铝合金表面氧化
6061铝合金氧化处理

6061铝合金氧化处理引言:6061铝合金是一种常用的铝合金材料,具有优良的机械性能和耐腐蚀性能。
然而,在某些特定的应用场景下,为了进一步提高铝合金的表面性能和装饰效果,常常需要对其进行氧化处理。
本文将对6061铝合金氧化处理的原理、方法和应用进行详细的介绍。
一、氧化处理的原理6061铝合金的氧化处理是指通过在铝合金表面形成一层致密的氧化膜,从而提高其表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性能的过程。
氧化膜主要由氧化铝组成,其硬度和耐腐蚀性能远远优于铝基体。
氧化处理的原理是在酸性电解液中施加电压,使铝合金表面产生阳极氧化反应,形成氧化膜。
二、氧化处理的方法1. 阳极氧化法:将6061铝合金作为阳极,置于含有硫酸、草酸或硫酸铬的电解液中,通以直流电流,通过阳极氧化反应形成氧化膜。
阳极氧化法适用于大面积铝合金件的氧化处理,可以快速形成均匀的氧化膜,并且可以根据需要调节氧化膜的厚度。
2. 化学氧化法:通过在铝合金表面涂覆一层含有化学氧化剂的溶液,使溶液中的氧化剂与铝合金发生化学反应,形成氧化膜。
化学氧化法可以在室温下进行,对铝合金的变形和尺寸变化较小,适用于形状复杂或尺寸较小的铝合金件。
三、氧化处理的应用1. 提高耐腐蚀性能:氧化膜具有良好的耐腐蚀性能,可以保护铝合金表面免受腐蚀介质的侵蚀,延长铝合金的使用寿命。
因此,氧化处理广泛应用于航空、汽车、电子等领域,用于制造耐腐蚀要求较高的零件和设备。
2. 改善装饰效果:氧化膜的颜色可以通过在氧化过程中加入不同的颜料或调整氧化时间和温度来控制。
这使得氧化处理成为一种常用的表面处理方法,可以用于制造具有装饰性要求的产品,如摩托车零件、电子产品外壳等。
3. 提高涂装性能:氧化膜具有一定的粗糙度和孔隙度,可以增加涂层与基材之间的附着力,提高涂装性能。
因此,在涂装前对6061铝合金进行氧化处理可以提高涂层的耐久性和附着力。
结论:6061铝合金氧化处理是一种常用的表面处理方法,可以提高铝合金的耐腐蚀性能、装饰效果和涂装性能。
铝合金阳极氧化及其表面处理

铝合金阳极氧化及其表面处理铝合金阳极氧化是铝合金材料常用的一种表面处理方法,它主要是通过利用阳极电位差,使氧原子和钙原子氧化成氧化物薄膜形成在铝合金表面,从而提供铝合金表面的耐腐蚀性能和外观美观度,使表面更具有耐磨性和防气孔能力。
当铝合金表面处理需要抗腐蚀、耐磨、抗气孔等性能时,阳极氧化可以满足要求。
铝合金阳极氧化的原理是利用分子氧的氧化还原反应,利用阳极电位差,氧原子和钙原子氧化成薄膜,形成在铝合金表面,起到保护作用。
所形成的氧化膜是稳定的,具有很强的抗腐蚀性和抗气孔性。
同时,铝合金阳极氧化的过程中,可以调整氧化膜厚度,改善表面光洁度和粗糙度,以满足表面性能要求。
铝合金阳极氧化工艺有多种,其中包括化学阳极氧化法、静电阳极氧化法和磁控溅射阳极氧化法等。
化学阳极氧化法是一种常用的阳极氧化处理方法,该方法主要是利用氧化剂和反应物的反应,使反应物在反应过程中形成自身的氧化膜,从而达到改善铝合金表面性能的目的。
但由于此方法操作过程复杂,需要在反应过程中控制反应条件,因此很少有工厂采用这种方法。
静电阳极氧化法是一种常用的处理技术,使用此方法可以在铝合金表面形成厚度比化学阳极氧化法薄的氧化膜,具有较高的耐磨性。
此外,由于反应速率相对较快,因此可以使用更低的温度来达到相同的效果。
磁控溅射阳极氧化法属于活性氧化方法,它是利用高速离子将氧化剂撞击在铝合金表面,氧化剂受到撞击时会被迅速氧化,从而形成一种厚度较薄的氧化膜,膜具有良好的抗冲击性和耐磨性,而且可以在普通条件下实现镀锌层效果,也可以改善表面摩擦性能。
除了铝合金阳极氧化之外,表面处理还可以采用其他技术,如络石抛光、热处理、激光处理、化学镀层和电镀等。
络石抛光,主要是利用磨削作用,在金属表面形成一定厚度的高光洁层,从而使金属表面更加平滑,并具有耐水性、耐酸碱性和耐腐蚀性。
热处理,是在一定温度、时间条件下,将金属表面热处理后,可以改变金属表面的光洁度、粗糙度和耐磨性,提高金属表面的耐腐蚀性和强度。
铝合金氧化斑点处理

铝合金氧化斑点处理
铝合金氧化斑点处理
1、铝合金的氧化斑点处理
铝合金材料常常因其特殊的表面结构容易受污染而形成氧化斑点,尤其是在高温环境中,这种氧化斑点会增加铝合金的表面腐蚀,因此,处理铝合金的氧化斑点是非常重要的。
(1)机械处理
机械处理是指通过机械方法处理铝合金表面的氧化斑点。
