(1)鋁氧化的概念:鋁及其合金在相應(yīng)的電解液和特定的工藝條件下,由于外加電流的作用,在鋁制品(陽極)上形成一層氧化膜的過程稱為陽極氧化。
(2)鋁氧化的優(yōu)點(diǎn):
1:鋁材輕,易造形。
2:工藝流程簡單,控制易。
3:各種單色或雙色外觀選擇。
4:氧化膜硬度高,耐損耗(硬度為200—400HV)。
5:耐氣候強(qiáng)。
(3)硫酸陽極氧化的工藝特點(diǎn):成分簡單穩(wěn)定,操作容易,成本低廉,常溫陽極氧化可獲得厚5-25UM的無色透明,多孔吸附性強(qiáng),容易著色的氧化膜。
(4)氧化膜的生成過程:氧化膜的生成是在生長和溶解這對矛盾運(yùn)動中發(fā)生和發(fā)展的。
(5)裝飾性陽極氧化常見工藝流程:
工件——前處理——氧化處理——染色——封孔——成品
A:前處理工藝:
A1除油:由于鋁材在前段工藝加工過程中,一方面由于環(huán)境因素以及儲存堆放搬運(yùn)會使鋁材上粘附有灰塵等污物,另外加工過程中會用到各式各樣的油脂,如拉伸油,保護(hù)臘等,因此除油工藝就變得非常重要,否則就會使后面的工藝受到影響,主要是因?yàn)殇X材表面粘附有油污會使工件處理后表面狀況不均勻從而影響最后產(chǎn)品的表面狀況。化學(xué)除油是利用熱堿溶液對油脂的皂化和乳化作用,以出去皂化性油脂;利用表面活性劑的乳化作用除去非皂化性油脂。
A2堿蝕:堿蝕的目的是除去殘存的自然氧化膜,脫脂溶解基體的殘留物,深入基體表面的油脂等污物,除去工件表面的變質(zhì)合金層,消除模具痕,劃傷等其它表面缺陷,調(diào)整和整平基體表使其均勻一致。
堿蝕的各成分和工藝條件的影響:
1:氫氧化鈉:堿蝕槽中的岢性堿系指游離量。其含量對于保障堿蝕質(zhì)量,防止水解均起重要作用。40克每升以下堿蝕速度隨氫氧化鈉升高而加快,幾乎成線性關(guān)系;50-60克每升之間堿蝕速度基本相同;大于70克每升堿蝕速度又隨濃度升高而加快,所以控制在50-60克每升最好。
2:溫度:隨溫度升高,堿蝕速度呈線性升高,溫度大于70攝氏度易產(chǎn)生過腐蝕,溫度過高還會導(dǎo)致晶間腐蝕加劇,溫度低于40度堿蝕速度很慢,擠壓絲紋不易消除。最好在50-60下使用。
3:時間:堿蝕時間受堿濃度,溫度,鋁離子容存量的影響,通常在50-60克每升堿量和50-60攝氏度下堿蝕2-5分鐘是適當(dāng)?shù)?。時間太短擠壓紋不能消除,太長則易產(chǎn)生過腐蝕。
A3化學(xué)拋光:通常為了獲得較光亮的外觀,可以有選擇性的對鋁型材進(jìn)行化學(xué)拋光,配制化學(xué)拋光藥水時需遵守濃硫酸的稀釋原則。
A4打砂,有時我們需要獲得粗細(xì)均勻的砂面效果,需要對工件進(jìn)行打砂或噴砂處理,通常用的較多的為酸性打砂。
A5除漬,通常堿蝕,打砂,化學(xué)拋光后都必須進(jìn)行除漬處理,除去工件表面的灰膜。
B陽極氧化
氧化膜特點(diǎn):
1透明度高:一般硫酸氧化膜無色,透明度高,易染色。鋁越純,其氧化膜透明度越高,合金元素Si,Fe,Mn會使透明度下降。
2性能好:耐蝕性,耐磨性,硬度好。
3顏色與氧化條件密切相關(guān),當(dāng)電流密度,溶液溫度變化時,膜顏色也變化。
4成本低:硫酸價格低,操作簡單,電解電壓低,耗電少,電解液中不含有毒物質(zhì)。
