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1、目录1前言22 设计说明22.1设计的依据22.1.1技术指标22.1.2 生产任务和生产纲领22.1.3 工作制度和年时基数22.2 工艺规程的设计32.2.1工艺规程32.2.2 各工序主要工序说明32.3槽子的设计62.3.1 各种槽子的种类62.32中心槽的结构、尺寸92. 33 其他槽子的尺寸、材料、数量92.3.4中心槽中的加热、降温、空气搅拌设备102.4挂具的设计122.4.1挂具的装载量122.4.2挂具的材料122.5电源的设计132.5.1电源的种类132.6车间的设计132.6.1车间的组成132.6.2车间的区划、厂房形式132.6.3车间的平面布置132.7工作人员
2、的设计132.8辅助工人人数14参考文献141总则 142工艺流程143 工艺说明143.1脱脂143.2水洗153.3在碱洗操作过程重要注意的几点153.4成分和工艺条件的影响163.5 常见铝硫酸阳极氧化膜缺陷、产生原因及防治方法。173.6染色处理193.7封孔处理193.8烘干19四 致谢词206063铝合金电热片阳极氧化工艺设技计明书1前言铝是钝化型金属，与钛、钽、铌等金属一样，表面钝化态氧化膜是提供保护的重要因素，因此，阳极氧化是一种非常有效的金属保护手段。阳极氧化处理对于铝及其合金而言，是一种“万能”的提高防护性和装饰性，甚至功能性的有效方法。铝的阳极氧化处理工业可以从多种角度加
3、以分类，比如按照电解质溶液、阳极氧化电源波形、阳极氧化膜结构、阳极氧化膜的特性等加以分类。2 设计说明 2.1设计的依据 2.1.1技术指标 （1）工件零件和材质：6063铝合金电热片 （2）工件最大综合吊挂尺寸长宽高：100258 （3）表面积：0.7952d 2.1.2 生产任务和生产纲领 （1）生产任务 本车间负责对6063铝合金电热片进行阳极氧化（2）生产纲领 年产量：每年200万个 考虑零件返修和报废，按2%计算，则实际年产量为204万个2.1.3 工作制度和年时基数 （1） 工作制度：三班制生产 （2） 工作天数：251天（除去双休日及节假日） （3） 工人年时基数为全年时间扣去病
4、产事假及探亲等时间： 251222512211%=4895小时 （4） 设备年时基数为全年工作时间22小时（设备检修利用休息时间） 25122251224%=5301小时 （5） 年产量：204万个 日产量：2040000251=8127个 每小时：812722=370个 阳极氧化需要时间1个小时，一次能氧化3701=370个2.2 工艺规程的设计2.2.1工艺规程 （1） 零件材料选用6063铝合金 （2） 氧化膜性能要求：要求耐蚀性好、易着色。硬度（HV）在3500MP以上。 （3） 工艺流程 装夹脱脂水洗水洗碱蚀水洗水洗出光水洗水洗直流硫酸阳极氧化水洗中和水洗染色封孔烘干2.2.2 各工
5、序主要工序说明 脱脂因氧化着色车间多采用无润滑挤压（挤压制品无需涂防锈油），制品上残油很少，故通常采用碱性溶液除油脱脂，油脂在溶液中发生皂化反应，生成肥皂和甘油溶解于水中，反应式（C17H35COO）3C3H5+NaOH3-RCOONa+C3H5(OH)3制品在除油后必须在6080的流动热水中清洗然后再用冷水清洗。脱脂方法见表1。表1 脱脂种类溶液组成温度时间备注表面活性剂肥皂合成洗涤剂室温80度1030秒无侵蚀碱洗 其目的是进一步除掉制品表面的赃物，并将制品表面的天然氧化膜清除掉，使基体表面暴露出来，以利于氧化着色的顺利进行。碱洗方法见表2。表2 碱蚀方法工序处理时间槽液成分温度备注碱洗25