可以采取研磨、磨光、冲击等机械处理方式,使表面的氧化斑点消失,但机械处理只能对较轻的氧化斑点有效,如果氧化斑点较重,则需要采用化学处理。
(2)化学处理
采用化学处理的方法可以有效处理氧化斑点。
通常采用弱酸溶液,即6%的柠檬酸溶液或氢氧化钠溶液,将氧化斑点浸泡一段时间,然
后用干净的毛巾擦拭表面氧化斑点即可达到除去氧化斑点的目的。
但注意,化学处理可能会破坏铝合金材料的原有表面形貌,应当在处理之前做好试验。
2、铝合金氧化斑点的防护
(1)表面处理
使用抗磨表面处理技术是防止铝合金表面氧化斑点的有效途径,可以选择油污抗磨技术、有机钝化技术、氧化钝化技术等,其中,抗氧化钝化技术是抗氧化斑点的有效方法,其中采用氧化钝化技术,通
过对表面进行偶联及化学改性等方法,使表面具有抗氧化性,从而有效防止氧化斑点的产生。
(2)进行抗氧化保护
如果铝合金经过表面处理后,仍然容易形成氧化斑点,则可采取防氧化保护技术。
常用的防氧化保护技术主要有膜法、涂层法、共沉淀法以及蒸发镀等。
它们分别采用不同的方法给铝合金表面形成一层防氧化保护层,从而有效防止氧化斑点的形成。
总之,铝合金氧化斑点的形成主要是由于其表面的污染,可以采取机械处理和化学处理的方法对其进行处理,还可以采取表面处理技术和防氧化保护技术对其进行预防。
铝合金氧化白色斑点去除方法

铝合金氧化白色斑点去除方法以铝合金氧化白色斑点去除方法为题,我们来探讨一下如何有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
铝合金是一种常见的材料,常用于制作家具、建筑材料和汽车零件等。
然而,长时间使用或不当保养往往会导致铝合金表面出现氧化白色斑点,影响美观和使用寿命。
因此,学会去除这些斑点是非常重要的。
以下是几种常见的铝合金氧化白色斑点去除方法:1. 使用酸性清洁剂:酸性清洁剂可以有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先,将酸性清洁剂倒入一个容器中,然后用刷子将清洁剂均匀地涂抹在斑点上。
等待一段时间后,用清水冲洗干净即可。
需要注意的是,使用酸性清洁剂时要戴上手套和口罩,避免接触皮肤和呼吸到有害气体。
2. 使用研磨工具:研磨工具可以帮助去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先,选择合适的研磨工具,如砂纸或砂轮,然后用力磨擦斑点部分。
研磨时要注意力度,避免过度磨损铝合金表面。
磨擦完成后,用清水冲洗干净并擦干表面。
3. 使用去氧剂:去氧剂可以快速去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先,将去氧剂涂抹在斑点上,然后用刷子轻轻刷洗,待斑点消失后,用清水冲洗干净。
使用去氧剂时要注意安全,避免接触皮肤和吸入有害气体。
4. 使用脱漆剂:脱漆剂可以有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
首先,将脱漆剂倒入一个容器中,然后用刷子将脱漆剂涂抹在斑点上。
等待一段时间后,用清水冲洗干净即可。
需要注意的是,使用脱漆剂时要戴上手套和口罩,避免接触皮肤和呼吸到有害气体。
5. 使用铝合金清洁剂:铝合金清洁剂是专门用于清洁铝合金表面的产品,可以去除氧化白色斑点并保护表面不再产生新的斑点。
使用时,将清洁剂涂抹在斑点上,用刷子轻轻刷洗,然后用清水冲洗干净。
需要注意的是,无论使用哪种方法,都应先在不显眼的地方进行小范围测试,确保不会对铝合金表面造成损坏。
另外,定期保养铝合金表面,如定期擦拭、防止水沾湿、避免接触酸性物质等,可以减少氧化斑点的产生。
希望以上方法能够帮助您有效去除铝合金表面的氧化白色斑点。
铝合金表面氧化处理

材料组采用的表面处理方法介绍将铝或者铝合金制品作为阳极放置在电解液中,利用电解作用在其表面形成氧化铝薄膜的过程称之为铝或者铝合金的阳极氧化处理。
