于氧化膜厚度小于5 μm的情况。由于复合膜的阳极氧化膜厚度一般大于9 μm,有色电泳膜的氧化膜厚度也大于6 μm,冲击、弯曲、杯突等力学试验并不适合检验。为此,GB/T 8013.2-2007未将力学性能纳入检验项目。

2.8 自然耐候性系非常重要的基础性数据,但不宜列入常规检验的范畴

国内外对大气腐蚀暴露试验(即自然耐候性检验)给予很大的重视,我国自然科学基金项目已经在各种大气条件进行了近20 d的试验,也确定了污染大气对腐蚀作用的显著影响。由于大气腐蚀费时耗财,并不适于作为常规检验的项目,其长期大气腐蚀试验的结果应该有专文总结介绍。

3 结 论

(1)我国国家标准对于阳极氧化电泳复合膜的检测项目和验收指标与国外的先进标准已经接轨,达到国际先进水平。

(2)我国生产的阳极氧化电泳涂漆铝型材的质量,基本上可以与国外的同类先进产品相比媲,达到国际先进水平。

参考文献

[1]Turner M.Anodized Architectural Aluminum Combined withan Organnic Seal[A].Proceeedings of the Eighth Interna-tional Aluminum Extrusion Technology Seminar,Volume II[C].Orlando,Florida:[s.n.],2004:517~523.