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鋁及鋁合金陽極氧化工藝
www.kellykurtz.com 化學鍍鎳--合航集團 2013-01-11 13:46
陽極氧化廠資訊：鋁及鋁合金的陽極氧化工藝過程可分為：表面前處理、陽極氧化、著色處理(非裝飾性制品可不進行著色)及封閉處理。
(1)硫酸陽極氧化工藝
普通硫酸陽極氧化可獲得厚度為5～20μm、吸附性較好的膜層，該法的槽電壓低、維護方便，節約能源、成本較低，允許雜質含量范圍較寬。它主要用于鋁件的防護和裝飾，但不適用于孔大的鑄鋁件、點焊和鉚接組合件。常用的有直流電解和交流電解兩種工藝，直流法采用硫酸100～200gL，陽極電流密度為0.8～1.5A/dm2，溫度為l5～25℃，電壓l0～25V，時間20～40min;交流法采用硫酸l0%～20%，陽極電流密度為1～3A/dm2，溫度為20℃，電壓20～50V，時間20～40min。
(2)硬質陽極氧化
硬質陽極氧化又稱厚層陽極氧化，氧化膜的厚度可達250μm。膜層具有硬度大、耐磨、絕緣、耐熱、耐蝕等特點。表7—2列出硬質氧化膜與普通氧化膜特征比較。獲得硬質陽極氧化膜可采用的電解液很多，常用的有硫酸、草酸、丙二酸、蘋果酸、磺基水楊酸等。常用直流電源，還可采用交流、直流疊加及各種脈沖電流。為了得到硬度高、膜層厚的氧化膜，在氧化過程中采用壓縮空氣攪拌及較低的溫度，一般保持在一5～+10℃范圍內。表7—3列出硬質陽極氧化工藝規范。
對于硫酸硬質氧化工藝來說，硫酸的濃度對氧化過程影響極大，當硫酸的濃度較高時，氧化膜的生長速度慢，氧化膜硬度有所降低，孔隙度大。但濃度較低時，槽液壽命短，零件易被燒壞。為了增加氧化膜的厚度，添加一定量的草酸效果較好，且溶液中不應有氯離子和鎢鹽、鎂鹽。
溫度和電流密度是影響氧化膜質量的重要因素。溫度上升，膜的厚度下降，溫度還應根據不同的合金來定。若電流密度太小，氧化膜生成速度緩慢，但過高時溫度升高快，使零件產生“腐蝕”而“燒損”。硬質氧化的始末電壓與時間對氧化膜質量也有很大影響，應根據鋁合金成分來確定。對于含銅小于2.5%的鋁合金，開始電壓為5～7V，不應大于10V;對于含銅大于2.5%又含錳的合金，開始電壓為20～24V，終了電壓根據所需電流密度而定。(3)鉻酸陽極氧化
鉻酸陽極氧化膜層較薄，大致在2～5μm，膜層較軟有彈性，抗蝕性不如硫酸陽極氧化膜，不透明，顏色由灰白至深灰色，不易著色。孔隙少，不用封閉處理。此種氧化膜適用于精密零件，很少作裝飾用。膜層與有機材料結合力好，可作為良好的涂裝底層，并廣泛用于橡膠粘接件與蜂窩結構的面板，多用于航空與航天工業。電解液組成及工藝條件為鉻酐50～100gL，溫度35℃±2℃，槽電壓0～50V，時間30～60min，陽極電流密度(平均)0.3～0.5A/m2，對于含銅高的鋁合金，溫度可降至25～30℃，電壓0～40V。
(4)草酸陽極氧化
草酸陽極氧化工藝能得到硬度較高和較厚的黃色氧化膜層，厚度可達60μm。不用染色就能得到不同的色彩。當鋁合金成分不同時，膜層色彩可由銀白至棕色。但膜層著色困難，耐蝕性不強，成本較高，電解液有毒，并且不夠穩定。目前，此種工藝主要用于電氣絕緣層和日用表面裝飾，常用電解液及工藝為草酸3%～l0%，溫度20～35℃，電壓40～60V，陽極電流密度1.0～2.0A/dm2，時間40～60min。
(5)磷酸陽極氧化
鋁及鋁合金在稀酸溶液中進行陽極氧化處理，能得到大孔徑的膜層，并可以作為金屬電沉積的底層。鋁合金成分的變化對氧化膜質量有很大的影響。常用電解液及工藝為磷酸3%～20%，溫度30～35℃，電壓50～60V，時間15～30min。如果零件是為電鍍做準備，應注意陽極氧化膜在電鍍前不要干燥，磷酸處理后，要清洗干凈，否則會影響結合力，并需采用適當的冷卻和攪拌方法，使電解液溫度不能超過40℃。
(6)其他陽極氧化
經磷酸溶液陽極氧化的鋁合金，與電鍍層的結合力良好;鋁合金在含少量硼砂或氨水的硼酸溶液中陽極氧化，可獲得電絕緣性優異的氧化膜;在鉻酸、草酸、硼酸的混合液或草酸、檸檬酸的混合液，硼酸和草酸鈦鹽的混合液中陽極氧化后，鋁合金可獲得仿釉效果的所謂瓷質陽極氧化膜。靠稀有金屬(如鈦、釷、锫等)鹽類的水解作用沉積在氧化膜孔隙中的氧化膜質量好，硬度高，可保持零件的高精度和表面低粗糙度，但價格較貴，使用周期較短。混酸的瓷質陽極氧化工藝，適用于純鋁或含銅、鎂較低的鋁合金，膜層為銀灰色、半透明，可以染色，類似聚氯乙烯塑料的外觀。
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