铝合金阳极氧化工艺介绍

第四章 化學鹼咬原理
4.1. 碱咬目的 除油、去氧化膜、去机械纹和粗化起砂
4.2. 碱咬反應
2Al + 2NaOH + 2H2O
= 2NaAlO2 + 3H2 ↑
第四章 化學鹼咬原理
4.3. 碱咬原理 (根據粘性理论)铝材在碱溶液中反应速度与
Al3+浓度成反比.而机械纹沟底反应生成Al3+比 沟表面Al3+扩散速度慢,故沟底Al3+浓度高于沟 表面Al3+浓度.則沟表面反应速度快于沟底的反 应速度,達到了除去机械纹的目的。同时,铝表 面以合金相为阴极,铝晶粒为阳极,形成局部微 电池,晶界處铝颗粒不断溶解,合金相表面镁、 硅不断还原,粗化表面
鋁合金陽極氧化工藝介紹
講師：馬海軍 單位：SHZBG事業群iPEG表面處理三廠
Content ➢ 鋁及鋁合金物理化學特性簡介 ➢ 陽極氧化基礎知識及應用 ➢ 脫脂原理 ➢ 鹼咬原理 ➢ 化學拋光原理 ➢ 氧化原理 ➢ 染色原理 ➢ 封孔原理
第一章 鋁及鋁合金物理化學特性簡介
1.1. 物理特點
密度小 铝及铝合金的密度接近2.7g/,约为铁或铜的1/3.
第五章 化學拋光原理
5.1 化學拋光的機理
鋁的化學拋光機理:1鋁的酸性浸蝕過程 2氧化還原過程, 3磷酸鹽的擴散過程.
以磷酸,硫酸,硝酸為基的化學拋光溶液進行機理 描述:鋁浸到熱的濃酸(如磷酸,硫酸) 中時,發生強烈 的酸性浸蝕反應,并溶解表面的一層鋁. 硝酸的存在, 發生氧化反應,形成鈍化膜,表面暫受到保護,遏制了 鋁表面的酸性浸蝕,特別是凹處的酸性浸蝕.這對化學 拋光至關重要.結果使浸蝕過程與鈍化過程處于一種 平衡中,于是產生微觀的平整,光滑的表面,可使鋁材 表面得到高光亮的反射性能.
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第三章 脫脂原理
3.1.基本原理
化学除油的原理是利用碱溶液对油脂的皂化作用除 去可皂化性油脂，利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化性 油脂。
可皂化性油脂可与碱发生皂化反应,生成可溶性的肥皂和甘 油,皂化反应方程式是： (C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3 非皂化性油脂主要是利用乳化作用将其去掉.工件进入除油液后,由 于机械震动(超音波震動),表面的油膜破裂,形成不连续的小油滴; 溶 液中乳化剂使油、固界面上的表面张力降低,油滴进入溶液;乳化剂的 疏水基团和亲水基团将进入溶液中的小油滴包围起来,使油滴不能重 新聚集沾污工件.達到除油目的。
第五章 化學拋光原理
5.2 化學拋光的機理
磷酸在鋁的化學拋光中主要是起互補的作用.
鋁材在磷酸中進行化學反應,形成一種含有鋁鹽的
黏滯性的擴散層覆蓋在鋁材表面,鋁離子從擴散層
中出來由擴散過程控制,其濃差擴散過Leabharlann Baidu為主要的
控制過程.如圖,黏滯性的擴散層在凹的地方比凸
的地方厚的多,相應其受黏滯性的擴散層保護,溶
鋁與硝酸的鈍化反應 當硝酸濃度達到80%時﹐會與鋁反應生成致密的氧化膜三氧化二鋁﹐阻
礙鋁與硝酸的反應
第一章 鋁及鋁合金物理化學特性簡介
1.3. 鋁合金牌號
純鋁---1× × ×系﹐如1000合金 非熱處理型合金 AL-Mn 系合金--3× × ×系﹐如3004合金
AL-Si系合金-- 4× × ×系﹐如4043合金
第二章 陽極氧化基礎知識及應用 2.1. 工藝流程
脫脂 烘干
鹼咬 封孔
化學打砂
化拋
染色
陽極氧化
第二章 陽極氧化基礎知識及應用
2.2 . 產品list
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第六章 氧化原理
6.3 氧化膜結構特性 細胞
結構﹕
六方胞排列多孔型氧 化膜﹐孔徑在15~25nm
強度高 铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强
度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理. 導電導熱性好
铝的导电导热性能仅次于银、铜和金. 耐蝕性好
铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体 不受腐蚀. 易加工 添加一定的合金元素后﹐可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好 的变形铝合金.
解速度要緩慢,總之,凸出地方的鋁能迅速溶解除
去,產生宏觀的平整光滑的作用 拋光槽液
拋光槽液
鋁
化拋
黏滯層 基 體
黏滯層
第五章 化學拋光原理
5.3 化學拋光的機理
銅在化學拋光溶液中的作用: 銅在化學拋光中以銅離子的形式存在,
它優先沉積在鋁表面突出的地方,形成金屬 銅,在則這還原過程中,銅離子從鋁基體中 得到電子,形成電流,銅產生局部微電池的 作用,促進周圍鋁的溶解,產生表面 平整光 滑的作用.
第六章 氧化原理
6.1氧化反應
陰極: 4 H+ + 4e = 2H2↑ 陽極: 4OH- _ 4e = 2H2O + O2↑
2Al3+ + 3O2- = Al2O3
氧化膜
6.2氧化原理
鋁及其合金陽極氧化時將工件挂在陽極,陰極用純鉛板或鋁板, 通入直流電,在陽極上鋁原子失去電子而氧化:Al-3e —Al3+,同時 OH-電离6OH- —3H2O+3O2-.在電場作用下,氧离子的擴散速度快, 氧化膜是由于氧离子擴散到陰擋層內部與鋁离子結合而形成 的:Al3++3O2- — Al2O3+399卡熱量.
第一章 鋁及鋁合金物理化學特性簡介
1.2. 化學特點
金屬兩性性 一般金屬只能與酸反應﹐而鋁原子外圍為3個不穩定電子﹐電極電位很
負﹐是唯一的兩性金屬即可與酸反應顯鹼性﹐又能與鹼反應顯酸性
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2 ↑ 2Al + 6HCL = 2AlCL3+3H2 ↑
加工材
熱處理型合金
AL-Mg系合金-- 5× × ×系﹐如5052合金 AL-Cu系合金--2 × × ×系﹐如2024合 AL-Mg-Si系合金--6× × ×系﹐如6063合金 AL-Zn-Mg-Cu系合金--7 × × ×系,如7075合金 AL-Li系合金-- 8× × ×系﹐如8089合金