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山東鋁型材網鋁合金型材表面處理車間設計方案

時間:2011-06-13 10:53來源:http://www.www.quanlianaf.com 作者:鋁型材模具設計培訓 點擊:
以鋁及鋁合金型材或板帶材為原料,經氧化、著色或涂層處理,生產具有不同色澤和不同功能鋁材的鋁加工廠車間設計。鋁材經表面處
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以鋁及鋁合金型材或板帶材為原料,經氧化、著色或涂層處理,生產具有不同色澤和不同功能鋁材的鋁加工廠車間設計。鋁材經表面處理后,其耐蝕、耐磨、耐光照、耐氣候性能提高,色澤美觀,20世紀60年代以來,在建筑工業上被廣泛采用。

鋁材表面處理車間設計內容主要包括:工藝流程選擇、設備選擇和車間布置。

工藝流程選擇        鋁材表面處理工藝有氧化著色和有機涂層處理兩種。氧化著色工藝主要用于工業鋁型材的處理,其中銀白色工業鋁型材采用預處理、陽極氧化和封孔的生產工藝;青銅、金黃、木紋等色型材采用預處理、陽極氧化、電解著色或化學染色和封孔的生產工藝。有機涂層處理工藝可用于工業鋁型材和鋁板帶材的處理,包括靜電噴涂、輥涂和電泳涂漆等方法,主要工序是預處理、噴涂或輥涂或電泳涂漆和烘干固化。噴涂和電泳涂漆用于型材,噴涂和輥涂用于板帶材。

預處理       一般采用化學法,包括除油、堿洗、中和、化學涂層轉換及冷熱水洗等工序。當要求制品為無光澤表面或平滑光亮表面時,還可增加消光處理或拋光處理工序。

陽極氧化      以鋁材作陽極,在電解液中通以直流電,使鋁材表面生成一層致密多孔的人工氧化膜,通過選擇不同的電解液成分、溶液溫度、電流密度、電壓和處理時間,可獲得不同厚度和性能的氧化膜。型材處理一般采用硫酸陽極氧化方法,電源采用直流電源或脈沖直流電源。

著色       有電解著色和化學染色兩種。(1)電解著色法,是將氧化后的鋁材在含有金屬鹽的電解液中進行電解,使金屬鹽的陽離子沉積在氧化膜針孔中而著色。改變電解液中金屬鹽的種類,可得到不同的氧化膜色調。為獲得青銅色工業鋁型材的系列產品,生產中使用最多的是用錫鹽和鎳鹽。電源以交流電為主,也可用直流或交流直流疊加電源。選擇不同的電流密度、電壓和電解時間,可獲得深淺不同的色調。此法具有色澤穩定持久的優點,適用于生產室外裝飾材。(2)化學染色法。是將氧化后的鋁材浸漬在含有染料的溶液中,借助于氧化膜針孔表面吸附染料而著色。染料通常采用有機染料,有時也用無機染料。此法工藝簡單,成本低,顏色種類多,但耐磨、耐光照、耐氣候性差,適用于生產室內裝飾材。

封孔       有水合封孔和有機涂層封孔兩種。(1)水合封孔。是以純水為介質,分高溫封孔和低溫封孔兩種。高溫封孔的水溫在95℃以上,處理時間在20min以上;低溫封孔的水溫為25~35℃,溶液中加有封孔劑,封孔時間較短。兩種方法的封孔效果接近,但后者生產率高,可減少封孔槽數量,節省能源,生產條件較好。(2)有機涂層封孔。主要有電泳涂漆法和三氯乙烯浸漬法(TFS法)。電泳涂漆法是在水溶性有機涂料(主要是水溶性丙烯酸透明樹脂)溶液中,以型材為陽極通以直流電后,帶負電荷的涂料粒子向陽極泳動,使鋁材表面涂上一層透明漆膜,然后烘干固化而封孔。通過選擇電壓和處理時間可改變漆膜的厚度。三氯乙烯浸漬法是以三氯乙烯為溶劑,涂料是丙烯酸透明樹脂,工作溫度為80℃左右,將鋁材在漆液中經短時浸漬后提升,在提升時經過三氯乙烯蒸汽區,使其表面多余的漆液溶解掉而形成均勻的漆膜,然后烘干固化而封孔。其漆膜厚度,通過控制提升速度來控制。兩種方法的漆膜性能接近。

有機涂層處理        以具有耐氣候性、耐酸堿腐蝕的合成樹脂為原料,在鋁材表面涂以一層兼有防腐蝕和裝飾效果的涂層,涂層一般較厚,不透明,可具各種鮮艷色澤。有機涂層處理主要有靜電噴涂、輥涂和電泳涂漆三種方法。(1)靜電噴涂法。是將型材或板材置于高壓靜電場中,液體或粉末涂料由噴槍或噴嘴噴出后吸附在鋁材表面上,經加熱固化形成牢固的漆膜。(2)輥涂法。是通過涂布輥將有機涂料涂敷在板帶材表面并烘干固化。與靜電噴涂法相比,這種方法涂層厚度均勻,涂料消耗較少。(3)電泳涂漆法。與氧化著色中的電泳涂漆法大致相同,只是漆膜較厚,不透明。

設備選擇       工業鋁型材的氧化著色設備主要由裝卸料架、專用運輸設備和處理槽組組成,設備型式隨型材吊掛方式而定。常用的吊掛方式有橫吊、立吊兩種。橫吊時將鋁材兩端固定在吊架上,水平吊裝;立吊時鋁材僅上端固定在吊架上,垂直吊裝。立吊需要較高的廠房或較深的地坑,與橫吊比,生產效率較高,處理費用較低,但基建投資較大。一般年產量在7000t 以上或進行有機涂層處理時常選用立吊。料掛的專用運輸機起重量為0.5~1t,由地面操縱。橫吊用的運輸機兩端可單獨或同時提升,使料掛傾斜,以便型材積液的流出。根據生產規模,可采用全自動、半自動和手動控制系統。立吊一般采用電子計算機自動控制整個生產程序。

處理槽組按生產順序呈直線形或U形連續布置,裝卸料架設在槽組的兩端。槽子尺寸根據生產規模和鋁材長度確定。槽體用鋼或鋼筋混凝土制作,根據用途可內襯塑料、玻璃鋼或不銹鋼,外壁作防腐處理。

氧化著色生產線的成套設備中,還包括專用電源,純水制備和槽液的加熱、冷卻、過濾和循環等設備。

鋁帶的涂層處理設備一般是由一條包括開卷、帶材預處理、涂層、固化、冷卻和卷取等設備組成的連續機列。涂層干燥、固化采用熱風循環,帶材冷卻采用空氣急冷或水冷。

車間布置        工業鋁型材的氧化著色生產線通常配置成單跨或多跨。主跨布置處理槽組和上料、卸料、檢查場地;輔跨布置電源、制冷、純水、回收、環保等設施;當產品在車間內包裝時,需設一個包裝和成品存放區。

處理槽組的豎向布置有全地上、半地上和地下三種方式。全地上和半地上布置時,在平臺上操作,管網敷設在平臺下面;前者廠房較高,后者需挖地坑。地下布置時,管網在地下室內敷設。橫吊一般采取前兩種布置,立吊則采用后兩種。處理槽散發的有害氣體經凈化后排出,廢液和有機涂料進行回收處理,廢水經處理后排放。車間應有良好的通風。

鋁帶材的涂層機列通常與鋁板帶車間配置在一個廠房內。主跨配置機列和存料場地,輔跨配置電源、純水、涂料攪拌及廢氣廢液處理設施 

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