铝阳极氧化的原理实际上就是电解水的过程,电解反应过程如下:阴极反应:2H+ + 2e-→ H2 ↑阳极反应: 4OH-– 4e-→ 2H2O + O2↑阳极上生成的氧气,其中一部分与阳极位置的铝发生反应,生成Al2O3,反应如下:4A1 + 3O2 = 2A12O3阳极氧化的种类很多,包括:直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、脉冲电流阳极氧化等,电解液包括:硫酸、草酸、铬酸、混合酸以及硫基有机酸等,按照膜层性质分包括:普通膜、硬质膜、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等;其中直流电阳极氧化最为普遍,其特点在于膜层较厚,硬而耐磨,封孔后可获得更好的抗侵蚀性,膜层无色透明;阳极氧化膜层厚一般3~15μm(注:材料组解释为双边减小3S),1 常见故障及分析(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化摸,呈现肉眼可见的黑斑或条纹,氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。
此类故障虽不多见但也有发生。
上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关,或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。
铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。
纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成,膜的质量也较佳。
而铝硅合金或含铜量较高的铝合金,氧化膜则较难生成,且生成的膜发暗、发灰,光泽性不好。
如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等,则易产生选择性氧化或选择性溶解。
若铝合金中局部硅含量偏析,则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。
另外,如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高,往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹,影响氧化膜的抗蚀防护性能。
偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光,有时产生点状腐蚀,严重时黑色点状腐蚀显著,导致零件报废,引起较大损失。
铝合金氧化处理方法

铝合金氧化处理方法
铝合金氧化处理方法有以下几种常用方法:
1. 电化学阳极氧化(电泳):将铝合金制件作为阳极,在电解质中进行氧化处理。
通常使用硫酸、硫酸铜或磷酸作为电解质,通过控制电流和电压来控制氧化层的厚度和颜色。
2. 硫酸阳极氧化:将铝合金制件浸泡在硫酸溶液中,在一定温度和浓度条件下进行氧化处理。
该方法可产生均匀、致密的氧化膜,具有较好的耐腐蚀性和装饰效果。
3. 硫酸铬阳极氧化:将铝合金制件浸泡在硫酸铬溶液中,在一定电压和温度条件下进行氧化处理。
该方法可以形成硬度较高的氧化膜,具有优异的耐磨损性和耐腐蚀性。
4. 自然氧化:将铝合金制件暴露在空气中,自然与氧气反应形成氧化膜。
这种方法相对简单,但氧化层的厚度和颜色不易控制。
以上是常用的铝合金氧化处理方法,具体选择哪种方法取决于需要达到的氧化层性能和装饰效果。
铝合金氧化斑点处理

铝合金氧化斑点处理一、铝合金氧化斑点处理1、铝合金表面很容易被氧化,从而生成一层极薄的氧化铝膜,这层氧化膜不仅疏松而且多孔,并且不均匀,抗腐蚀能力也不强,容易沾染污迹,从而影响到铝合金外表的美观。
2、大多数的铝合金制品都会进行特殊的氧化处理,在进行氧化处理前,都会使用化学和物理的方法对铝合金制品制品的表面进行必要的清洗,使铝合金制品的表面呈现出纯净的金属基体,这样可以便于氧化着色的顺利进行,从而可以获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求,并且具有最佳耐蚀、耐磨等良好性能的人工膜。
3、当铝合金表面被氧化出现斑点的时候,我们可以用碱溶液进行清洗,这样就可以除去吸附有脏物的氧化膜。
氧化膜被除去以后,再把铝合金放在蒸馏水里进行多次清洗。
最后再放在蒸馏水中进行煮沸,将氧化膜中的孔封闭。
这样清洗后的铝合金表面一般都不会吸附有斑点了。
4、当铝合金表面被氧化出现斑点的时候,可以把铝合金放在稀酸或者是稀碱中进行浸泡,当有气体出现时,立即把铝合金取出,然后用水洗净即可。
也可以使用砂纸对有斑点处进行打磨,即可恢复。
还可以使用松香水把有斑点的铝合金擦干净。
二、铝合金门窗清洗妙招有哪些?1、清洗铝合金门窗时,不能踩到铝框上,也不要拉住框作支撑。
