阳极氧化生产线基本工艺原理及添加剂使用方法讲义

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阳极氧化技术PPT

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其它金属的阳极氧化工艺
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第四节 工艺参数对硫酸阳极氧化的影响 硫酸浓度
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硫酸浓度太高,膜 层中SO3含量升高, 导致膜层松散; 另外对膜层溶解加 剧,使膜层外层孔 径变大,使封孔困 难。
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槽液温度
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氧化电压
电压高,膜层孔少径大; 反之,孔多径小。
缺点:膜层软,耐磨性较差,不易染色。
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李慕勤,等. 材料表面工程技术,北京:化学工业出版社,2010.
草酸阳极氧化工艺
优点:氧化膜较厚8-60微米,硬度和耐蚀性高,孔隙率低,电 绝缘性好。
缺点:成本高(为硫酸阳极氧化的3-5倍),溶液有毒且稳定性 差。
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李慕勤,等. 材料表面工程技术,北京:化学工业出版社,2010.
用电压和时间控制氧化膜厚度时, 如果槽液温度出现大的波动,电流 密度就会发生较大变化,使得膜层 厚度难以控制。
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氧化电流密度
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朱祖芳. 铝合金阳极氧化与表面处理技术,北京:化学工业出版社,2010.
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电流密度要根据对氧化膜质量要求和以下几点确定:
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氧化时间
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时间增加,硫酸溶液对膜层溶解作用加剧,使膜孔壁变薄,从而耐磨性变差
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第五节 膜厚及其均匀性的控制
阳极氧化膜厚控制
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阳极氧化膜均匀性控制
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第六节 阳极氧化膜着色简介
着色的作用
装饰 耐蚀 耐磨
着色方法
整体着色 吸附着色 电解着色

铝阳极氧化工艺基本原理

铝阳极氧化工艺基本原理

铝阳极氧化工艺基本原理概述铝阳极氧化是一种将金属铝表面产生一层氧化膜的工艺,以提高铝的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和增加装饰效果的方法。

本文将介绍铝阳极氧化的基本原理及其工艺流程。

基本原理铝阳极氧化的基本原理是通过控制电流和电压,将铝制品作为阳极,在电解液中进行电解,形成一层氧化膜。

牺牲阳极的过程中,阳极氧化的速度与阳极表面的阳极氧化电流密度成正比。

在电极表面生成的氧化膜往往是多孔的,并具有较高的硬度和耐腐蚀性。

铝阳极氧化的工艺流程一般包括预处理、阳极氧化、封孔和染色四个步骤。

1. 预处理预处理步骤主要包括清洗和脱脂。

清洗的目的是去除表面的灰尘、油脂和其它杂质,以保证铝制品表面干净。

脱脂则是为了去除表面的油脂和有机物,以提高阳极氧化的效果。

2. 阳极氧化阳极氧化是铝制品在电解液中进行的过程。

通常选用硫酸、硫酸铬或硫酸加氧化剂等成分的电解液。

在电解液中,铝制品作为阳极,电流通过时,在阳极表面形成一层氧化膜。

氧化膜的厚度可以通过调节电压和电流密度来控制。

氧化膜形成后,需要进行封孔处理。

封孔是为了填充氧化膜中的孔隙,提高氧化膜的密度和耐蚀性能。

常用的封孔方法有热水封孔、镉封孔和镍封孔等。

4. 染色染色是为了提高铝制品的装饰效果。

染色的目的是通过染料渗入氧化膜中,使其具有不同的颜色。

常用的染料有有机染料和无机染料。

染色后还需要进行密封处理,以保持染色层的稳定性。

应用领域铝阳极氧化工艺广泛应用于航空航天、电子、化工、建筑等行业。

其具有增强铝制品表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性的特点,因此可以应用在飞机零部件、电子设备外壳、建筑装饰材料等领域。

