硬质阳极氧化故障及解决
表面硬质阳极氧化处理
表面硬质阳极氧化处理表面硬质阳极氧化处理是一种常见的表面处理技术，主要应用于金属材料的表面改性。
它通过在金属表面形成一层致密、均匀、具有较高硬度的氧化膜，从而增强金属材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性能，延长其使用寿命。
本文将从工艺原理、工艺流程和应用领域三个方面介绍表面硬质阳极氧化处理。
一、工艺原理表面硬质阳极氧化处理是利用金属材料在电解液中进行阳极氧化反应，从而在表面形成氧化膜的工艺。
在该工艺中，金属材料作为阳极，通电后与电解液中的氧气发生氧化反应，生成氧化物。
这些氧化物在金属表面逐渐形成一层致密、均匀的氧化膜，其主要成分为氧化铝。
二、工艺流程表面硬质阳极氧化处理的工艺流程一般包括预处理、电解液配置、阳极氧化、封孔和后处理等步骤。
1. 预处理：首先需要对金属材料进行预处理，包括去油污、除氧化皮、除尘等工序，以保证金属表面的洁净度。
2. 电解液配置：根据具体要求，选择适当的电解液。
常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
电解液的成分和浓度会直接影响到氧化膜的性能。
3. 阳极氧化：将金属材料作为阳极，放置在电解槽中，通电后开始进行阳极氧化反应。
通过控制电流密度、温度和电解时间等参数，可以控制氧化膜的厚度和硬度。
4. 封孔：氧化膜形成后，一般会进行封孔处理，以提高氧化膜的耐腐蚀性能。
封孔一般是在热水中进行，通过渗透热水，使氧化膜内部的孔隙充满水分，从而形成稳定的氧化膜。
5. 后处理：完成封孔后，需要对金属材料进行清洗和干燥等后处理工序，以去除残留的电解液和杂质，使得表面更加光滑、均匀。
三、应用领域表面硬质阳极氧化处理广泛应用于各个领域的金属材料表面改性。
以下是一些常见的应用领域：1. 汽车领域：汽车发动机零部件、底盘组件等金属材料经过表面硬质阳极氧化处理后，可以提高其耐磨性和耐腐蚀性，延长使用寿命。
2. 电子领域：电子产品中的金属外壳、散热器等部件经过表面硬质阳极氧化处理后，不仅具有良好的外观效果，还可以提高其导热性能和耐腐蚀性能。
阳极氧化不良原因分析
作者创智涂装来源本站浏览１110 发布时间２0１1/10/10本表示出了在阳极氧化与封孔中容易出现得缺陷得特征、成因与防治措施铝材阳极氧化封孔,不挂灰时间短.•信息名称:铝材阳极氧化封孔,不挂灰时间短。
所在地:山东省威海市发布时间:２0１1—０7—08加入收藏夹联系人:郭小姐威海云清化工开发院联系人:郭小姐女士电话:8６-手机:传真:86-邮件:地址:山东省威海市文化中路８９—2号查瞧全部产品进入展厅•详细信息一、产品用途:本品为浅绿色粉末,适用于建筑铝型材与其她铝制品得封孔处理,本品封孔温度范围宽,它能够改善表面装饰得无色金属络合物,在其它物质得支持下,依靠镍与氟化物离子得协同效应,发挥作用、二、性能特点:１、同热水封孔得工艺相比,冷封孔能缩短处理时间与节约加热所需得能源, 从能源成本与阳极氧化物生产线能力得角度来考虑这种优点就相当重要。
2、这种产品得结合能防止干净阳极氧化铝部件发绿得退色现象、不产生白霜,其耐蚀性与耐磨性及硬度均高于沸水封孔处理、三、槽液组成及工艺条件:本品浓度 3、５—5。
