鈍化及陽(yáng)極氧化的資料(參考版)
2025-06-29 13:16本頁(yè)面
【正文】 表五 硫酸陽(yáng)極氧化工藝條件對(duì)氧化膜性能的影響 工作條件的變化 氧化膜厚度 氧化膜硬度 結(jié)合力 耐蝕性 鋁的溶解量 氣孔率 電壓 提高溫度提高電流密度減少氧化時(shí)間降低硫酸濃度采用交流電提高合金均勻性 ↓↑→↑↓↑ ↓↑↑↑↓↑ →→↓→↓↓ →→↓→↓↓ ↑↓↓↓↑↓ ↑↓↑↓↑↓ ↓↑↑↑↓↑ 注：表中↑為增加，↓為降低，→為通過(guò)最大值。 不同合金單獨(dú)氧化 不同合金同時(shí)氧化 圖11 不同鋁合金同槽和不同槽氧化時(shí)膜厚的差異 圖11列舉了三種不同鋁合金在同槽和不同槽中陽(yáng)極氧化時(shí)，膜層厚度差異的比較，從圖中看到在同槽氧化時(shí)LD30鋁合金的膜厚僅為L(zhǎng)F1的膜厚的一半左右。 不同鋁合金同時(shí)氧化的影響 當(dāng)不同種類(lèi)鋁合金同時(shí)在一個(gè)槽中氧化時(shí)，膜層的厚度會(huì)有較大差異，因?yàn)楫?dāng)電流密度一定時(shí)，通過(guò)各合金的電壓很難相等。當(dāng)然為了降低電解液的溫度僅靠攪拌是不夠的， 在溫度較高的情況下，必須啟動(dòng)冷卻降溫系統(tǒng)，以確保溶液溫度控制在工藝范圍內(nèi)。 攪拌的影響 在氧化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的生成熱和焦耳熱，如得不到及時(shí)排除會(huì)導(dǎo)致膜的質(zhì)量下降。 電解液的混濁度 電解液的混濁度對(duì)氧化膜光亮性的影響極大。 g/L時(shí)氧化膜會(huì)出現(xiàn)暗色條紋或黑色斑點(diǎn)。 鋁、銅、和硅等離子主要會(huì)影膜層的色澤、透明性和耐蝕性，這些雜質(zhì)主要從鋁合金氧化時(shí)溶解后進(jìn)入電解液。這些雜質(zhì)在電解液中的允許含量為Cl＜ g/L, F＜ g/L。 雜質(zhì)的影響 電解液中可能存在的雜質(zhì)是Cl、F、NOAl3+、Cu2+和Si2+等離子。膜的性能也會(huì)急劇下降。一般電解液中鋁的含量超過(guò)10g/L時(shí)，隨著鋁濃度的繼續(xù)增加，氧化膜的耐磨性和耐蝕性能均會(huì)下降，透明度也不好，所以鋁濃度應(yīng)有極限值。因此，在配制新溶液時(shí)應(yīng)添加12～13g/L硫酸鋁。m)=K電流密度(A/dm2)氧化時(shí)間(min) 式中K為常數(shù)=～。當(dāng)然，對(duì)氧化膜層明確規(guī)定了厚度要求時(shí)又當(dāng)別論。也可以按40A而在較低的溫度下，氧化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)膜的厚度雖略有增加，但內(nèi)應(yīng)力增大，易產(chǎn)生裂紋，特別是易發(fā)生在制件的尖銳部位。而氧化時(shí)間與電解液溫度有密切關(guān)系，溫度低氧化時(shí)間要長(zhǎng)，溫度高時(shí)間應(yīng)相應(yīng)縮短。具體操作中，在剛開(kāi)始通電時(shí)，應(yīng)先以所需電流密度的一半，氧化30s左右，然后逐步提高到規(guī)定電流密度范圍，以提高氧化膜的外觀質(zhì)量。當(dāng)電流密度超過(guò)一定范圍時(shí)，氧化膜的防護(hù)性能會(huì)有所降低(圖10)。這是因?yàn)樵诟唠娏髅芏认?，氧化膜?nèi)的熱效應(yīng)加大，促使氧化膜加速溶解。在氧化過(guò)程中，電壓的波動(dòng)應(yīng)很小，一般只允許1～2V的波動(dòng)。且制件的棱角邊緣處易被嚴(yán)重?fù)舸?