铝阳极氧化是一种通过电解液中进行电解反应,在铝制品表面形成一层氧化膜来提升铝制品性能的工艺。

工艺流程包括预处理、阳极氧化、封孔和染色等步骤。

铝阳极氧化在航空航天、电子、化工、建筑等行业中有着广泛的应用。

通过铝阳极氧化,可以提高铝制品的耐磨性、耐腐蚀性和装饰效果,满足不同领域中的需求。

阳极氧化处理简介

阳极氧化处理简介

原理_封孔
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
氧化
影响铝材封孔的因素: 1. Ni2+含量 2. 氟化物含量 5. 封孔液温度 6. 杂质离子
3. 封孔添加剂 7. 封孔Co时nfi间dential
4. 封孔液pH值
封孔液中封孔物质镍盐、氟离子、封孔添加剂及其含量,决定铝材 封孔质量 溶液的PH值、温度和封孔时间是影响铝型材封孔质量 提高槽液的洁净度、减小杂质的含量是铝材封孔质量的重要保证
阳极氧化处理
Confidential
報告大纲
➢流程 ➢原理 ➢特点 ➢可成阳极应用 ➢总结
Confidential
流程
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
Confidential
陽極
流程_表面预处理
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
陽極
Confidential
说明:操作溫度50℃,将工件轻轻放入脱脂槽中,打开计时器, 注意忽碰撞桶槽 ,时间到时将工件轻轻取出移至下一 步骤
流程_表面处理
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
氧化
Confidential
说明:操作溫度50℃,自动线天车将飞靶移至烘干槽并将 挂架放入,定时器自动计时,当定时器时间完 成,天车自动将飞靶移至下一作业。
目的:将工件表面的水份烘干。
原理_阳极氧化
脱脂

碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
氧化
目的: 透过通直流电,加速铝合金的氧化膜生成

铝件黑色阳极氧化

铝件黑色阳极氧化

铝件黑色阳极氧化随着工业化进程的不断发展,铝材料在各个领域的应用越来越广泛。

铝材料具有密度小、强度高、耐腐蚀、导热性能好等优点,因此在制造航空器、汽车、电子产品等领域得到了广泛应用。

而铝件表面处理也是这些应用中不可或缺的一部分。

其中,黑色阳极氧化是一种重要的表面处理方式,能够为铝件增加耐腐蚀性、硬度、耐磨性和美观度等方面的优势。

一、阳极氧化的基本原理阳极氧化是一种在铝表面形成氧化层的电化学反应,其基本原理是在电解液中,将铝件作为阳极,通电后在其表面形成一层氧化膜。

这种氧化膜具有较高的硬度和耐腐蚀性,同时也具有良好的绝缘性能。

氧化膜的厚度和颜色可以通过调整电解液的成分、电解条件等因素来控制。

二、黑色阳极氧化的特点黑色阳极氧化是一种特殊的阳极氧化处理方式,其颜色深黑,具有较高的硬度和耐磨性,同时也具有较好的耐腐蚀性。

黑色阳极氧化处理后的铝件表面光洁度高,具有一定的光泽度,同时也具有一定的抗污染性。

三、黑色阳极氧化的工艺黑色阳极氧化的工艺流程与普通阳极氧化相似,但在电解液的选择、电解条件的控制等方面有所不同。

一般来说,黑色阳极氧化的电解液中会添加一些特殊的添加剂,以控制氧化膜的颜色和硬度。

同时,电解条件的控制也是影响黑色阳极氧化效果的重要因素之一。

一般来说,黑色阳极氧化需要较高的电压和较长的电解时间,以形成较厚的氧化膜。

但过高的电压和过长的电解时间也会导致氧化膜表面出现白斑和气孔等缺陷。

四、黑色阳极氧化的应用黑色阳极氧化广泛应用于航空、汽车、电子产品等领域中的铝件表面处理。

其主要作用是增加铝件的耐腐蚀性、硬度、耐磨性和美观度等方面的优势。

在航空领域,黑色阳极氧化处理后的铝件可以用于制造飞机外壳、发动机零部件等高要求的部件。

在汽车领域,黑色阳极氧化处理后的铝件可以用于制造汽车车身、发动机零部件等。

在电子产品领域,黑色阳极氧化处理后的铝件可以用于制造手机外壳、电脑外壳等。

总之,黑色阳极氧化是一种重要的表面处理方式,具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和美观度等方面的优势。

