以鋁及鋁合金型材或板帶材為原料，經(jīng)氧化、著色或涂層處理，生產(chǎn)具有不同色澤和不同功能鋁材的鋁加工廠車間設(shè)計。鋁材經(jīng)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(jì)60年代以來，在建筑工業(yè)上被廣泛采用。鋁材表面處理車間設(shè)計內(nèi)容主要包括：工藝流程選擇、設(shè)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(jī)涂層處理兩種。氧化著色工藝主要用于鋁型材的處理，其中銀白色鋁型材采用預(yù)處理、陽極氧化和封孔的生產(chǎn)工藝；青銅、金黃、木紋等色型材采用預(yù)處理、陽極氧化、電解著色或化學(xué)染色和封孔的生產(chǎn)工藝。有機(jī)涂層處理工藝可用于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(yù)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(yù)處理

　　一般采用化學(xué)法，包括除油、堿洗、中和、化學(xué)涂層轉(zhuǎn)換及冷熱水洗等工序。當(dāng)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(xué)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(jìn)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(diào)。為獲得青銅色鋁型材的系列產(chǎn)品，生產(chǎn)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(diào)。此法具有色澤穩(wěn)定持久的優(yōu)點(diǎn)，適用于生產(chǎn)室外裝飾材。

　　(2)化學(xué)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(jī)染料，有時也用無機(jī)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(chǎn)室內(nèi)裝飾材。

　　封孔

　　有水合封孔和有機(jī)涂層封孔兩種。

　　(1)水合封孔。是以純水為介質(zhì)，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(chǎn)率高，可減少封孔槽數(shù)量，節(jié)省能源，生產(chǎn)條件較好。

　　(2)有機(jī)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(jī)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(fù)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(jīng)短時浸漬后提升，在提升時經(jīng)過三氯乙烯蒸汽區(qū)，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(jī)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(jī)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(jīng)加熱固化形成牢固的漆膜。

　　(2)輥涂法。是通過涂布輥將有機(jī)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(shè)備選擇

　　鋁型材的氧化著色設(shè)備主要由裝卸料架、專用運(yùn)輸設(shè)備和處理槽組組成，設(shè)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(chǎn)效率較高，處理費(fèi)用較低，但基建投資較大。一般年產(chǎn)量在7000t 以上或進(jìn)行有機(jī)涂層處理時常選用立吊。料掛的專用運(yùn)輸機(jī)起重量為0．5～1t，由地面操縱。橫吊用的運(yùn)輸機(jī)兩端可單獨(dú)或同時提升，使料掛傾斜，以便型材積液的流出。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，可采用全自動、半自動和手動控制系統(tǒng)。立吊一般采用電子計算機(jī)自動控制整個生產(chǎn)程序。處理槽組按生產(chǎn)順序呈直線形或U形連續(xù)布置，裝卸料架設(shè)在槽組的兩端。槽子尺寸根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和鋁材長度確定。槽體用鋼或鋼筋混凝土制作，根據(jù)用途可內(nèi)襯塑料、玻璃鋼或不銹鋼，外壁作防腐處理。

　　氧化著色生產(chǎn)線的成套設(shè)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(huán)等設(shè)備。

　　鋁帶的涂層處理設(shè)備一般是由一條包括開卷、帶材預(yù)處理、涂層、固化、冷卻和卷取等設(shè)備組成的連續(xù)機(jī)列。涂層干燥、固化采用熱風(fēng)循環(huán)，帶材冷卻采用空氣急冷或水冷。

　　車間布置

　　鋁型材的氧化著色生產(chǎn)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(huán)保等設(shè)施；當(dāng)產(chǎn)品在車間內(nèi)包裝時，需設(shè)一個包裝和成品存放區(qū)。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(wǎng)敷設(shè)在平臺下面；前者廠房較高，后者需挖地坑。地下布置時，管網(wǎng)在地下室內(nèi)敷設(shè)。橫吊一般采取前兩種布置，立吊則采用后兩種。處理槽散發(fā)的有害氣體經(jīng)凈化后排出，廢液和有機(jī)涂料進(jìn)行回收處理，廢水經(jīng)處理后排放。車間應(yīng)有良好的通風(fēng)。

　　鋁帶材的涂層機(jī)列通常與鋁板帶車間配置在一個廠房內(nèi)。主跨配置機(jī)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(shè)施。