铝合金硬质阳极氧化槽液分析

铝合金硬质阳极氧化工艺的研究_袁海兵

袁海兵等　铝合金硬质阳极氧化工艺的研究铝合金硬质阳极氧化工艺的研究袁海兵,黄承亚,谢刚(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640) [摘　要]　为了研究阳极氧化工艺条件对硬质氧化膜的厚度、耐蚀性、表面形貌的影响。

利用正交试验优化了铝合金硬质阳极氧化的工艺条件,采用扫描电镜(SE M )观察了硬质阳极氧化膜的表观形貌,并探讨了槽液温度和硫酸浓度对氧化膜耐腐蚀性的影响。

结果表明:有利于硬质阳极氧化膜厚度增加的最佳工艺条件为:硫酸浓度150g /L ,电流密度3.5A /d m 2,氧化时间180m in ,槽液温度-5～0℃;SE M 照片表明:硫酸浓度增加,氧化膜的孔径增大,孔隙率增加。

[关键词]　铝合金;硬质阳极氧化;正交试验;耐腐蚀性[中图分类号]TG 174.451[文献标识码]A[文章编号]1001-3660(2007)05-0046-02Study on H ard Anodic O x i d ation Process for A l u m i nu m A ll oyYUAN Ha i -bing ,HUANG Cheng -ya ,XI E Gang(Co llege ofM aterials Science and Eng i n ee ring ,Sou t h Ch i n a Unive rsity ofScience and Techno l o gy ,Guangzhou 510640,C hina )[Abstract ]　The effects of anodic ox i d ation process on t h ickness ,corr o sion resistance and su rface m orpho l o gy o f har d ox i d ation fil m w ere studied .A lu m inum a ll o y hard anodizing pr ocessw as op ti m ized w ith ort h ogonal expe ri m ents .The surface mo r phologies of anod ic oxidati o n fil m w ere studied by SE M.The effects of anod izing te m pera t u re and su lfuric acid concentr a tion on corr osi o n r esisting w ere tested .The results sho w t h at t h e op ti m ized process which is in favo r of increas -ing hard anodic oxidati o n fil m t h ickne ss is as fo ll o w s :su lfuric acid concentrati o n o f 150g /L ,curren t density of 3.5A /dm 2,anodizing ti m e of 180m i n ,anodizi n g te m perature o f ‐5～0℃.The SE M pho tog r aphs sho w tha t the apert u re and the ho l e ra tio o f fil m s w ill en l a r ge w ith the incr ease m ent o f t h e sulf u ric acid concen tration.[K ey w ords ]　A l u m inum alloy ;H a r d anodic ox i d ation ;O rt h ogonal test ;Co rr o sion resistance0　引　言[收稿日期]2007-06-26[作者简介]袁海兵(1979-),男,湖北襄樊人,硕士,从事铝合金硬质氧化及摩擦学表面处理研究。

铝合金硬质阳极氧化膜性能探讨

铝合金硬质阳极氧化膜性能探讨铝合金在日常生活中极其常见，它的密度仅为2.702 ，因为其材质轻盈，强度高，价格低等优异性能，被广泛应用在汽车、航空、船舶、农业、电器、家具等各个领域中[1，2]。

在海洋复杂环境中，铝合金表面极易腐蚀，从而破坏铝基表面，造成结构受损[3]。

因此，通常把铝合金材料进行硬质阳极氧化处理，使其表面获得一层致密的硬质氧化膜，保护铝壳体在苛刻的海洋环境中使用[4-7]。

但在实际应用中，铝合金壳体硬质阳极氧化过程中经常会出现氧化过度或者氧化不够充分，从而影响铝壳体的性能，因此有必要探讨硬质阳极氧化的工艺。

常见铝合金的硬质阳极氧化方法有铬酸阳极氧化、草酸阳极化、磷酸阳极氧化、硼硫酸阳极氧化、硫酸阳极氧化等[8，9]。

本试验采用6061 铝合金作为研究载体，选用硫酸硬质阳极氧化工艺，研究在不同氧化条件下的耐腐蚀性能，以及表面的孔隙分布情况，最后确定最佳氧化工艺条件。

铝合金阳极氧化膜形成过程如下：电解液中发生水解反应。

1 试验材料与方法使用6061 铝合金板材，铝合金的化学成分如表1 所示。

取6061 铝合金材料样品3 块，分别标记成样品a、样品b、样品c，然后将样品都加工成40mm×40mm×2mm，将各样品表面进行抛光、油渍清洗、去离子水清洗处理。