这样很容易磨损门窗,甚至出现意外事故。
2、铝合金门窗可以用软布沾清水擦洗,不要用洗衣粉或者强酸碱的清洁剂,这样会腐蚀型材表面。
3、对于铝合金门窗上的玻璃胶或者密封毛条,出现脱落时要及时修补,更换。
4、下雨过后,要及时擦干淋湿的玻璃和]窗框。
5、平时要检查铝合金门窗的连接部位,出现松动要及时旋紧螺栓,更换已受损的零件。
6、铝合金门窗使用动作要轻,出现问题不要硬拉硬推,要先排除故障。
要保持门框清洁,特别是推拉槽的清洁。
7、检查铝合金门窗框墙体结合处,要是出现松动,会使框架整体变形,使得门窗无法关闭,密封。
铝合金氧化发黑处理

铝合金氧化发黑处理铝合金是一种常用的金属材料,因其具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于建筑、交通、航空航天等领域。
然而,由于其表面易受到氧化、腐蚀等因素的影响,导致其表面出现发黑、生锈等问题,影响了其美观性和使用寿命。
因此,对于铝合金的氧化发黑处理成为重要的问题。
一、铝合金氧化发黑的原因铝合金氧化发黑的原因主要有以下几个方面:1.空气中的氧气和水蒸气会与铝合金表面发生反应,形成氧化铝膜,使铝合金表面产生发黑现象;2.铝合金表面受到污染、油污、灰尘等因素的影响,形成附着层,使铝合金表面变得暗淡无光;3.铝合金表面受到机械划伤、磨损等因素的影响,使其表面出现划痕、磨损,影响美观性和使用寿命。
二、铝合金氧化发黑处理方法1.化学氧化法化学氧化法是将铝合金表面暴露在氧化剂中,使其表面形成一层厚度均匀、致密、不易脱落的氧化膜,从而达到防腐、防锈的效果。
其中,硫酸氧化法和硫酸铬氧化法是常用的化学氧化法处理方法。
硫酸氧化法:将铝合金浸泡在浓硫酸中,使其表面形成一层致密的氧化膜,从而达到防腐、防锈的效果。
但是,该方法需要使用浓硫酸,操作危险,不适合在家庭和办公室等环境下使用。
硫酸铬氧化法:将铝合金浸泡在含有铬酸钾和硫酸的溶液中,使其表面形成一层致密的氧化膜,从而达到防腐、防锈的效果。
该方法比较安全,但是对于环境污染较大,不适合在家庭和办公室等环境下使用。
2.机械抛光法机械抛光法是利用机械设备对铝合金表面进行磨光处理,使其表面变得光滑,达到美观的效果。
其中,电解抛光法是常用的机械抛光法处理方法。
电解抛光法:将铝合金浸泡在含有电解液的溶液中,然后通过电流作用,使其表面产生一层光滑、亮泽的氧化膜,从而达到美观的效果。
该方法操作简单、效果好,但是需要专业设备和技术。
3.喷涂涂料法喷涂涂料法是将特殊的涂料喷涂在铝合金表面,形成一层防腐、防锈、美观的涂层。
其中,氟碳涂料和聚氨酯涂料是常用的喷涂涂料。
氟碳涂料:氟碳涂料具有耐腐蚀、耐磨损、耐候性好等特点,可以有效防止铝合金表面氧化发黑和生锈。
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铝合金表面氧化(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
中和处理还可以在含硝酸300-400g/L 和氧化铬5-15g/L 的溶液或氧化铬 100g/L 加硫酸(1840kg/立方米)10ml/L 溶液中于室温下进行。
各道工序间的水清洗,目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物,使下道工序槽液免遭污染,确保处理效率和质量。
清洗大多采用一次冷水清洗。
但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。
热水的温度为40- 60 度。
中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理,所以这道清洗应特别认真,以防止清洁的表面受污染。
否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。
经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。
在空气中停留的时间不宜过长,如停留30-40 分钟,制品就需要重新蚀洗和中和。
二、阳极化处理铝制品表面的自然氧化铝既软又薄,耐蚀性差,不能成为有效防护层更不适合着色。
人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。
