一、前言
近年來(lái)，鋁型材靜電噴涂發(fā)展的極快，在歐洲已占據(jù)建筑型材表面處理市場(chǎng)的50%左右，但陽(yáng)極氧化建筑型材在我國(guó)仍是占主導(dǎo)地位。
隨著產(chǎn)能的增大，如何有效地利用現(xiàn)有的設(shè)備，最大限度的提高產(chǎn)能，是氧化臥式生產(chǎn)線面臨的一個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)氧化臥式生產(chǎn)線一般都采用在導(dǎo)電桿的單面掛料的方式，每槽料的掛料數(shù)直接影響到產(chǎn)量。在增加掛料數(shù)方面，許多廠家普遍從增加掛料密度或者降低掛料斜度方面考慮，但是這兩種方法受型材表面質(zhì)量要求影響，局限性很大。還有一種是增加導(dǎo)電桿的長(zhǎng)度，但是導(dǎo)電桿的增長(zhǎng)相應(yīng)的槽體也要加深，這涉及的更多，實(shí)現(xiàn)的可能性更低。
二、陽(yáng)極氧化
1、氧化膜成長(zhǎng)機(jī)理
在硫酸電解液中陽(yáng)極氧化，作為陽(yáng)極的鋁制品，在陽(yáng)極化初始的短暫時(shí)間內(nèi)，其表面受到均勻氧化，生成極薄而又非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱點(diǎn)（如晶界，雜質(zhì)密集點(diǎn)，晶格缺陷或結(jié)構(gòu)變形處）發(fā)生局部溶解，而出現(xiàn)大量孔隙，即原生氧化中心，使基體金屬能與進(jìn)入孔隙的電解液接觸，電流也因此得以繼續(xù)傳導(dǎo)，新生成的氧離子則用來(lái)氧化新的金屬，并以孔底為中心而展開(kāi)，最后匯合，在舊膜與金屬之間形成一層新膜，使得局部溶解的舊膜如同得到“修補(bǔ)”似的。隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，膜的不斷溶解或修補(bǔ)，氧化反應(yīng)得以向縱深發(fā)展，從而使制品表面生成又薄而致密的內(nèi)層和厚而多孔的外層所組成的氧化膜。其內(nèi)層（阻擋層、介電層、活性層）厚度至氧化結(jié)束基本都不變，位置卻不斷向深處推移；而外層在一定的氧化時(shí)間內(nèi)隨時(shí)間而增厚。(圖1、圖2)
2、氧化膜厚度計(jì)算
陽(yáng)極氧化生成的氧化膜厚度從理論上可按法拉第第二定律推導(dǎo)的公式進(jìn)行計(jì)算。
σ= Kit
式中σ為陽(yáng)極氧化膜厚度（μm），I為電流密度（A/dm2），t 為氧化時(shí)間（min），K為系數(shù)（當(dāng)氧化鋁密度γ=kg/立方米則K=0.309）。為了使K值更切合實(shí)際，應(yīng)將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度或孔隙度考慮在內(nèi)，即：
K = 1.57η/γ
式中η為電流效率（電極上實(shí)際析出的物質(zhì)量與總電量換算出的析出物質(zhì)量之比）。K實(shí)值各國(guó)取值大小各異，一般為0.25～0.355。
三、雙面上架
1、生產(chǎn)控制
1.1導(dǎo)電桿起固定與導(dǎo)電的作用，所以，上架時(shí)導(dǎo)電桿兩面必須打磨干凈，使型材與電源保持良好的電接觸；料要扎緊，避免在槽面上移動(dòng)與出入各槽時(shí)因松動(dòng)而影響生產(chǎn)。導(dǎo)電桿變細(xì)時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，以免影響固定和導(dǎo)電作用。太細(xì)易造成通過(guò)電流時(shí)發(fā)熱而浪費(fèi)電能或因棱角腐蝕導(dǎo)致接觸不良，甚至造成型材脫落損壞槽內(nèi)管道等到附屬設(shè)施。
1.2上架時(shí)料與料之間要錯(cuò)開(kāi)（見(jiàn)圖3），間距要相對(duì)一致?？刂坪妹繏炝涎趸砻娣e；每掛料的上架面積最多相差2～5㎡。以生產(chǎn)15μm氧化膜來(lái)算，厚度差控制在2～4μm。