０克／升去离子水余量ＰH值5—５、6温度２5—35℃时间８—15分钟(一分钟能封一个微米厚得氧化膜)Ni+ 0.9—1、２克/升F—0。
3—0、85克/升消耗量: 0、8-1.5千克／吨材(约400m2)＊封孔后第一道用冷水洗,然后在进行温水洗。
温水槽温度:60℃;时间:５分钟四、注意事项１、槽材料:衬有塑料得钢或不锈钢。
特别须知要点:建议对溶液作过滤处理, (不可用筒式过滤器)。
为了保证溶液能长期使用,避免溶液被全部排放, 每立方米中物料通过量达到10０0m2,就应排放５0 Ｌ/ｍ3得槽液.２、用量: 产品用量与被处理氧化层得厚度与生产率有关。
3、阳极氧化层得质量:通过用封孔液得处理,氧化层会产生一种反应, 这种反应约在24小时以后结束,然后才能用常规方法检查氧化层得质量。
4、用热水对上述处理层作5—1０分钟得后冲洗, 就可以缩短这种反应时间, 经冲洗后处理层可以立即作质量得检验。
阳极氧化故障与分析
3.加强型材表面的清洗，禁止用手套触摸型材。
4.加强槽液的管理。
5
氧化膜局部
腐蚀
1.氧化后型材表面清洗不干净。
2.电解时电解液局部温度过高。
1.改善氧化后的清洗工序。
2.加强槽液搅拌。
6
电解腐蚀
1.槽内混入重金属离子。
2.型材含锌量超标。
3.水中混入CL-。
9
氧化膜裂纹
1.电解液温度低（硬质氧化）。
2.机械碰撞。
提高电解液温度，小心搬运。
10
氧化膜脱落
1.电解液浓度高（H2SO4或AL3+）。
2.电解液温度高，电流密度大，氧化时间长。
严格遵守工艺规程。
11
氧化膜
耐磨性不够
1.电解液温度高。
2.电流密度低。
1.充分冷却电解液。
2.选择合适的电流密度。
12
9.氧化膜不均匀。
1.增加电接点。
2.调整阴极面积。
3.水洗要充分。
4.调整阴极部距，控制型材间距，使用均匀。
5.考虑配置适当阴极。
6.加强着色液循环。
7.控制合金成份范围。
8.冷却电解液到正常温度。
9. 提高氧化膜质量。
18
不上色
1.型材表面无膜。
2.电接触不良。
3.铝丝烧断。
1.返工。
2.挂料杆退膜彻底，紧固各接触点。
1.加强槽液管理。
2.降低铸锭中锌含量0.05﹪以下。
3.使用纯水。
7
过腐蚀
1.碱槽浓度高，温度高，碱蚀时间长。
2.碱蚀槽后的水洗槽碱含量高，型材在其中停留时间长。
1.严格工艺纪律。
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]。
硬质阳极氧化处理
硬质阳极氧化处理181在阳极氧化皮膜中，具有优良皮膜硬度和耐磨性的皮膜叫做硬质阳极氧化皮膜，多用在工业机械上和运动部或流体接触的需要耐磨性和硬度的部分。
我国的硬质铝氧化大概从昭和25年开始在一些研究者和工厂技术人员中尝试，此时还没有关于硬质氧化的明确定义，开始只是按照比普通氧化膜硬的品质式样进行处理的。
然后，随着工业处理方法的确立，品质性能的标准也开始明确。
作为处理对象的铝合金，为了提高机械性能和加工性能添加了多种合金成分，这些合金给硬质氧化造成了一定困难。
本讲中，参照1995年制定今年8月修订的JIS H8603[铝及铝合金的硬质氧化皮膜]对一些必要的事项进行解说，希望对使用硬质氧化产品时有所帮助。
2阳极氧化皮膜由于是铝材本身作阳极得到的，铝合金材料对皮膜的性能救护有很大影响。