6、分钟50/m氢氧化钠长寿命添加剂5060在碱洗操作过程重要注意的几点：（1） 严格按照工艺规程控制槽液温度、浓度、时间，槽液要搅拌，保证蚀洗质量，防止过腐蚀现象发生。（2） 碱洗是阳极氧化前最关键的工序，清洗不彻底，会引起碱洗后的制品表面凹凸不平，光泽也不均匀；碱洗后延长清洗时间会引起腐蚀斑纹。所以制品在碱洗出槽后要迅速转移到清洗槽中清洗，水温控制在4050，但清洗时间不应过长。（3） 在碱性腐蚀液中，以葡萄糖酸钠、柠檬酸钠等有机化合物作为添加剂，由于这些添加剂多是表面活性剂或络合剂，可使铝制品表面均匀腐蚀，防止过腐蚀，提高表面光洁度，另一方面，添加剂可抑制氢氧化铝沉淀的生成。（4） 溶液中，
7、铝离子的含量应控制在525克/升，当达到2540克/升时，应在槽液更新时调整。（5） 碱洗槽不但应有加热管，最好也要有冷却管，因为制品在碱洗过程中，铝溶于槽液中的量是1055克/米2，而发热量为4卡/克，所以溶液须进行冷却，使温度自动调节控制。（6） 碱洗槽两侧上方应设置抽风罩，将对人体有害的NaOH 蒸汽吸入清洗塔淋洗，待净化后，排到大气中。采用的是硫酸除灰方法。硫酸来自于阳极氧化槽液，通常为15%（体积分数）的硫酸。采用硫酸进行除灰的经济效果比硝酸的好些，阳极氧化槽液中的硫酸可得到再一次利用，生产线的原液管理也简化了，但是对铝材的要求提高了，对于6063铝合金建筑型材能够得到比较满意的除灰
8、效果。操作时间一般为3-5分钟。硫酸阳极氧化。(1) 槽液配制A：确认氧化槽、酸泵、热交换器、管道和阀门等不渗流。B：彻底清洗槽子，包括管道和阴极板等，最后用去离子水冲洗一遍。C：按槽内所配溶液体积计算硫酸用量。D：槽内先加入约四分之三高度工作液位的去离子水，然后启动搅拌和冷却装置，缓慢加入硫酸，一般不使溶液温度大于35。E：添加0.1g/L铝离子，以硫酸铝或部分氧化老槽液形式加入。F：补偿去离子水至工作液位，当溶液温度冷却至约20时，关闭搅拌和冷却装置，取样分析硫酸含量，符合要求即可生产，一般刚开槽生产，硫酸浓度取略低规定浓度下限。（2）槽液维护和工艺条件A：防止前道中和（也叫出光）槽液带入
9、氧化槽。一般中和后要经过两道水洗，这是因为如果中和槽neutral的硝酸带入氧化槽，就会造成氧化不成膜或仅有几个微米薄膜的现象。B：对槽液进行定期分析，一般只分析游离硫酸和铝含量。槽液在使用过程中。游离酸浓度会逐渐下降，而铝含量上升，当游离硫酸浓度下降到规定浓度下限，铝含量尚未升到上线时，只需计量添加硫酸，但当铝含量超过规定上限时，应排放部分(1/41/3)槽液，然后再计量添加硫酸和去离子水。C：槽液液面上的漂浮物和油污应及时清除脱落在槽液中的铝工件和杂物应及时捞起。D：氧化槽液沉淀物较少，一般只需一年倒槽清底一次，此时应刷洗或更换阴极板。E：硫酸阳极氧化工艺条件参见表3。表3 铝材硫酸直流阳