采用直流电源恒流模式，以硫酸作为电解质，在硫酸电解液中进行硬质阳极氧化：电解液中电流大小为3.8A，温度均为室温；硫酸浓度为1mol/L，氧化时间分别为35 、45 、55min。

然后将硬质阳极氧化后的试样依次置于无水乙醇和去离子水中清洗15min，烘干。

采用JSM-7800F扫描电镜（SEM）分别观察6061 铝合金氧化膜的表面形貌结构分布。

然后采用维氏硬度测量仪分别测试试样表面的硬度大小。

再将样品进行耐腐蚀试验，比较样品的抗腐蚀性能。

最后得到三种铝合金样品的最佳硬质阳极氧化工艺处理条件。

2 结果与讨论分析2.1 硬度与耐腐蚀性分析采用维氏硬度测量仪依次在试样表面不同地方测量多个点，制备的硬质阳极氧化层硬度如表2 所示。

铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析

铝表面阳极氧化处理方法一、表面预处理无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。

因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

（一）脱脂铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。

几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。

在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

二）碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。

其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。

从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。

此外，通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。

蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（NaF、硝酸钠），结垢抑制剂、（萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等）、多价螯合剂（多磷酸盐）、去污剂。

（三）中和和水清洗铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中，所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗，这种过程称为中和、光泽或出光处理。

其工艺过程是制品在300-400g/L 硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而有差异，一般浸洗时间3-5 分钟。

含硅或锰的铝合金制品上的挂灰，可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1 的混合液，于室温下处理5-15 秒。

5052铝合金硬质阳极氧化工艺研究

5052铝合金硬质阳极氧化工艺研究陈梁;廖重重;刘晨岑;熊雄;王茜【摘要】以硫酸为基础电解液，同时混合加入草酸与添加剂，优化了电源参数及添加剂浓度配比，优化得出最佳工艺参数：10 g/L草酸和44 g/L添加剂，电流密度为3 A/dm2，氧化时间为40 min ，占空比为80%。

在该条件下得到的氧化膜厚度为40μm ，硬度为490 HV ，氧化膜表面纳米孔结构均匀致密。

%The base electricity of experiment is sulfuric acid. Oxalate and additive are added into elec-trolyte. Optimizing power parameter and the concentration of additive to reach the best parameter that 10 g/L oxalate, 44 g/L additive, current density was 3 A/dm2 , time of anodizing was 40 min, duty ratio was 80%. The thickne ss of oxidization film was 40 μm. The hardness of oxidization film was 490 HV. The structure of nano-hole was very uniform and dense.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2016(047)003【总页数】4页(P38-41)【关键词】硬质阳极氧化;5052铝合金;添加剂【作者】陈梁;廖重重;刘晨岑;熊雄;王茜【作者单位】比亚迪股份有限公司，广东惠州 516000;比亚迪股份有限公司，广东惠州 516000;比亚迪股份有限公司，广东惠州 516000;比亚迪股份有限公司，广东惠州 516000;比亚迪股份有限公司，广东惠州 516000【正文语种】中文铝及其合金具有密度小、质量轻的优点，且当前铝的产量和用量仅次于钢铁，成为人类使用的第二大金属[1]。

铝合金型材氧化槽液成份分析工艺规程

铝合金型材氧化槽液成份分析工艺规程1 目的范围本文规定了铝合金形材阳极氧化槽液分析的要求，以确保形材的质量。

本文适用于铝合金阳极氧化各种槽液成份的分析。

2工作工序分析方法：参见氧化槽液的分析。

a)氟化钾：固体 b)酚酞指示剂：1% c）盐酸标准溶液:1N2.2.2碱蚀槽液游离氢氧化钠和铝离子的分析a）分析步骤移取碱蚀槽液2mL于250mL锥形瓶中，加50mL纯水，滴加2-3滴酚酞指示剂，用1N 盐酸标准溶液滴至溶液由红色变为无色，即为第一终点。