阳极氧化原理全解ppt课件

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7、电流密度: 电流密度越大,膜较硬,耐磨性好,但电
流密度过高,则会因焦耳热影响,使膜层溶 解作用增加,电流密度过高,膜层氧化时间 过长,膜疏松,硬度降低,对于需染色或电 解着色的氧化膜,电流密度宜取 1.5A/dm2~2.0A/dm2,装饰性阳极氧化膜电流 密度宜取0.5~0.8A/dm2;
积(注意切勿将水加入硫酸中) D.冷却至工艺条件温度; E.化验室取样分析,OK后即可投入生产
2、硫酸的纯度要求: 最好用试剂,我们通常用CP(化学纯)
硫酸。
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3、槽液维护
A、对槽液要定期进行分析,一般只分析游 离硫酸和铝含量。槽液在使用过程中,游 离硫酸浓度会逐渐下降,而铝含量上升, 当游离硫酸浓度降到规定浓度下限,铝含 量尚未升到上限时,只需计量添加硫酸, 但当铝含量超过规定上限时,应排放部分 (1/4~1/3)槽液,然后再计量添加硫酸和 去离子水。排放的硫酸溶液可用耐酸泵抽 入硫酸脱脂槽内二次利用。降低氧化槽内 的铝含量也可用硫酸回收设备。
③冷冻机中的致冷剂借助热交换器冷却槽液循环系统中的槽液;
④用槽液循环系统间接冷却装置,即冷冻机冷却冷水池中的水,再 用冷水借助热交换器冷却槽液循环系统中的槽液.
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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)。
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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。

阳极氧化技术ppt课件

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第二节 阳极氧化膜的结构和特点
膜层组成与结构
阻挡层
多孔层
阻挡层:致密无孔的非晶氧 化铝,硬度高。
多孔层:带结晶水的非晶氧化铝,硬度低。由多孔六面柱体 的胞状结构组成,每个单元中心有一小孔,孔一直 贯通到阻挡层,孔壁为较致密的氧化物。
李慕勤,等. 材料表面工程技术,北京:化学工业出版社,2010.
特点:耐晒性、耐磨性和耐候性均良好。在建筑装 饰铝型材上应用广泛。
李慕勤,等. 材料表面工程技术,北京:化学工业出版社,2010.
第七节 阳极氧化新工艺简介
1)草酸-甲酸混合液交流快速氧化
采用草酸-甲酸混合液,是因为考虑到甲酸是一种强氧化 剂,在这样的槽液中,甲酸起到对氧化膜内层加速溶解,从 而使其成为多孔层的作用。这种槽液的导电率可以得到提高 (即可提高电流密度),使氧化膜能快速生成。与纯草酸氧化 法相比,这种溶液能使生产率提高37.5%,减少电耗量,节约 电力40%。
5)常温快速阳极氧化
通常,H2SO4氧化均需用降温设备,因而耗费 大量电力。加入α-羟基丙酸、丙三醇后,能抑制氧 化膜的溶解,从而可在常温下进行氧化。与普通的 硫酸氧化法相比,膜层厚度可提高2倍。
推荐工艺配方为:
H2SO4 CH3CH(OH)COOH CH2OHCHOHCH2OH 电流密度 电压 温度
铬酸阳极氧化工艺
优点:氧化膜不透明,为浅灰色或乳白色,厚度仅2-5微米, 孔隙率低,所以工件仍能保持原来的精度和表面光洁 度,因此该工艺适用于精密零件。
缺点:膜层软,耐磨性较差,不易染色。
李慕勤,等. 材料表面工程技术,北京:化学工业出版社,2010.
草酸阳极氧化工艺
优点:氧化膜较厚8-60微米,硬度和耐蚀性高,孔隙率低,电 绝缘性好。

阳极氧化线

阳极氧化线阳极氧化线是一种常用于金属表面处理的工艺方法,通过在金属表面形成一层氧化膜,提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。