10、极氧化工艺条件工艺参数一般使用条件最近使用条件2025 um游离硫酸g/L150120160180150160铝离子 g/L52015515 温度 152319211719电流密度 A/ d1.01.41.31.41.51.6时间min按膜厚确定一般25305565染色（黑色）硫酸直流阳极氧化膜无色透明，微孔的活性适合于吸附燃料，因此通常使用硫酸直流阳极氧化膜进行染色。化学着色作为阳极氧化膜的着色很早就已被采用，但因耐光性能差，通常只适用于室内的装饰材料，很少作为外装饰材料使用。根据染色方法采用有机染色法。有机染色工艺见表4表4 染色工艺染料名称浓度（g/L）pH温度（）时间（min）酸性黑1
11、0B1055.56070510注 （染色液配置）1.称取计算量的有机染料，先用少量热蒸馏水或去离子水调成糊状。2.取20倍两热水边搅拌边加入到浆糊内，必要时加热煮沸30分钟，直到完全溶解。3.取几滴溶液到滤纸上检验，若没有残余物，则滤液用纯水稀释，并用冰醋酸或氨水调整染液pH值到工作水平。4.加水并加热到工作水平，试染合格后即可投入正规生产。 封孔通常常用的有沸水封孔法和电泳涂漆封孔法。因沸水封孔操作简单，价格低廉，故采用沸水封孔法。水和封孔处理的工艺条件见表5。表5水和封孔处理的工艺条件封孔方法温度PH值时间纯沸水95以上60.52030分钟2.3槽子的设计2.3.1 各种槽子的种类 （1）
12、热、冷水清洗槽冷水清洗槽由一槽体构成，为便于换水及水面的赃物，设有排水孔及溢水口，冷水槽通常是有硬聚氯乙烯塑料板，聚丙烯硬板或碳钢板制成的，而酸侵蚀后的冷水槽，因有酸液带入，宜采用聚氯乙烯塑料或其它耐腐蚀材料制成。热水清洗槽需要在钢槽一侧安装蒸汽加热管或电加热管，由于热水槽容易沉积水垢，设计时应把排水管、溢水管径加大。 （2）化学除油槽和电化学除油槽 化学除油槽通常由钢槽和蒸汽加热管或电加热管组成，类似热水槽。电化学除油槽，由钢槽、蒸汽加热管及导电装置组成，并要注意槽体与电极杠之间的绝缘。工作液体呈碱性，对钢铁槽体无腐蚀性，故不需要安装衬里。在电化学除油槽沿两侧必须安装通风罩，以排除电解过程中
13、放出的气体。 （3）侵蚀、化学抛光和电化学抛光槽 侵蚀及抛光液大多使用硫酸、盐酸、硝酸铬酸等，他们的腐蚀性很强，必须要用耐腐蚀的材料做槽体或衬里。工作温度在60以下的可用聚氯乙烯材料。温度超过60以上的电化学抛光可用铅锑合金板衬里或用聚丙烯硬板焊接制作槽体。铝合金化学抛光槽宜采用耐酸陶瓷制作为最好。 (4) 槽体尺寸及个数的确定 氧化槽尺寸的确定：根据年产量要求及工作制度确定等知道每槽应该能氧化400个，由于零件的性质确定每挂放40个零件，所以一槽能容纳10挂，由此可确定槽子尺寸。槽体长度计算：L=nL1+（n-1）L2+2L3式中 L槽子长度（mm）; n沿槽长方向的挂具数； L1沿槽长方向
14、挂具的宽度（mm） L2沿槽长方向挂具间的距离（30mm100mm） L3挂具边缘至槽壁的距离（电镀槽为80mm100mm，氧化、磷化为100mm200mm）。如果再采用阴极移动，再加阴极移动的行程40mm140mm。 所以L=5280+850+2150=2100mm槽体宽度：b=nkb1+2nkb2+（nk+1）+2b3式中 b槽子宽度； nk挂具或阴极列数； b1沿槽宽方向的挂具宽度； b2挂具边缘至阳极表面的距离(150mm250mm) b3阳极背面至槽壁的距离（30mm50mm） 阳极或阳极蓝的厚度（mm） 如果采用加热或冷却管，还应考虑加热管道的直径及管道与阳极之间的距离50mm100mm；管道与槽壁的距离50mm等。所以 b=110+21200+210+250=530mm