硬质氧化的皮膜大多在50?左右，与一般的氧化膜的10?相比更能反映素材的性质，而表现为皮膜性能差异。
在JIS H8603规格中根据素材性质将皮膜分为5类，来表示皮膜性能差异。
表1是最据代表性的硬质皮膜种类。
种类延伸材? 铸造才压铸材 1类 A1080,A1070,A1050,A1100A,A3003,A3 004,A5005,A5N01,A6061,A6063,A6N012类（a） A2011,A2014,A2017,A2024 2类（b）A5052,A5056,A5083,A7075,A7N01 3类（a） AC4C,AC7A ADC5,ADC6 3类（b）AC1B,AC2A,AC3AC3A,ACADC1,ADC3,A4B，AC5A,ACB8A,AC9A DC10,ADC12 注）工业中常用铝合金在JIS规格分类中的归属。
铝合金根据添加的合金分为1000系列～7000系列，根据其特长可以分别使用。
1类合金指能获得良好硬质皮膜的合金。
2类（a）的2000系列以硬铝（2017）和超硬铝（2024）为代表，具有于钢相匹敌的强度，但是为了增强强度添加的铜，作为CuAl对硬质皮膜有影响，无法得到性能良好的皮膜。
阳极氧化封孔的缺陷以及解决方法
铝合金的阳极氧化处理和表面涂覆技术是铝合金扩大应用范围、延长使用期限的关键，表面技术一直受到我国铝合金材料工业的特别关注。
而铝表面阳极氧化膜的封孔也是铝表面处理的重要一步，其能提高膜层的耐腐蚀性、耐磨性以及绝缘性，对工件起到良好的保护作用。
那么阳极氧化封孔又有那些缺陷，我们又应该怎么应对呢？封孔处理后常见的一些缺陷有一下几点：1、封孔白灰。
这是热封孔常见的缺陷。
起源于水中钙离子或镁离子过高，但是一般可以用湿布擦掉。
封孔灰应该与粉化膜区分，封孔灰不会与染料作用，而粉化的阳极氧化膜与染料能发生作用。
解决方法常在热封孔的纯水中加入ht410封孔抑灰剂，效果较好。
2、热封孔膜龟裂。
这种缺陷多见于硬质阳极氧化膜，尤其发生在抛光铝表面的热封孔膜上。
主要原因是由于热封孔时阳极氧化膜的热膨胀系数低，而金属铝的热膨胀系数高，使得氧化膜中产生大的拉应力所致。
此时一般应考虑降低阳极氧化的电流密度，或适当升高槽液温度来解决。
3、热封孔膜发黄。
这在热封孔中偶尔发生，主要由于水中铁或铜的污染，很可能是金属在热水中腐蚀引起的，一般铁或铜超过50μg/g就存在发黄的危险。
解决办法是一旦发现就立即更换溶液。
4、封孔不合格。
热封孔不合格的原因很多，主要有封孔温度低、pH值偏低、封孔时间短以及溶液中的杂质超标等。
在杂质控制中尤其要控制二氧化硅和磷酸根的含量。
针对封孔不合格的原因，采取相应措施。
一般槽液温度应该高于95摄氏度，pH值保持在6.0左右，封孔时间应该维持在阳极氧化时间的一倍以上。
以上都是我总结的一些热封孔工艺中常见的问题，以及解决方案。
其实这些问题也可以尽量去避免，在封孔处理的时候注意操作规范，减少槽液的污染和杂质含量。
最好的话，可以使用槽液耐杂质离子和耐干扰性比较好的高温封孔剂。
阳极氧化工艺出现问题和解决方案
阳极氧化工艺出现问题和解决方案铝不论是天然氧化，电化学氧化，化学氧化，碱性氧化，酸性氧化还是阳极氧化，它的氧化膜的构成成分都是一样的，主要是Al2O3组成。
这层膜的构成，能保护铝基体不被继续氧化腐蚀，不会像铁一般经年后都是铁锈。
我们接着上次介绍的阳极氧化过程中出现的问题。