化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中,部分基体金属发生反应,使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程,常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜,它们既薄吸附性又好,可进行着色和封孔处理,表-3 介绍了铝制品化学氧化工艺。
化学氧化膜与阳极氧化膜相比,膜薄得多,抗蚀性和硬度比较低,而且不易着色,着色后的耐光性差,所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。
1、阳极氧化膜生成的一般原理以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。
其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料,如铅、不锈钢、铝等。
铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。
当电流通过时,在阴极上,放出氢气;在阳极上,析出的氧不仅是分子态的氧,还包括原子氧(O)和离子氧,通常在反应中以分子氧表示。
作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化,形成无水的氧化铝膜,生成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。
2、阳极氧化电解溶液的选择阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。
但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。
3、阳极氧化的种类阳极氧化按电流形式分为:直流电阳极氧化,交流电阳极氧化,脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性子分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。
铝及铝合金常用阳极氧化方法和工艺条件见表-5。
其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。
4、阳极氧化膜结构、性质阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的,后者称为阻挡层(也称活性层)。
用电子显微镜观察研究,膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。
以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。
阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。
阻挡层厚约,为总膜后的%%。
氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成,此外还含有电解液的阳离子。
当电解液为硫酸时,膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。
氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的,它们都与阳极氧化条件密切相关。
(二)直流电硫酸阳极氧化1、氧化膜成长机理在硫酸电解液中阳极氧化,作为阳极的铝制品,在阳极化初始的短暂时间内,其表面受到均匀氧化,生成极薄而有非常致密的膜,由于硫酸溶液的作用,膜的最弱点(如晶界,杂质密集点,晶格缺陷或结构变形处)发生局部溶解,而出现大量孔隙,即原生氧化中心,使基体金属能与进入孔隙的电解液接触,电流也因此得以继续传导,新生成的氧离子则用来氧化新的金属,并以孔底为中心而展开,最后汇合,在旧膜与金属之间形成一层新膜,使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。
随着氧化时间的延长,膜的不断溶解或修补,氧化反应得以向纵深发展,从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。