氧化槽溶液配方與工藝條件
配方 |
工藝參數(shù) |
硫酸(A.R) |
160-200克每升 |
鋁離子 |
少于20克每升 |
溫度 |
18-23攝氏度 |
電壓 |
12-15伏 |
電流密度 |
0.8-2.0安每平方分米 |
陰極材料 |
純鋁或鉛錫合金板 |
時間 |
20-60分鐘 |
攪拌 |
壓縮空氣 |
電源 |
直流 |
C染色
染色工藝的控制:
1:著色液的PH值:PH過高或過低均會令著色不牢,易流色,發(fā)花等,每種染料都有相對應(yīng)的最合適PH區(qū)域。
2:溫度,著色分冷染與熱染2種,熱染一般為40-60攝氏度,若溫度過80-90攝氏度,常令染料分子未達(dá)膜孔深處就封閉,著色不牢,且易發(fā)花。
3:濃度,濃度過高時易色彩不均勻或浮色,在清洗或封閉時易造成流色。
4:時間,通常1-15分鐘,太短,色淺且易退色,過長,色深暗且易發(fā)花。
D封閉
封閉的目的,使剛形成的氧化膜表面從活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)鈍態(tài),從而防止腐蝕介質(zhì)的侵蝕;提高氧化膜的耐蝕性;增強(qiáng)抗污染能力;提高著色膜的穩(wěn)定性,耐光性;改善電絕緣性及其它功能。
常見故障產(chǎn)生原因與消除方法
故障現(xiàn)象 |
產(chǎn)生原因與消除方法 |
零件局部有電擊燒傷 |
(1)零件與陰極接觸發(fā)生短路(2)零件彼此間接觸發(fā)生短路 |
零件與夾具接觸處燒傷 |
(1)夾具上氧化膜沒有除盡,事先應(yīng)仔細(xì)清除夾具上的膜層(2)零件與夾具接觸不良 |
氧化膜疏松,粉化,易脫落 |
(1)槽液溫度太高(2)氧化時間過長(3)電流密度太大 |
零件表面帶紅色斑,整個表面或局部發(fā)紅 |
(1)導(dǎo)電桿與夾具之間接觸不良,銅沉積在鋁表面,改善接觸(2)導(dǎo)電不良,在氧化處理過程中導(dǎo)電間斷或長時間不導(dǎo)電 |
氧化膜呈彩虹色 |
(1)氧化時間太短(2)電流密度過低(3)氧化膜太薄(4)導(dǎo)電不良 |
氧化膜發(fā)灰 |
鋁材硅含量過高 |
氧化膜有泡沫狀或網(wǎng)狀花紋 |
(1)零件經(jīng)化學(xué)除油后,遺漏出光工序即進(jìn)行氧化,使遺留在零件上的水玻璃行成硅酸所致(2)前處理時化學(xué)除油液未清洗干凈 |
氧化膜發(fā)暗不亮 |
(1)零件在氧化槽中長時沒有通電,縮短中間停留時間(2)氧化過程中斷電又通電,經(jīng)常檢查線路運(yùn)行情況 |
鋁件表面局部有腐蝕 |
電解液中氯離子含量過高,調(diào)整槽液 |
氧化膜有黑色斑點(diǎn)或黑色條紋 |
(1)電解液中有懸浮雜質(zhì),清理過濾槽液(2)零件上油未除盡(3)電解液中含銅鐵太多(4)電解液沒有洗干凈就封閉 |
無色陽極氧化零件熱水封閉后仍易于沾上手指印,水漬以及氧化膜發(fā)白 |
(1)封閉溫度與時間不夠(2)PH不對(3)溶液中氫氧化鋁太多,更換封閉用水 |
氧化膜太粗糙 |
電流密度過大,降低電流密度 |
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