本文将从阳极氧化线的原理、工艺流程和应用领域等方面进行介绍。

一、阳极氧化线的原理阳极氧化线的原理是利用金属与电解液的相互作用,通过电解反应在金属表面形成一层致密的氧化膜。

具体过程如下:1. 金属作为阳极,放置在电解液中;2. 通过外加电流,阳极上的金属离子(如铝离子)会向阴极移动,而阴极上的氧化物离子会向阳极移动;3. 当金属离子到达阴极时,会与电解液中的氧化物离子结合,生成金属氧化物;4. 金属氧化物在阳极表面形成一层致密的氧化膜,这层氧化膜能够提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。

阳极氧化线的工艺流程一般包括以下几个步骤:1. 表面处理:对金属进行去油、去污、除氧等表面处理,以保证氧化膜的质量;2. 阳极氧化:将金属放置在电解槽中,与电解液接触,通入适当的电流和电压,使金属表面形成氧化膜;3. 封闭处理:对氧化膜进行封闭处理,以增加其耐腐蚀性和耐磨性;4. 洗净:将已处理的金属进行洗净,去除残留的电解液和杂质;5. 干燥:将金属进行干燥处理,以便后续的使用或加工。

三、阳极氧化线的应用领域阳极氧化线在工业生产中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 金属表面处理:阳极氧化线能够在金属表面形成一层均匀致密的氧化膜,提高金属的耐腐蚀性和耐磨性,从而延长金属的使用寿命;2. 装饰性处理:经过阳极氧化处理的金属表面具有一定的装饰性,可用于家居用品、电子产品等的外观处理;3. 电子工业:阳极氧化线可以在电子元器件上形成氧化膜,提高其绝缘性能和电气性能;4. 航空航天领域:阳极氧化线可以在航空航天设备上形成耐高温、耐腐蚀的氧化膜,提高其工作性能和寿命;5. 汽车制造业:阳极氧化线可以使汽车零部件表面形成耐磨、耐腐蚀的氧化膜,提高汽车的使用寿命和安全性。

四、总结阳极氧化线是一种常用的金属表面处理工艺,通过在金属表面形成氧化膜,提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。

硬质阳极氧化工艺流程-概述说明以及解释

硬质阳极氧化工艺流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该包括对硬质阳极氧化的简要介绍,指出该工艺在表面处理领域具有重要意义,并强调其在改善材料性能、增强耐磨性和耐腐蚀性方面的作用。

同时可以提及该工艺在航空航天、汽车制造、电子设备等领域的广泛应用,以及其对产品外观的美化和提升产品价值的作用。

总体来说,概述部分应该突出硬质阳极氧化在工业生产中的重要性和必要性。

1.2 文章结构本文将首先介绍硬质阳极氧化的定义和背景,帮助读者了解这一工艺的基本概念和历史渊源。

接着,我们将详细探讨硬质阳极氧化的工艺流程,包括原料准备、处理步骤、工艺参数等方面的内容。

在第三部分,我们将探讨硬质阳极氧化在不同应用领域中的具体应用情况,从而展示其在工业生产中的重要性和广泛性。

通过对这三个部分的介绍,读者将能够全面了解硬质阳极氧化工艺的起源、技术要点和实际应用,从而更好地理解和运用这一重要的表面处理技术。

1.3 目的本文的目的是介绍硬质阳极氧化工艺流程,探讨其定义、背景和工艺流程。

通过对硬质阳极氧化的应用领域进行分析,展示其在工业生产中的重要性和价值。

最后,总结硬质阳极氧化的重要性,并展望其未来的发展方向,为读者提供一份全面的参考资料,帮助他们更好地了解和应用硬质阳极氧化技术。

2.正文2.1 硬质阳极氧化的定义和背景硬质阳极氧化是一种在金属表面形成致密、均匀、具有一定厚度的氧化膜的表面处理工艺。

这种氧化膜通常采用阳极氧化的方法制备,通过在电解液中施加外电场,在金属表面形成氧化膜。

硬质阳极氧化的主要特点是氧化膜具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,能够有效提高金属表面的耐磨性和耐腐蚀性,同时还具有一定的装饰性。

硬质阳极氧化工艺起源于20世纪初,最初主要用于改善金属表面的耐腐蚀性能。

随着科学技术的不断发展和工艺的不断改进,硬质阳极氧化逐渐应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。

在这些领域中,硬质阳极氧化不仅可以增加材料的硬度和耐磨性,延长材料的使用寿命,还可以美化材料表面,提高产品的附加值。

阳极氧化处理工艺PPT.