陽(yáng)極氧化的初始電壓對(duì)膜的結(jié)構(gòu)影響很大。 為了防止陽(yáng)極氧化過(guò)程中溶液升溫過(guò)快，給氧化槽的體積電流密度，提出了要求，即以現(xiàn)有的1000L槽，其最大工作電流強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò)300A。溫度更高時(shí)，氧化膜甚至?xí)兊貌贿B續(xù)。1℃，硬度可以達(dá)到400HV以上，缺點(diǎn)是當(dāng)制件受力發(fā)生變形或彎曲時(shí)，氧化膜會(huì)發(fā)生脆裂，對(duì)于易變形的制件宜將電解液溫度控制在8～10℃范圍內(nèi)。溫度高于26℃，膜的質(zhì)量會(huì)明顯下降，超過(guò)30℃有出現(xiàn)過(guò)腐蝕的危險(xiǎn)。溫度對(duì)膜的硬度和耐蝕性也會(huì)產(chǎn)生很大影響。電解液溫度升高，氧化膜的溶解速度加大，成膜速度就減小，氧化膜的厚度必然隨著減小。 溶液溫度的影響 溫度是決定氧化膜質(zhì)量的重要因素。在較 低濃度溶液中得到的氧化膜，其耐磨性較好，但濃度也不能太低。在濃電解液中形成的氧化膜，其孔隙率較高，著色性能較好，但膜的硬度和耐磨性 較低。隨著硫酸濃度增加，氧化膜的溶解速度增大，成長(zhǎng)速度減慢。 表4 我所采用的陽(yáng)極氧化配方及工藝規(guī)范 成分及操作規(guī)范 配 方 硫酸(d=) 160～180 g/L 溫度陽(yáng)極電流密度電壓時(shí)間 13～20℃～～14V50～60min 這一配方及相應(yīng)的工作規(guī)范應(yīng)該是結(jié)合我所產(chǎn)品要求的特點(diǎn)制定的，但氧化時(shí)間規(guī)定為50～60min，似不合適，因?yàn)椴煌猛镜难趸ざ家呀?jīng)規(guī)定了厚度范圍()，那么，氧化時(shí)間就應(yīng)根據(jù)近要求膜的厚度來(lái)確定。配方1為通用型配方；配2適用于建筑用鋁合金；配方4為有添加劑的溶液。 成分及操作規(guī)范 配 方 1 2 3 4 硫酸(d=)草酸甘油 180～200g/L 150～160 150～2005～6 150～16050 溫度陽(yáng)極電流密度電壓 15～25℃～～22V 20177。m60min 槽 電 壓 10～20V 16V 到硫酸陽(yáng)極化電解液(硫酸)的濃度范圍相當(dāng)大，但最佳條件規(guī)定得十分嚴(yán)格，范圍非常狹窄，其目的是確保生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一致性好。m30min，18181。1℃ 電流密度 ～3 A/177。從表2可以看 表2 硫酸陽(yáng)極氧化配方及工藝規(guī)范 成分及條件 應(yīng) 用 范 圍 最 佳 條 件 硫酸(比重)) 100～300g/L 150 g/L5g/L 鋁 離 子 20 g/L以下 槽液溫度 15～20177。硫酸陽(yáng)極化電解液具有成分十分簡(jiǎn)單、允許雜質(zhì)含量范圍大、操作簡(jiǎn)便極易掌握和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。純鋁和鋁鎂合金上所得膜層透明，染色后色彩鮮艷，經(jīng)過(guò)拋光的鋁制件，進(jìn)行陽(yáng)極氧化后，可得到鏡面的光潔光亮表面。純鋁的膜層厚度可達(dá)40μm，一般防護(hù)裝飾性氧化膜厚度為5μm～25μm。 硫酸法是應(yīng)用最普遍的一種方法。如硫酸、鉻酸
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