其内层(阻挡层、介电层、活性层)厚度至氧化结束基本都不变,位置却不断向深处推移;而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。
2、氧化膜厚度计算阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。
3、影响氧化膜生长和质量的因素当电解液的温度从 20 度上升到30 度,膜的溶解速度约增加3 倍。
随电流密度的增加,制品被养护的金属量、表面生成的铝氧化膜厚度都随着增加。
硫酸浓度对氧化膜厚度的影响不大,为获得中等厚度、多孔而易于着色和封闭、抗蚀性较高的膜层,浓度最好为15%-20%;溶液用去离子水要求氯离子<15mg/L、铁离子<1mg/L、硫酸根离子<30mg/L,电阻率为5×10 的5-6 次方Ω•cm;溶液中杂质允许的最大含量铝离子 20g/L,铜离子 2g/L,铁离子5g/L,氯离子 L。
随着阳极氧化时间的延长,氧化膜的厚度增加,到一定厚度后,由于膜厚电阻增加、导电能力下降,膜的生长速度减慢,有的合金即使延长氧化时间,膜的厚度也不会再增加。
不同的铝合金的阳极氧化膜有不同的色彩,纯铝上的膜无色透明,使金属的光泽完全保持下来;高纯铝添加少量的镁,膜色不会因氧化时间的延长而改变,当镁的含量超过2%,膜变暗浊色;铝硅合金阳极氧化时,硅不会被氧化或溶解,部分进入膜层使膜呈暗灰色。
含硅量大时,阳极氧化前先用氢氟酸浸泡,膜色会有所好转,一般含硅5%以上的合金不适合做光亮着色制品,含量达13%就难于进行阳极化处理;含铜的合金,当含量较少时,膜呈绿色,随铜含量的增加,膜薄,色调深暗。
某些变形铝合金的阳极氧化处理见表-6。
铝合金在硫酸溶液中阳极氧化,由于氧化膜在表面上形成、生长和溶解,引起电阻的变化,使过程中的电流、槽端电压及电流密度都随之发生变化。
实际操作中电压升高不宜太快,否则会使生成的膜不均匀。
4、建筑铝型材阳极氧化工艺建筑铝材是目前阳极氧化处理的主要产品,其中75%-85%是用常规硫酸法处理。
中国建筑型材标准规定氧化膜的厚度大于10μm。
建筑铝材阳极氧化工艺的最佳工艺参数为电解液硫酸15%±2%,铝离子含量小于5g/L,溶液温度21±10C,电流密度(±)A/dm2,时间(对LD31 合金)30min,则10μm;60 分钟,则可达18μm(电压18V),溶液用纯水配制。
(三)其他阳极氧化1、草酸阳极氧化对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化,草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。
用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小;用直流电氧化易出现孔蚀,采用交流电氧化则可防止,随着交流成分的增加,膜的抗蚀性提高,但颜色加深,着色性比硫酸膜差。
电解液中游离草酸浓度为3%-10%,一般为3%-5%,在氧化过程中每A•h 约消耗,同时每A•h 有的铝溶于电解液生成草酸铝,需要消耗5 倍于铝量的草酸。
溶液中的铝离子浓度控制在20g/L 以下,当含 30g/L 铝时,溶液则失效。
草酸电解液对氯化物十分敏感,阳极氧化纯铝或铝合金时,氯化物的含量分别不应超过,溶液最好用纯水配制。
电解液温度升高,膜层减薄。
为得到厚的膜,则应提高溶液的pH 值。
直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极,其与阳极的面积比为(1:2)-(1: 1)之间。
草酸是弱酸,溶解能力低,铝氧化时,必须冷却制品及电解液。
草酸膜层的厚度及颜色依合金成分而不同,纯铝的膜厚呈淡黄或银白色,合金则膜薄色深如黄色、黄铜色。
氧化后膜层经清洗,若不染色可用×10 的4 次方Pa 压力的蒸汽封孔30-60分钟。
2、铬酸阳极氧化铬酸阳极氧化工艺见表-4。
氧化过程中应经常进行浓度分析,适时添加铬酐。
电解的阴极材料可用铅、铁、不锈钢,最好的阳阴面积比为(5:1)-(10:1)。
当溶液中三价铬离子多时,可用电解的方法使其氧化成六价铬离子。
溶液中的硫酸盐含量超过%,阳极氧化效果不好,硫酸根离子多时可加入氢氧化钡或者碳酸钡使其生成硫酸钡沉淀。
溶液中氯化物含量不应超过L。
溶液中铬含量超过70g/L 时就应稀释或更换溶液。
铬酸阳极氧化有电压周期变化的阳极氧化方法或恒电压阳极氧化法(快速铬酸法)两种。
3、硬质(厚膜)阳极氧化硬质阳极氧化是铝及铝合金表面生成厚而坚硬氧化膜的一种工艺方法。