阳极氧化处理工艺
報告大纲
➢流程 ➢原理 ➢特点 ➢可成阳极应用 ➢总结
流程
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
陽極
流程--表面预处理
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
陽極
说明:操作溫度50℃,将工件轻轻放入脱脂槽中,打开计时器, 注意勿碰撞桶槽 ,时间到时将工件轻轻取出移至下一 步骤
目的:去除工件表面的油污。
干燥
封孔
染色
氧化
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
2 Al+3 H2O → Al2O3 +6 H + + 6 e -
具体过程: 电流通过时,阴极上,放出氢气;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。
目的:将工件表面的脏污去除
流程--表面预处理
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
陽極
说明:使用磷酸,操作溫度92℃,将工件掛具轻轻放入化抛 槽中,打开计时器並做左右旋轉,注意忽碰撞桶槽, 时间到时将工件轻轻取出移至下一步骤。
目的:对工件表面进行化学抛光增加光泽,由此決定陽極 後之光澤
流程--表面处理
脱脂
碱洗
酸洗
化抛
干燥
封孔
染色
陽極
说明:使用硫酸,操作溫度21℃,自动线天车将飞靶移至阳 极槽并将挂架放入,定时器自动计时,当定时器 时间完成,天车自动将飞靶移至下一桶槽作业

铝合金阳极氧化工艺流程及原理

铝合金阳极氧化工艺流程及原理今天咱们来唠唠铝合金阳极氧化这个超有趣的事儿。

先来说说啥是铝合金阳极氧化吧。

简单来讲呢,就像是给铝合金穿上一层超级酷炫又耐用的“防护服”。

铝合金这玩意儿,在咱生活里到处都是,像那些漂亮的门窗啦,精致的手机壳啦。

但是呢,它有时候又有点小脆弱,容易被腐蚀呀,或者看起来不够好看。

这阳极氧化啊,就能把这些问题都解决掉。

那这个工艺流程是啥样的呢?咱得先把铝合金的工件准备好。

这就好比是给要化妆的小脸蛋洗干净一样。

要把铝合金表面的油污、脏东西都去掉。

这一步可不能马虎哦,如果表面不干净,后面的氧化就像是在脏脸上画画,肯定不好看啦。

通常呢,会用一些专门的清洗剂,把铝合金泡在里面,然后再用清水冲洗得干干净净的。

接下来就是装挂啦。

想象一下,就像把洗好的小宝贝们一个个挂起来,准备给它们来个大变身。

把铝合金工件挂到专门的挂具上,要挂得稳稳当当的,这样在后面的处理过程中才不会出乱子。

然后就到了碱蚀这个环节啦。

这一步就像是给铝合金做个小“磨砂”。

碱液会把铝合金表面的一些杂质去掉,让它的表面变得更加均匀。

这时候,铝合金就像是被轻轻打磨过的璞玉,开始有了新的模样。

不过呢,碱蚀的时间和碱液的浓度得掌握好,不然就可能把铝合金“磨”过头啦。

再之后就是中和啦。

中和就像是给碱蚀后的铝合金来个“温柔的安抚”。

用酸性的溶液把碱蚀残留的碱性物质去掉,让铝合金的表面恢复到一个比较合适的酸碱度。

这一步就像是给前面有点小激动的处理过程来个平稳的过渡。

重头戏来喽,阳极氧化!把挂着铝合金工件的挂具放到氧化槽里,槽里有专门的电解液。

然后呢,通上电。

这时候,神奇的事情就发生了。

在电流的作用下,铝合金表面的铝原子就开始“活跃”起来啦。

它们会和电解液里的氧原子结合,在铝合金的表面形成一层氧化铝膜。

这层膜就像是铝合金的铠甲,又硬又牢固。

而且呢,这层膜的厚度可以通过调整电流的大小和氧化的时间来控制哦。

就像你可以根据自己的喜好,给铝合金穿上厚一点或者薄一点的“铠甲”。

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阳极氧化生产线基本工艺原理及添加剂使用方法讲义第一部分基本工艺原理1.铝及铝合金的基本知识1.1铝的物理性质原子序数 13原子量 27密度 2.7g/cm3熔点 660℃沸点 2060℃1.2铝的化学性质铝是一种化学活度很大的金属,在自然条件下,铝表面会生成一层致密的自然氧化膜,使之不容易被腐蚀。

