鋁陽極氧化膜具有多孔性和化學活性,很容易進行著色處理。根據(jù)其顯色色素體存在位置不同可分為化學浸漬著色法、電解整體著色法、電解著色法、涂裝著色法等四類?；瘜W浸漬 著色法與電解著色法相比較雖然耐曬、耐磨性差些,但卻有著一些電解著色無法相媲美的優(yōu)點:色彩豐富、色澤艷麗、裝飾性好、工藝簡單、成本低廉?；瘜W浸漬著色法又細分為無機浸漬著色法和有機染料染色法,其中有機染料染色得到廣泛的應(yīng)用。
摘要：因鎳鹽的分散性差于亞錫鹽，故單鎳鹽注化法電解著色一般用于做淺色料，亞鋁通過調(diào)整著色工藝，香檳料著色時間為2分鐘左右，純黑色料著色時間為6分鐘左右，實現(xiàn)了全自動立式氧化生產(chǎn)線上銀白料、香檳料、純黑色料可連續(xù)、大批量生產(chǎn)。且利用RO回收裝置，鎳鹽的損耗遠小于使用傳統(tǒng)的亞錫鹽著色工藝。起到節(jié)能降耗的作用，達到減少污染的目的。
摘要：因鎳鹽的分散性差于亞錫鹽，故單鎳鹽注化法電解著色一般用于做淺色料，亞鋁通過調(diào)整著色工藝，香檳料著色時間為2分鐘左右，純黑色料著色時間為6分鐘左右，實現(xiàn)了全自動立式氧化生產(chǎn)線上銀白料、香檳料、純黑色料可連續(xù)、大批量生產(chǎn)。且利用RO回收裝置，鎳鹽的損耗遠小于使用傳統(tǒng)的亞錫鹽著色工藝。起到節(jié)能降耗的作用，達到減少污染的目的。
前 言
單鎳鹽著色是工業(yè)上應(yīng)用最早的青銅色系電解著色液，是日本淺田太平最先開發(fā)的具有工業(yè)實用價值的電解著色液。單鎳鹽著色以直流電為主，錫鹽和鎳錫混鹽著色以交流電為主。
單鎳鹽著色又分為歐洲法單鎳鹽著色與日本法單鎳鹽著色。歐洲法單鎳鹽著色通過添加化學添加劑，增加Ni2+的活性，使雜質(zhì)離子增加而改變色調(diào)，穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)；可使用普通著色電源，不需要除Na+裝置和Ni2+回收裝置，設(shè)備投資成本較低，但底色發(fā)黃，且Ni2+排放較多，增大廢水處理的難度。日本法單鎳鹽著色只含NiSO4、H3BO3，不添加任何化學添加劑，水質(zhì)要求較高，需要除Na+裝置和Ni2+回收裝置，設(shè)備投入較高，做出的色料底色自然，穩(wěn)定性好；Ni2+排放較少，廢水處理相對簡單；日本單鎳鹽直流電著色工藝又分為尤尼卡勒著色法和住化法兩類。
尤尼卡勒著色法和住化法兩者相比，各有優(yōu)異，住化法適用于淺色產(chǎn)品，該工藝形成的槽液具有穩(wěn)定性、著色均勻、重現(xiàn)性好、色調(diào)穩(wěn)定，而尤尼卡勒法適合用于生產(chǎn)深色產(chǎn)品（黑色料），槽液也較穩(wěn)定好、上色較易；不同之處就是通電略有差異、硅機波形和槽液配方不一樣。與傳統(tǒng)的雙鹽著色工藝對比，錫離子的穩(wěn)定性欠佳、著色色差較大、重復(fù)性不好，對槽液無法進行回收，增加廢水處理壓力，而且成本較高。
注化法單鎳鹽著色是將表面具有10～15μm陽極氧化膜鋁合金型材，浸入單鎳鹽著色槽中（NiSO4：145～155g/L，H3BO3：40～50 g/L），首先使氧化后的鋁型材處于陽極，在著色槽中進行通電，其目的是使不同部位的氧化膜變得均勻，同時改變膜孔結(jié)構(gòu)，防止后續(xù)著色時氧化膜開裂；然后，再使型材處于陰極，進行直流著色，使鎳離子在陽極氧化膜孔底部均勻地電解析出，從而使鋁合金型材得到穩(wěn)定、均勻的著色。