膜厚不均。
用一根料的膜厚或同一挂料上下的膜厚不同,挂料工件过于密集;阴阳极的面积比不当;槽液上下温差太大。
调整挂料之间、阴阳极之间的距离。
合理布置阴极;加大槽液的循环量。
膜厚不均容易出现染色不均问题，也可以尝试用ht429染色抑制剂均匀染色。
膜硬度下降(软膜)。
阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见，槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够。
降低槽温和加强搅拌膜烧损。
阳极氧化膜局部灾难性的程度不同的浸蚀,或伴有金属溶解，阳极氧化时局部过热,尤其多见于高铜铝合金的金属间化合物大块析出位置。
维持良好搅拌;保持槽液温度;控制电流上升速度,最好采用脉冲电源阳极氧化氧化膜龟裂。
氧化膜发现裂纹(氧化,封孔、大气曝露或弯曲加工以后)，沸水封孔发生由于膨胀产生的应力;由于电流密度太大发生硬质氧化;阳极氧化膜的塑性不够。
对症采取措施;冷封孔之后热水浸泡提高氧化膜的塑性。
另外，沸水封孔容易出现封孔灰，建议使用ht410封孔除灰剂做处理和预防。
氧化膜疏松。
膜的致密性差,疏松容易擦坏，阳极氧化温度高;电流密度大;氧化时间长。
检查工艺参数并照章改正人们利用铝氧化膜的这些特性，开始了对铝合金在实用性和视觉上的追求。
像阳极氧化膜的染色已经应用十分普遍，我们使用的手机（如：iPhone）其各种颜色的外壳很多都是铝合金阳极氧化膜染色而成，而且市场上也有很多这方面知名的生产商，日本的奥野系列，中国的华深染料等。
阳极氧化常见故障分析
杂质
来源
最大允 对阳极氧化膜质 量
含量（g/L）
的影响
排除方法
3、电压： A、电压高，氧化膜生长速度提高，孔隙增多，易染色，硬度和耐
磨性提高。
B、电压低，生成氧化膜的速度慢，膜层较致密。 4、氧化时间：
根据硫酸浓度，溶液温度、电压，膜厚而定，其它条件不变，时间
越长，膜 厚越厚，但达到一定厚度时，膜厚将不会增加（即膜的溶解
速度与生长速度相等）。
5、杂质离子影响： 可能存在的杂质离子：CLˉ、F ˉ、NO3 ˉ、AL3﹢、CN2 ﹢ 、
2、电化学氧化：
A.定义：将铝及其合金置于某种适当的电解液中作为阳极，在 外电流作用下，使其表面生成氧化膜的过程称为阳极氧化，又称电 化学氧化。
B.阳极氧化膜的性质（与化学氧化膜相比）：
①氧化膜结构的多孔性; ②氧化膜的耐磨性;
③氧化膜的抗蚀性；
④氧化膜的电绝缘性；
⑤氧化膜的绝热性；
⑥氧化膜的结合力；
氧化膜的生长过程：
总体上说包含两个方面： 一是膜的生成过程； 二是膜的电化学溶解过程.
A
B
C
AL2O3.H2O
多孔层 阻挡层 铝基体
A.通电瞬间,氧和铝有很大亲和力,铝基材迅速形 成一层致密无孔的阻挡层,其厚度取决于槽电压。 B.由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀，阻挡 层变得凹凸不平，造成电流分布不均匀，凹处 电阻小，电流大，凸处相反。 C.凹处在电场作用下发生电化学溶解以及H2SO4 的化学溶解，凹处逐渐变成孔穴，凸处变成孔 壁，阻挡层向多孔层转移。
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硬质阳极氧化膜应怎样检验?