自然氧化膜的厚度为0.001~0.003μm。

一般说来,自然氧化膜在pH值=5~8的水溶液里是稳定的。

1.3 铝合金挤压生产中使用的铝合金通常为Al-Mg-Si合金,常用的Al-Mg-Si合金有以下几种: 6063合金——铝型材挤压中使用最广泛的铝合金,适用于建筑铝门窗型材。

6061合金——强度高,适用于自行车车圈材料的生产。

6463合金——光亮度好,适用于装饰材料。

铝合金表面在热处理过程中形成的高温氧化膜是自然氧化膜的十几倍。

2.预处理2.1 机械法预处理机械法预处理法的种类及效果见表1。

表1 机械法预处理法的种类及效果2.2 化学法预处理2.2.1 脱脂处理脱脂处理也称作除油处理,目的是除去制品表面的油脂及其他污物。

用单纯硫酸除油,并非真正要去除油脂,而是浸润表面,以保证在碱洗工序中,制品表面能够腐蚀均匀。

脱脂处理常使用硫酸法。

其工艺参数为:硫酸浓度 5%~25%温度室温时间 3~5min2.2.2 蚀洗处理蚀洗处理也称碱洗处理,目的是进一步除掉制品表面的自然氧化膜使基体金属表面裸露出来。

蚀洗处理还有整平表面和使表面产生砂面的作用。

其工艺参数为:浓度添加剂:15~30g/L;氢氧化钠:35~70g/L温度 40~65℃时间 1~25min添加剂的作用是使型材表面浸蚀均匀,防止槽液结垢。

基本反应:Al2O3+ 2NaOH —→ 2NaAlO2+ H2O2Al + 2NaOH + 2H2O —→ 2NaAlO2+ 3H2↑2.2.3 酸洗处理酸洗的目的是除掉腐蚀后残留在型材表面的黑色腐蚀产物,以获得光亮的金属表面,同时兼有中和碱液的作用。

附着在型材表面的黑色蚀产物是铝合金中的硅、镁、铁、铜之类的杂质或金属组元在铝上沉积所形成的。

常用酸洗法有:硝酸法:浓度:100~500g/L;温度:室温;时间:1~5min。

适用于任何铝合金。

硫酸法:浓度:100~800g/L;温度:室温;时间:3~6min。

仅适用于6063合金。

上述两种方法中,硝酸的效果更好一些,有时两种酸可以混用。

2.2.4 化学抛光化学抛光有三酸抛光和两酸抛光。

3.阳极氧化处理3.1 基本机理铝阳极氧化的实质就是水的电解(见图1 ),即电解液通电后在电流的作用下发生水解。

图1 阳极氧化处理机理示意图阳极: 4OH- - 4e —→ 2H2O + O2↑阴极: 2H+ +2e —→ H2↑2Al3++3O2- —→Al2O3+ 热量Al2O3+3H2SO4—→Al2(SO4)3+ 3H2O在上述反应中,由于溶解和成膜同时发生,因而在铝型材表面形成针孔。

针孔数目为: 76×109/cm3。

图2为氧化膜结构示意图;图3为氧化膜的显微照片;图4为乌德模型。

图2 氧化膜结构示意图图3 氧化膜的显微照片图4 乌德模型3.2 工艺参数H2SO4浓度 150~200g/L(最佳为160~180g/L)H2SO4浓度降低时会使维持一定电流密度所需的槽液电压升高,孔隙率减少,染色稍差,但硬度和耐蚀性提高; H2SO4浓度升高时的影响与降低时相反。