1.3槽液溫度的控制
陽(yáng)極氧化過(guò)程中電流通過(guò)高阻的“阻擋層”和“多孔層”內(nèi)孔的電解液產(chǎn)生大量的熱，槽液溫度讓升，膜的溶解速度加快。需及時(shí)將槽液溫度降下來(lái)，以免影響膜層的質(zhì)量；特別是內(nèi)側(cè)的型材。為保證氧化膜的均勻性，槽溫控制的范圍越小越好。
1.4氧化膜形成時(shí)強(qiáng)電場(chǎng)下的離子傳導(dǎo)
氧化膜形成過(guò)程中的電流分為離子電流和電子電流兩種，而氧化膜成長(zhǎng)是通過(guò)離子電流進(jìn)行的。離子在弱電場(chǎng)下傳導(dǎo)時(shí)，離子會(huì)逆電場(chǎng)方向移動(dòng)；在強(qiáng)電場(chǎng)下，離子則不會(huì)逆電場(chǎng)方向移動(dòng)。在陽(yáng)極氧化時(shí)，1V電壓可形成10μm厚的阻擋層，此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度是107V/cm的高強(qiáng)電場(chǎng)；因此，在形成氧化膜時(shí)，只要考慮在強(qiáng)電場(chǎng)下的離子傳導(dǎo)就可以了。
1.5膜厚及其均勻性的控制
A、在一定陽(yáng)極氧化時(shí)間內(nèi)，生成的氧化膜厚度與通過(guò)的電量成正比，而與電壓沒(méi)直接關(guān)系。所以，膜厚控制通過(guò)采用恒電流密度與時(shí)間來(lái)控制。
B、氧化槽液溫度的均勻性。在氧化過(guò)程中循環(huán)裝置不斷運(yùn)行，槽液從液面溢流，再通過(guò)熱
交換器之后流回氧化槽，使槽液溫度均勻，波動(dòng)小。
C、控制氧化槽液溫度和濃度的波動(dòng)范圍。溫度和濃度值有較大波動(dòng)，則槽液對(duì)氧化膜的溶解作用就會(huì)產(chǎn)生較大變化，對(duì)成膜厚度與膜的性能就有影響。
D、槽液的控制：Al3+控制在15～18g/L；槽液溫度控制在19～21℃；H2SO4濃度控制在180～220g/L。電流密度130～160A/dm2。
1.6正常情況下深度為3.5m、硅機(jī)為25000A的氧化槽，上架面積到130㎡已到極限，采用雙面上架則可多上一半，面積可達(dá)190㎡左右，產(chǎn)能有效增加。雙面上架可做氧化銀白料與黑色料。
2、注意事項(xiàng)
2.1上架型材間距應(yīng)均勻一致，以免影響內(nèi)側(cè)氧化膜質(zhì)量。
2.2導(dǎo)電桿與型材之間需扎緊，以防在槽面上移動(dòng)時(shí)脫落而影響生產(chǎn)。
2.3根據(jù)硅機(jī)的大小合理控制上架面積。
2.4導(dǎo)電桿要定期檢查與更新，以保持良好電接觸。
2.5所有導(dǎo)電接觸面都要保持清潔和導(dǎo)電性良好。
結(jié)束語(yǔ)
上架面積的大小直接與產(chǎn)量掛鉤，由傳統(tǒng)的單面上架方式改為雙面上架，使每個(gè)氧化槽投入的氧化面積增加，在不增加氧化槽的前提下為提升氧化生產(chǎn)效率提供了巨大的空間。產(chǎn)能比單面上架增加了1/3，有效地提高了生產(chǎn)效率。
在表面處理過(guò)程中，氧化工序是制約槽面整體效率的關(guān)鍵因素。采用雙面上架的方式可以使每個(gè)槽位投入的氧化面積增加，在不增加氧化槽的前提下為提升氧化生產(chǎn)效率提供了巨大的空間。投入生產(chǎn)量上直接得到了提升，而且雙面上架做出的產(chǎn)品與單面上架做出的產(chǎn)品無(wú)差異，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，那么只要保證上架的效率，產(chǎn)量可增加1/3倍。
有效地減少水洗槽水的耗用，同時(shí)減少車間輔助設(shè)備工作量及用電量，減輕廢水處理的壓力，一定程度上降低了生產(chǎn)成本。有效地提升了生產(chǎn)效率，為訂單的消化提供了強(qiáng)有力的保證。