①合格的氧化膜层呈均匀的深黑色、蓝黑色或褐色。
②氧化膜厚度约50μm。
③氧化膜硬度HV≥300。
④若氧化膜是均匀的灰黑色，只要厚度和硬度符合设计要求，仍为合格。
⑤氧化膜虽然是均匀的深黑色、蓝黑色或褐色，厚度和硬度也符合设计要求，但有许多白色或灰白色点，则不合格。
⑥氧化膜虽然是均匀的深黑色、蓝黑色或褐色，但有有规律的一道道不均匀现象，这是基体金属的毛病，只要厚度和硬度符合设计要求，也为合格。
⑦氧化膜上不允许有因烧焦而形成易擦掉的疏松膜层和因局部受热使氧化膜被腐蚀的光
亮斑点和边缘、圆角部分膜层脱落的现象。
整个零件表面除夹具印外，局部表面不得有无氧化膜的地方。
允许包铝钣金件氧化膜出现小的裂纹。
⑧氧化膜的厚度测定。
从零件或试件上切取横向试片，在金相显微镜下测定氧化膜的厚度，也可以用涡流测厚仪直接测出氧化膜厚度。
⑨氧化膜的硬度测定：氧化膜的硬度(显微硬度)可以用显微硬度值在横向试片上测出，不应低于300kgf／mm2，LYl2合金不低于250kgf／mm2。
硬质阳极氧化合金成分影响膜均匀完整，如何处理?
铝铜、铝硅、铝锰合金，硬质阳极氧化困难较大；当合金中铜含量超过5％或硅含量超过7．5％时，不适合用直流电硬质阳极化。
处理方法：当采用交直流叠加方法时，含量范围可以放宽。
硬质阳极氧化电流密度不当怎样影响膜硬度?如何处理?
影响：
①电流密度超过8A／dm2时，因受发热量的影响，硬度反而下降；
②电流密度太低，电压升高得慢，虽发热量减少，但膜层受到硫酸的化学溶解时间较长，所以硬度较低。
处理方法：电流密度和膜层硬度的关系比较复杂，欲得到理想硬度的膜层，就要根据不同材料来选择适当的电流密度，通常为2～5A／dm2。
硬质阳极氧化液温度低时硬度低如何处理?
纯铝硬质阳极化时，温度接近0℃时，其硬度降低。
处理方法：
①为获得高硬度的氧化膜，有包铝层的钣金件，在6～11℃下进行硬质阳极化处理；
②一般来说，如温度下降，耐磨性就增高，这是由于电解液对膜的溶解速度下降所致。
硬质阳极氧化槽液总浓度调整用一次后，总当量浓度增加，得不到黑硬膜如何处理?
原因：可能是苹果酸分解成低分子的有机酸(如乙酸)。
处理方法：加入适量的水玻璃稀释溶液。
硬质阳极氧化LYl2硬铝周围膜白、厚、硬度小，黑膜不易连成片是什么原因?如何处理?
原因：升压过程中产生了粗晶环。
处理方法：加入苹果酸
硬质阳极氧化膜均匀，呈褐色是什么原因?如何处理?
原因：压缩空气剧烈搅拌。
处理方法：调小压缩空气。
硬质阳极氧化膜亮黑均匀，局部无膜是什么原因?如何处理?
原因：装挂具不当，产生气泡。
处理方法：报废。
硬质阳极化氧化膜层变白，而电压很高是什么原因?如何处理? 原因：
①总当量浓度大于2．5mol／L；
②电流升得太快。
处理方法：调整总浓度。
硬质阳极氧化膜变薄，而电压很高是什么原因?如何处理?
原因：
①温度太低；
②总浓度小于l．4mol／L。
处理方法：
①升温到15℃
②调整总浓度大于l．4mol／L。
硬质阳极氧化中途电压上不来是什么原因?如何处理?
原因：绝缘处漏电。
处理方法：停止电解，清洗补胶。
硬质阳极氧化膜呈灰白色和黑色且挂灰多是什么原因?
原因：
①电流密度大；
②电解时间长。
这样的工件只能报废
硬质阳极氧化膜层灰黑无光，有小白点是什么原因?如何处理? 原因：
①总浓度大于2．5mol／L
②电流密度小；
③温度高
硬质阳极氧化膜局部发黑或发白且电流增大，而电压下降是什么原因?如何处理? 原因：
①局部击穿，电流密度大；
②温度高，烧伤。
处理方法：及时停止工作，检查。
硬质阳极氧化膜层硬度低是什么原因?如何处理?
原因：
①溶液温度太高；
②电流密度太大；
③膜层厚度太厚。
处理方法：
①降低溶液温度；
②降低电流密度；
③缩短阳极氧化时间。