温度(20±2)℃温度低时,透明性降低,着色性能降低;温度高时,氧化膜起粉,此时需要进行冷却和循环搅拌。

Al3+的浓度5~20g/L大于20g/L时形成胶态粒子,出现白点、白斑或粉霜。

电流密度 100~200A/m2(最佳为120~135A/m2)氧化时间与膜厚σ =K·i·t其中:σ——膜厚/μmi ——电流密度/A·dm-2t ——氧化时间/minK ——系数,与电流效率及成膜密度有关,系数范围:0.25~0.34 4.电解着色4.1 着色机理通过电解把金属盐溶液中的金属离子沉积在阳极氧化膜的针孔底部。

4.2 工艺参数(以锡镍混盐为例)浓度硫酸:15~20g/L;硫酸镍:18~22g/L;硫酸亚锡:8~12g/L;BY-C11B(固体):15~20g/L电压: 15~20V温度(20±5)℃pH值 0.8~1.0着色时间 1~15min(预浸30~60s)说明:1)添加剂的作用是:提高着色的速度、均匀性和防止硫酸亚锡水解。

2)硫酸的作用是:防止锡盐水解和提高电导。

硫酸浓度偏低时,产品光泽性好,但亚锡稳定性下降;硫酸浓度太高时,着色速度极光泽度下降。

3)电流与电压 20~80 A/m2(电流密度)电压为15~18V时着色速度最快。

从理论上讲,着色电压不可高于氧化电压,否则易出现膜剥落现象,这是因为电流密度大时,造成析氢剧烈所致。

电压升压时需缓慢进行(每3秒钟升压一伏,但有的浅色产品需要直接升压),否则易产生着色不均匀。

浅色系列的产品在生产时应注意:氧化膜最好控制在12μm,偏差越小越好。

槽液的工艺参数波动范围越小越好,上料面积要精确计算。

5.封孔多孔型阳极氧化膜的封孔工序是保证铝合金制品耐蚀性、耐候性、耐磨性,从而获得持久的使用性能的关键工序。

常用方法有:常温封孔、中温封孔及电泳涂漆。

5.1 常温封孔的工艺参数浓度 Ni2+浓度:0.8~1.3g/L;F-浓度:0.3~0.7g/L温度 25~35℃速度 0.7~1.2μm/minpH值 5.5~7.0说明:1)[Ni2+]低时不易封孔,[Ni2+]高时,带出量大造成浪费。

2)[F-]低时封不上孔,高时起粉。

Ca3+、Mg2+、Al3+的引进都会消耗F-,需补加。

3)温度低时封孔速度慢,温度高时起粉。

4)pH值低时封不上孔,pH值高则会发生Ni2+沉淀。

5.2 中温封孔工艺参数Ni2+浓度 0.8~1.3g/LpH值 5.5~6.4温度 45~55℃时间15~20min特点:1)不易挂灰2)不含F-3)适合厚膜(冷封孔厚膜易裂)4)封孔质量高于冷封孔6.水洗水洗是氧化生产中非常重要的环节,此环节若出现问题,将严重影响产品质量,甚至生产出不合格产品。

6.1 脱脂后的水洗脱脂后要经过两道水洗,目的是清洗掉型材表面的污物和残留的脱脂液,以免污染碱蚀槽。

6.2 碱蚀后的水洗碱蚀后也要经过两道水洗,目的是清洁型材表面和清除残留的碱蚀液,碱蚀后若不清洗,不仅会污染中和槽,而且结垢后所形成的腐蚀痕即便是返工也无法将其去除。

