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                                                          鋁材表面處理
                                                          surface treatment
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                                                          導致鋁型材電解著色對色困難的主要原因
                                                          內容來源:http://www.writersmuseonline.com    作者:武將    發布日期:2019-12-12 08:47    閱讀次數:446 次 點擊收藏

                                                          日本工業標準JIS H0201-1998“鋁及鋁型材表面處理條款術語”中對色被定義為檢查著色鋁型材是否達到鋁型材產品標準參照型材所設定的顏色;


                                                          對色是具有代表性的鋁型材陽極氧化膜著色方法的自然發色、染色、涂裝和電解著色中重要的質量保證項目;其中,電解著色的對色也比較困難;在生產過程中會引起色差,因此需要檢查對色;在印刷、涂裝、電鍍、紡織等產業中,都離不開色差;因此,要先從顏色的管理開始考慮;


                                                          1:與顏色樣品相同的顏色

                                                          通過目視感覺色差時,除了由鋁型材對一定波長光的吸收、透射、反射外,還包含表面光澤的影響;人類的眼睛感覺顏色微妙差別的識別能力是非常高的,但也有不能記憶、缺乏重視性、不能數值化等缺乏客觀的缺點;在顏色判斷能力上還存在年齡差異,同時受身體狀況、熟練程度的影響;


                                                          對色工作受光源種類、觀察方向和經驗及主觀直覺的影響較多,顏色的判斷能力存在個人差異;因此,對于與鋁型材樣品顏色對比是否一致,檢查人員之間的判斷結果可能不同,而且與顧客的判斷也可能不同;


                                                          2:顏色的允許偏差

                                                          顏色的允許偏差是否與當事者之間商定的顏色樣本相同,在允許偏差范圍內是否合格?的最終判定,多數情況是根據與樣本的比較和目視決定的;在工藝管理、品質檢查階段,可以使用能夠將顏色和色差數值化的分光光度計、色差計等判別;但是,在鋁型材陽極氧化膜的電解著色中,色差測得數值和目視判斷未必一致;可以使用利用色差計計算出與樣本的色差(E),能夠計算出不同程度顏色差別的允許偏差的方法;下表所示為色差(△E)大小和目視感知色差的范圍;根據用途,必要時可在當事者間交換色差的感知范圍;


                                                          數值和目視判定的色差范圍的示例
                                                          名稱
                                                          儀器數值的色差范圍(△E)
                                                          目視辨別的色差范圍
                                                          不能辨別的范圍
                                                          0~0.2
                                                          在測試儀器的誤差范圍內,目視不能別別色差
                                                          可辨別的界限
                                                          0.2~0.4
                                                          訓練有素的人員有再現性,并能夠辨別的色差界限
                                                          AAA級
                                                          0.4~0.8
                                                          從目視判定的再現性出發,能設定嚴格的容許色差范圍的界限,根據當事者之間的協定,可設定更嚴格的標準
                                                          AA級
                                                          0.8~1.6
                                                          因為顏色比較接近,勉強能夠感覺到色差;一般包括測色儀器的允許誤差范圍
                                                          A級
                                                          1.6~3.2
                                                          顏色比較分散,幾乎不能察覺到色差;一般認為是相同顏色
                                                          B級
                                                          3.2~6.5
                                                          感覺上認為是相同顏色;在色彩管理中一般取容許顏色;在色料、材料質感上存在差別,作為相同顏色的容許范圍
                                                          C級
                                                          6.5~13.0
                                                          相當于JIS標準顏色、孟塞爾色標的1分度的色差
                                                          D級
                                                          13.0~25.0
                                                          使用細分系統顏色命名并能夠區分的色差,超過這個范圍就成為其他顏色

                                                          3:發生色差的主要原因

                                                          鋁型材陽極氧化膜呈現顏色和光澤的截面如下圖所示;由于硫酸陽極氧化膜基本上都是半透明的,所以陽極氧化膜中存在的粒子可以吸收一部分入射光,而其他部分入射光被這些粒子多次反射,最后從鋁型材表面反射出來;入射光是均勻的、含有全部波長范圍的白色光,反射光按照粒子吸收的分布,這就是目視觀察到的顏色;

                                                          鋁型材表面入射光到反射光的過程示意圖

                                                          各種鋁型材的硫酸陽極氧化膜色調的差別如下表所示;除此以外,入射光不僅到達對應于外表面/空氣的界面B,而且到達了鋁型材基體/陽極氧化膜的界面A,發生正反射和漫反射;界面A的表面粗糙度由鋁型材基體表面和前處理所決定,界面B的表面粗糙度由前處理以及陽極氧化處理和之后的處理工藝所決定;因此,在界面A和界面B中正反射和漫反射的程度是不一樣的;因為兩方面作用產生了視覺可見的光澤,界面A和界面B都光滑時光澤度最高,兩界面的表面粗糙度大時形成最低的光澤;因此,陽極氧化膜著色中,兼顧顏色和光澤的表面質量是很重要的;


                                                          各種鋁型材的硫酸陽極氧化膜色調的差別
                                                          鋁型材牌號
                                                          色調
                                                          鋁型材牌號
                                                          色調
                                                          1100-H
                                                          銀白色
                                                          5356-O
                                                          淺灰色
                                                          3003-H
                                                          淺茶色
                                                          5083-O
                                                          暗灰色
                                                          4943-F
                                                          灰黑色
                                                          6061-T6
                                                          淺黃色
                                                          5052-O
                                                          淺綠黃色
                                                          6063-F
                                                          銀白色

                                                          以上的情況也存在工藝上的差別,在鋁型材電解著色工藝中產生色差的主要原因是在下列一個或兩個以上項目中存在的問題;

                                                          ①鋁型材基體的影響;

                                                          ②由于前處理造成鋁型材基體反射率的不同;

                                                          ③陽極氧化膜本身的顏色差異;

                                                          ④電解著色工藝中的顏色差異;

                                                          ⑤由于后處理導致表面光澤度的差異;


                                                          4:鋁型材基體的影響

                                                          無論是純鋁還是鋁型材基體,從鋁棒開始的制造工藝中要經過幾次熱處理;金屬組織受熱處理影響而發生變化;由于結晶物、析出物、金屬間化合物的存在狀態引起陽極氧化膜本身顏色的不同,甚至還與電解著色工藝中的不同顏色相關;而且無論在軋制材還是在擠壓鋁型材中都存在軋制方向、擠壓方向這樣的方向性;現在,考慮到這種加工的方向性,并且能夠數值化,目視時為了判斷,需要設定一個數值范圍,這就使電解著色的對色變得更加困難了;


                                                          5:鋁型材電解著色工藝的色差

                                                          由外加電壓控制的電解著色方法,外加電壓和著色時間因處理鋁型材的形狀、尺寸、表面積的不同而異,還必然依賴于操作人員的經驗,這是產生顏色差異的主要原因;在控制金屬的析出量中希望采用恒電流控制;鋁型材著色速度受著色電解液的組成、濃度、溫度、pH值、雜質濃度的影響而變化;由于槽液管理的不當,雖然在相同條件下進行處理,但是也會產生色調上的差異;

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