住化法單鎳鹽著色特點：采用H3BO3為緩沖劑來穩(wěn)定槽液的PH值，但是在25℃時在水中的離解常數(shù)Ka只有5.8×10-10,(H2SO4在25℃時水中的離解常數(shù)Ka是1.0×10-2）因此，電泳過程緩慢，槽液電阻變大，槽端電壓加大，沉積速度慢，導致做黑色料相當困難，同時，單鎳鹽著色本身就是底色發(fā)紅，做出的純黑色往往黑度不夠，對槽液中許多離子的含量有近乎苛刻的要求，且單鎳鹽沉積速度緩慢，使得單鎳鹽著色在做淺色料上具有較強的優(yōu)勢。
一般氧化膜的厚度是10μm，即10000nm；陽極氧化一般電壓為16V，即氧化膜阻擋層厚度為16×10 = 160nm。則六方形孔的最長徑為160×0.8 = 128nm，由此可知氧化膜是一條細長的長管，其孔徑與長度之比：128：10000≈1：80。
另外，由電極電位φ來看：
Sn2＋ ＋ 2e－ = Sn φSn2＋/Sn = -0.136
Ni2＋ ＋ 2e－ = Ni φNi2＋/Ni = -0.246
由電極電位φ可知，通電過程中，與錫鹽著色相比，Sn2＋可以通過長長的氧化膜管，沉積到底部，而Ni2＋就較難沉積到底部，從而使顏色不穩(wěn)定。
鋁及鋁合金氧化膜經(jīng)AD系列鋁專用染料染色后,可得到色彩豐富、顏色艷麗、裝飾性強的表面。化學染料染色工藝需按照工藝流程,嚴格控制染色液的濃度、溫度、pH值、染色時間及氧化膜的厚度,才能使得鋁表面色調(diào)一致。只有在科學的管理和維護下,才能進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
鋁及鋁合金氧化膜經(jīng)AD系列鋁專用染料染色后,可得到色彩豐富、顏色艷麗、裝飾性強的表面。化學染料染色工藝需按照工藝流程,嚴格控制染色液的濃度、溫度、pH值、染色時間及氧化膜的厚度,才能使得鋁表面色調(diào)一致。只有在科學的管理和維護下,才能進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
一、槽液的管理控制
1、單鎳鹽著色工藝規(guī)范、易控制，槽液的組成主要由硫酸鎳和硼酸，但其對雜質(zhì)離子特別敏感，生產(chǎn)過程中時常會使槽液PH值下降，因此必須嚴格控制槽液雜質(zhì)離子和PH值。
1.1 PH值一般控制在3.5～4.5，偏高時會造成色調(diào)不一致以及著色困難，過低時會影響整體著色的均勻性與效果。當PH值低時應(yīng)通陰床，去除硫酸根，提高PH值；當PH值處于上限時，可加入少量高純試劑硫酸來調(diào)整PH值。
1.2 每生產(chǎn)100噸著色料，應(yīng)通一次陽床，去除槽液中的鉀、鈉、銨等離子，使其含量不得超過8ppm。因前處理工序有酸蝕槽，故中和后的水洗槽要加大溢流量，盡可能減少銨離子的帶入。
2、為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，盡可能的減少補色的頻率，同時要保持槽液的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)各參數(shù)的波動太大。
3、單鎳鹽著色前的水洗非常重要，須嚴格控制水洗槽的PH值，如著色前水洗沒達到預(yù)期效果，膜孔中還殘留足夠的硫酸根，硫酸根直接影響型材的著色質(zhì)量，PH值高的情況下電壓也很難使Ni2+沉積到膜孔的底部。