6.3 氧化后的水洗氧化后要进行两道水洗:第一道水洗的pH值 1.5~2.5第二道水洗的pH值 3.5~5.06.4 着色后的水洗着色后需经两道水洗。

第一道水洗的pH值 1.5~2.5第二道水洗的pH值 3.5~5.0。

着色时,一般情况下前后四个水洗槽的pH值要相对稳定,开启一定量的溢流水,尽量避免整槽加水。

氧化第一道水洗停留数分钟会加快着色速度,氧化第二道水洗停留则会减慢着色速度。

型材料挂从着色槽及第一道水洗起吊后,不要停留时间过长,否则会出现色带,着色不均急泻水端头发白等缺陷。

6.5 封孔前水洗封孔前最好加一道纯水洗,以防止杂离子进入封孔槽,且pH值应控制在>5,pH值低时不易封孔。

第二部分添加剂的使用及槽液维护1.添加剂的作用1.1 使用添加剂可使槽液稳定。

如:碱蚀添加剂可以防止草叶结垢;着色添加剂可以防止Sn2+氧化。

1.2 可使型材表面反应均匀。

1.3 可提高反应速度。

1.4 提高电解液的导电性2.新槽液的配制配制新槽液的步骤如下:1)加水至槽体的2/3~3/4(有的需要加热至工作温度)。

2)开启搅拌或循环。

3)加入化学药品。

a. 按顺序添加b. 固体药品需溶解后加入4)搅拌或循环0.5~1小时,静止2小时后分析槽液。

下面以配制锡镍混盐槽为例加以说明(药品按加入顺序添加)。

⑴加水至槽体的2/3~3/4;⑵开启搅拌或循环;⑶将硫酸(98%)按16g/L加入;⑷将BY-C11B(固体)在溶解罐中或水桶中用纯水或槽液溶解,按16g/L加入;⑸将硫酸镍在溶解罐中或水桶中用纯水或槽液溶解,按18g/L加入;⑹将硫酸亚锡在溶解罐中或水桶中用槽液溶解,按10g/L加入;⑺在搅拌或循环状态下,缓慢加入去离子水至液位。

说明:①硫酸可以直接加入,说明注意事项;②用槽液溶解药品是为了防止水解产生沉淀;③缓慢加水为的是防止局部沉淀。

3.槽液维护3.1 槽液分析工作槽液要每天分析,产量大时要每班分析。

要严格按工艺要求补加药品。

在条件允许的情况下,工艺参数的波动范围要尽量小。

3.2 槽液调整调整槽液加药时,要开搅拌,加固体药品时,要先将药品溶解后再加入。

着色槽药品要用槽液溶解。

3.3 pH值的调整调整槽液pH值用的酸或碱要配成3%~5%的稀溶液。

3.4 对清洗水的要求清洗水槽要保证其工艺要求的pH值及清洁度,以防止将杂质带入工作槽。

3.5 工作槽的维护着色槽不用时要加盖,以防止其他槽液进入。

停产时,碱洗槽要保持40℃左右的温度。

3.6 倒槽清理工作槽产生沉淀物要定期倒槽清理。

第三部分阳极氧化膜常见缺陷、产生原因及对策表1 示出了在阳极氧化和封孔中容易出现的缺陷的特征、成因和防治措施。

表2 为在着色(电解着色和染色)和预处理中容易出现的缺陷的特征、成因和防治措施。

第四部分氧化车间生产安全常识1.安全培训所有新进员工必须在经受安全培训后方可上岗。

原则:安全第一1)不伤害自己2)不伤害他人3)不被他人所伤害2.设备方面的注意事项2.1 现场禁忌1)天车不能乱动2)电器开关不能乱动3)所有管线阀门不能乱动2.2 动用设备时的注意事项1)所有设备的操作都要有始有终2)设备检修及维护时一定要有监护2.3 化学药品操作注意事项所有的化学药品及添加剂都有一定的腐蚀性及毒性,所以使用时一定要注意:1)药品接触皮肤后一定要用大量的水清洗。

2)添加药品时一定要佩戴好劳保用品,并要有人监护。

3)禁止用槽体内的水洗手和洗餐具。

4)禁止用手直接搅拌槽液。

5)卸液体药品时(如:盐酸、硝酸、硫酸),要有人监护,卸前必须检查管线所有阀门的开关走向及接头的牢固程度。

对于浓硫酸,卸前、卸后都不可用水清洗管线。

6)遗落到地上的酸或碱要及时用水清洗,禁止用碱或酸中和。

7)浓硝酸遇易燃物会产生燃烧;由浓硝酸引起的燃烧只能用水灭火,不可用二氧化碳灭火器或干粉灭火器灭火,灭火时一定要佩戴防毒面具。

8)稀释浓硫酸时禁止将水加到浓硫酸里。

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