(1)铝氧化的概念:铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程称为阳极氧化。
(2)铝氧化的优点:
1:铝材轻,易造形。
2:工艺流程简单,控制易。
3:各种单色或双色外观选择。
4:氧化膜硬度高,耐损耗(硬度为200—400HV)。
5:耐气候强。
(3)硫酸阳极氧化的工艺特点:成分简单稳定,操作容易,成本低廉,常温阳极氧化可获得厚5-25UM的无色透明,多孔吸附性强,容易着色的氧化膜。
(4)氧化膜的生成过程:氧化膜的生成是在生长和溶解这对矛盾运动中发生和发展的。
(5)装饰性阳极氧化常见工艺流程:
工件——前处理——氧化处理——染色——封孔——成品
A:前处理工艺:
A1除油:由于铝材在前段工艺加工过程中,一方面由于环境因素以及储存堆放搬运会使铝材上粘附有灰尘等污物,另外加工过程中会用到各式各样的油脂,如拉伸油,保护腊等,因此除油工艺就变得非常重要,否则就会使后面的工艺受到影响,主要是因为铝材表面粘附有油污会使工件处理后表面状况不均匀从而影响最后产品的表面状况。化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用,以出去皂化性油脂;利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化性油脂。
A2碱蚀:碱蚀的目的是除去残存的自然氧化膜,脱脂溶解基体的残留物,深入基体表面的油脂等污物,除去工件表面的变质合金层,消除模具痕,划伤等其它表面缺陷,调整和整平基体表使其均匀一致。
碱蚀的各成分和工艺条件的影响:
1:氢氧化钠:碱蚀槽中的岢性碱系指游离量。其含量对于保障碱蚀质量,防止水解均起重要作用。40克每升以下碱蚀速度随氢氧化钠升高而加快,几乎成线性关系;50-60克每升之间碱蚀速度基本相同;大于70克每升碱蚀速度又随浓度升高而加快,所以控制在50-60克每升最好。
2:温度:随温度升高,碱蚀速度呈线性升高,温度大于70摄氏度易产生过腐蚀,温度过高还会导致晶间腐蚀加剧,温度低于40度碱蚀速度很慢,挤压丝纹不易消除。最好在50-60下使用。
3:时间:碱蚀时间受碱浓度,温度,铝离子容存量的影响,通常在50-60克每升碱量和50-60摄氏度下碱蚀2-5分钟是适当的。时间太短挤压纹不能消除,太长则易产生过腐蚀。
A3化学抛光:通常为了获得较光亮的外观,可以有选择性的对铝型材进行化学抛光,配制化学抛光药水时需遵守浓硫酸的稀释原则。
A4打砂,有时我们需要获得粗细均匀的砂面效果,需要对工件进行打砂或喷砂处理,通常用的较多的为酸性打砂。
A5除渍,通常碱蚀,打砂,化学抛光后都必须进行除渍处理,除去工件表面的灰膜。
B阳极氧化
氧化膜特点:
1透明度高:一般硫酸氧化膜无色,透明度高,易染色。铝越纯,其氧化膜透明度越高,合金元素Si,Fe,Mn会使透明度下降。
2性能好:耐蚀性,耐磨性,硬度好。
3颜色与氧化条件密切相关,当电流密度,溶液温度变化时,膜颜色也变化。
4成本低:硫酸价格低,操作简单,电解电压低,耗电少,电解液中不含有毒物质。
氧化槽溶液配方与工艺条件
配方 |
工艺参数 |
硫酸(A.R) |
160-200克每升 |
铝离子 |
少于20克每升 |
温度 |
18-23摄氏度 |
电压 |
12-15伏 |
电流密度 |
0.8-2.0安每平方分米 |
阴极材料 |
纯铝或铅锡合金板 |
时间 |
20-60分钟 |
搅拌 |
压缩空气 |
电源 |
直流 |
C染色
染色工艺的控制:
1:着色液的PH值:PH过高或过低均会令着色不牢,易流色,发花等,每种染料都有相对应的最合适PH区域。
2:温度,着色分冷染与热染2种,热染一般为40-60摄氏度,若温度过80-90摄氏度,常令染料分子未达膜孔深处就封闭,着色不牢,且易发花。
3:浓度,浓度过高时易色彩不均匀或浮色,在清洗或封闭时易造成流色。
4:时间,通常1-15分钟,太短,色浅且易退色,过长,色深暗且易发花。
D封闭
封闭的目的,使刚形成的氧化膜表面从活性状态转变为化学钝态,从而防止腐蚀介质的侵蚀;提高氧化膜的耐蚀性;增强抗污染能力;提高着色膜的稳定性,耐光性;改善电绝缘性及其它功能。
常见故障产生原因与消除方法
故障现象 |
产生原因与消除方法 |
零件局部有电击烧伤 |
(1)零件与阴极接触发生短路(2)零件彼此间接触发生短路 |
零件与夹具接触处烧伤 |
(1)夹具上氧化膜没有除尽,事先应仔细清除夹具上的膜层(2)零件与夹具接触不良 |
氧化膜疏松,粉化,易脱落 |
(1)槽液温度太高(2)氧化时间过长(3)电流密度太大 |
零件表面带红色斑,整个表面或局部发红 |
(1)导电杆与夹具之间接触不良,铜沉积在铝表面,改善接触(2)导电不良,在氧化处理过程中导电间断或长时间不导电 |
氧化膜呈彩虹色 |
(1)氧化时间太短(2)电流密度过低(3)氧化膜太薄(4)导电不良 |
氧化膜发灰 |
铝材硅含量过高 |
氧化膜有泡沫状或网状花纹 |
(1)零件经化学除油后,遗漏出光工序即进行氧化,使遗留在零件上的水玻璃行成硅酸所致(2)前处理时化学除油液未清洗干净 |
氧化膜发暗不亮 |
(1)零件在氧化槽中长时没有通电,缩短中间停留时间(2)氧化过程中断电又通电,经常检查线路运行情况 |
铝件表面局部有腐蚀 |
电解液中氯离子含量过高,调整槽液 |
氧化膜有黑色斑点或黑色条纹 |
(1)电解液中有悬浮杂质,清理过滤槽液(2)零件上油未除尽(3)电解液中含铜铁太多(4)电解液没有洗干净就封闭 |
无色阳极氧化零件热水封闭后仍易于沾上手指印,水渍以及氧化膜发白 |
(1)封闭温度与时间不够(2)PH不对(3)溶液中氢氧化铝太多,更换封闭用水 |
氧化膜太粗糙 |
电流密度过大,降低电流密度 |
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