读取消耗盐酸标液的毫升数V1。

向上述试液中，加入3g氟化钾，摇动使其溶解，此时溶液应为红色，继续用1N的盐酸滴定至溶液红色消退。

此时可再加少许氟化钾验证，似为无色则为第二终点。

（若呈红色继续滴定至无色为止）。

读取消耗盐酸标准溶液的毫升数V2。

b)计算游离 NaOH(g/L)=20×（V1-V2/3）×N HClAl3+(g/L)=4.5×V2×N HCl2.3中和槽液的分析分析方法：参见氧化槽液分析2.4 氧化槽液的分析2.4.1试剂a)氟化钾：20% b)酚酞指示剂1% c)氢氧化钠标准溶液:1N2.4.2氧化槽液中游离硫酸的分析a)分析步骤移取5mL氧化槽液于250mL锥形瓶中，加50mL纯水，摇匀。

加20%氟化钾溶液10-15mL，滴加3-4滴酚酞指示剂，用1N氢氧化钠标准溶液滴定至无色变为粉红色为终点。

读取消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数V1。

b)计算游离H2SO4=9.8×V1×N naOH2.4.3总酸浓度的分析a)分析步骤移取5mL氧化槽液于250mL锥形瓶中，加50mL纯水，滴加3-4滴酚酞指示剂，用1N 氢氧化钠标准溶液滴定至试液由无色变为粉红色，且30秒不褪色为终点。

读取消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数V2.b)计算总酸浓度（g/L）=9.8×V2×N naOH2.4.4铝离子的分析根据游离硫酸消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数V1和总酸消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数V2即可计算槽液中的铝离子浓度。

铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施

铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施摘要：铝合金硬质阳极氧化可增强零件耐磨性，绝缘性，抗腐蚀能力等。

通过具体实例介绍铝及铝合金硬质阳极氧化日常生产中常见典型缺陷，详细分析了问题产生的原因以及提供解决措施，以便实际生产中加以借鉴。

关键词：铝合金；硬质阳极氧化；膜层缺陷Cause analysis and measures of common defects in hard anodizing of aluminum alloyCHEN Chao( AVIC Xinhang Aviation Industry (Group) CO., LTD, Xinxiang, 453049)Abstract: Hard anodizing of aluminum alloy can improve the wear resistance,insulation and corrosion resistance of parts. The common typical defects in the daily production of hard anodizing of aluminum and aluminum alloys are introduced through the actual examples,and the causes of the problems are analyzed in detail and the measures are provided for reference in actual production.Keywords: aluminum alloys，hard anodizing，coating defects引言铝及铝合金具有比强度高，塑性好，导电，导热性能优异，以及优良的加工性能和耐蚀性能，是广泛应用于各种工业领域，特别是航空、航天工业中的有色金属材料[1]。

铝合金常温硬质阳极氧化工艺Ⅱ——有机添加剂的作用及槽液维护

动，之，反向左移动。当酸度达到一定值时，些络有合剂就不再能与Ａ” 形成络合物，就起不到改善ｌ也阳极氧化膜质量的作用。为了选定有机添加剂，１０ｇＬ硫酸中分别在４／加入２／０ｇＬ的（）１磺基水杨酸，２乙酰丙酮，３革（）（）酸，４柠檬酸。为了保持溶液中相同量游离Ａ（）离子，台（）在２的溶液中加４／０ｇＬ硫酸铝，他溶液其
周谟银
中国分类号：Ｇ１４４ＩＴ７．５
（国船舶总公司上海太克实业公司，海２０３）中上００２
文献标识码：Ｂ文章编号：００４４（０２０ —０８０１０ —７２２０）３０２．３
于表中给出的常数都是在特定条件下测定的．温当度、度等条件发生变化时，定常数也就发生了变酸稳
ＨＯＨｏ（翻）Ｈ的形式存在。当通３、ｓｓ和２２ｃ
电后，掖发生了变化：溶在阴极区：２＋２一ＨＯｅ２，＋ＨＨｏ，十
六员环螯合物。因为三员或四员环成键的电子云重叠的程度小，不稳定，员以上的环叉由于螯合物键七
的立体结构的改变，的稳定性也大大地降低了。键
相反，果络合物太稳定，起不到预期的效果。如也