二、著色電壓的控制
1、通過調(diào)節(jié)電壓及著色時間，調(diào)整鎳離子的沉積速度，以達到做黑色料的效果。
1.1著色通用波形：
著色通用波形
其中：V+為正電壓（V）；V-為負電壓(V)；
T0為通電前的浸泡時間（s）；
T1為正電壓起壓時間（s）；
T1為正電壓起壓時間（s）；
T2為正電壓持續(xù)時間（s）；
T3為正電波與負電波的轉(zhuǎn)換停頓時間（s）；
T4為負電壓起壓時間（s）；
T5為正電壓持續(xù)時間（s）；
2、通過改變著色電流波形，加大鎳離子電泳能力，降低槽液電阻，Ni2＋沉積速度加快，使Ni2＋沉積到氧化膜膜孔底部。
3、著色時間
在此著色條件下，一般香檳料著色時間為2分鐘左右，純黑色料在6分鐘左右。
目前亞鋁立式氧化生產(chǎn)線使用的單鎳鹽住化法著色，打破了住化法做不了深色料的傳統(tǒng)理念，不僅做出了香檳色，還可做出了黑色料，如高光黑及消光黑料；實現(xiàn)了全自動立吊式氧化生產(chǎn)線上氧化銀白料與香檳料或純黑料的連續(xù)、批量生產(chǎn)。開創(chuàng)了注化法單鎳鹽做黑色料的先例。
三、采用注化法單鎳鹽著黑色料優(yōu)點
1、優(yōu)良的著色均勻性，12～15μm的硫酸陽極氧化膜都能著色，發(fā)生不均勻著色的概率相對較低。
2、使形狀各異，也可在同一著色電波開拓下，在同一時間完成著色過程，色調(diào)的重現(xiàn)性好。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，盡可能的減少加色的次數(shù)，在槽液管理時要盡可能保持槽液各成分的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)參數(shù)大的波動。
3、以通過調(diào)節(jié)電壓和電流，調(diào)整鎳離子的沉積速度，顏色均勻且易調(diào)節(jié)。
4、槽液成分簡單，分析易控制。槽液鎳濃度高達155g/L，著色后型材表面帶出量很大，直接水洗排放，不僅生產(chǎn)成本高，且污染環(huán)境。因此，在溢流槽配置回收裝置，采用RO反滲透原理和方法進行回收硫酸鎳，再加以利用。這樣回收重復(fù)使用，損耗低，環(huán)保節(jié)能。
RO回收流程
在實際生產(chǎn)中，所有的硫酸鎳并非用于陽極氧化膜微孔鎳離子電沉積著色，而是2/3以上的硫酸鎳溶解在清水并隨型材帶出的清水而排出；安裝了鎳回收裝置，按氧化立式線年產(chǎn)著色料6000噸能力計算，每年可減少15噸硫酸鎳的排放。
結(jié)束語
單鎳鹽注化法著色工藝槽液管理規(guī)范、穩(wěn)定，通過特殊的正電壓和負電壓波形的調(diào)整，使鎳離子在陽極氧化膜孔底部均勻地電解析出，從而得到穩(wěn)定均勻的著色，具有著色色調(diào)穩(wěn)定、再現(xiàn)性好、均勻性好、型材耐候性好等特點。著純黑色料的時間為6分鐘左右，比其它傳統(tǒng)著色工藝要減少50%以上時間，有效地提高生產(chǎn)效率，且鎳離子可回收再利用，達到節(jié)能減排的作用。
鋁合金型材 注化法單鎳鹽電解著色 純黑色著色料 大批量生產(chǎn) 節(jié)能減排
鋁合金型材 注化法單鎳鹽電解著色 純黑色著色料 大批量生產(chǎn) 節(jié)能減排
