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阳极氧化处理

目前,阳极氧化处理在当代的应用可谓是越来越广泛,阳极氧化处理是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解阳极氧化处理。  ---查看全文 >>

关键字:阳极 

阳极氧化处理

目前,阳极氧化处理在当代的应用可谓是越来越广泛,阳极氧化处理是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解阳极氧化处理。

阳极氧化处理
阳极氧化处理

什么是阳极氧化处理


一、表面预处理

无论采用何种方法加工的铝材及制品,表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷,如灰尘、金属氧化物(天然的或高温下形成的氧化铝薄膜)、残留油污、沥青标志、人工搬运手印(主要成分是脂肪酸和含氮的化合物)、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前,用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗,使其裸露纯净的金属基体,以利氧化着色顺利进行,从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

二、阳极化处理

铝制品表面的自然氧化铝既软又薄,耐蚀性差,不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中,部分基体金属发生反应,使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程,常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜,它们既薄吸附性又好,可进行着色和封孔处理,表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与阳极氧化膜相比,膜薄得多,抗蚀性和硬度比较低,而且不易着色,着色后的耐光性差,所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。

三、其他阳极氧化
1、草酸阳极氧化
    对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化,草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小;用直流电氧化易出现孔蚀,采用交流电氧化则可防止,随着交流成分的增加,膜的抗蚀性提高,但颜色加深,着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%,一般为3%-5%,在氧化过程中每A?h约消耗0.13-0.14g,同时每A?h有0.08-0.09g的铝溶于电解液生成草酸铝,需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下,当含30g/L铝时,溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感,阳极氧化纯铝或铝合金时,氯化物的含量分别不应超过0.04-0.02g/L,溶液最好用纯水配制。电解液温度升高,膜层减薄。为得到厚的膜,则应提高溶液的pH值。直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极,其与阳极的面积比为(1:2)-(1:1)之间。草酸是弱酸,溶解能力低,铝氧化时,必须冷却制品及电解液。草酸膜层的厚度及颜色依合金成分而不同,纯铝的膜厚呈淡黄或银白色,合金则膜薄色深如黄色、黄铜色。氧化后膜层经清洗,若不染色可用3.43×10的4次方 Pa压力的蒸汽封孔30-60分钟。
2、铬酸阳极氧化
    铬酸阳极氧化工艺见表-4。氧化过程中应经常进行浓度分析,适时添加铬酐。电解的阴极材料可用铅、铁、不锈钢,最好的阳阴面积比为(5:1)-(10:1)。当溶液中三价铬离子多时,可用电解的方法使其氧化成六价铬离子。溶液中的硫酸盐含量超过0.5%,阳极氧化效果不好,硫酸根离子多时可加入氢氧化钡或者碳酸钡使其生成硫酸钡沉淀。溶液中氯化物含量不应超过0.2g/L。溶液中铬含量超过70g/L时就应稀释或更换溶液。铬酸阳极氧化有电压周期变化的阳极氧化方法或恒电压阳极氧化法(快速铬酸法)两种。
3、硬质(厚膜)阳极氧化
    硬质阳极氧化是铝及铝合金表面生成厚而坚硬氧化膜的一种工艺方法。硬质膜的最大厚度可达250μm ,纯铝上形成的膜层微硬度为12000-15000MPa,合金的一般为4000-6000MPa,与硬铬镀层的相差无几,它们在低符合时耐磨性极佳,硬质膜的孔隙率约为20%左右,比常规硫酸膜低。

4、瓷质阳极氧化
    瓷质阳极氧化铝及铝合金在草酸、柠檬酸和硼酸的钛盐、锆盐或钍盐溶液中阳极氧化,溶液中盐类金属的氢氧化物进入氧化膜孔隙中,从而使制品表面显示出与不透明而致密的搪瓷或具有特殊光泽的类似塑料外观的处理过程。瓷质阳极氧化处理工艺流程与常规硫酸阳极氧化基本一致,不同的是瓷质阳极氧化是在高的直流电压(115-125V)和较高的溶液温度(50-60度)、电解液经常搅拌、经常调节pH值使之处于1.6-2范围内的条件进行。

阳极氧化处理简介


一、目的及意义

铝及其合金表面很容易生成一层极薄的氧化铝膜(厚度约为0 . 01 一0 . 02um )在大气中有一定的抗腐蚀能力。但由于这层氧化膜是非晶的,它使铝件表面失去原有的光泽。此外,氧化膜疏松多孔,不均匀,抗蚀能力还不强,且容易沾染污迹。因此,铝及其合金制品通常需进行氧化处理。

二、阳极工艺流程图

前处理:脱脂~预浸~化学抛光~剥黑膜1

碱咬~剥黑膜2

后处理:活化~染色~封孔

注:在前后处理段中,每个工序之后都会有相应水洗,前处理段可采用自来水进行清洗,后处理段必须采用纯水清洗.

三、阳极工艺概述

3 . 1 脱脂:

脱脂又叫除油,是阳极前处理一项重要工序,脱脂常采用碱性溶液做脱脂剂,如NaoH . Naco3 . Na3p04 等组成的脱脂剂,碱液除油主要是在高温条件下将碱咬动物油和植物油咬化形成可溶性肥皂而除去油污.

3 、2 化学抛光:

在合适的溶液中,不使用外接电源对零件进行抛光过程称为化学抛光,是一种对零件装便性加工.铝及铝合金的化学抛光,为磷酸量溶液和其它溶液.磷酸基这类溶液在工业中应用最为广泛,大体可分为两种,一种是含磷酸高于700ml / l 的溶液.另一种是含磷酸400 一600ml / l 的溶液,前者能在己机械抛光的表面上获得跟电抛光相当的高光亮度的表面,它能抛光纯铝和含锌量不高于8 % ,含铜量不高于4 %的Al 一Mg 一zn .和Al 一cu 一Mg 合金,后者抛光较前者差不多,而且不适合于含铝量高于95 %的纯铝.

3 . 3 碱咬:

碱咬是化学抛光的另一重要的预处理方式,碱咬可以调整工件表面材质的粗细/均匀/亮暗的程度,未经预处理的铝是不能阳极氧化和着色的,.工件在碱咬中的过程是:A12o3 + NaoH ? A13 + + others AI + NaoH ? NaAloZ + HZ 注:NaAloZ 是一种黑色的可溶解性盐,反应过程中附在工件表面.即是我们所称的黑膜.

3 . 4 阳极氧化:

硫酸阳极氧化工艺获得的铝的氧化膜层外观无色透明,厚度为5 一20um ,硬度高,孔隙多,吸附性强,有利于染色,经封闭处理后,具有较高的搞蚀能力,主要用于防护和装饰目的.
它在成膜的过程其实是一个水电解过程:

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3 . 5 染色前处理:

阳极氧化后,在着色之前,可用酸液处理,把氧化膜活化,所有有机酸/无机酸及酸性盐适用于活化,这一处理,必会使一些阳极氧化膜的物质溶解,使孔隙率增加.从而提高吸附染料的能力。

3 . 6 染色:

目前在工业上应用的铝及其合金阳极氧化膜着色技术主要有化学染色法和电解着色法,我公司使用的是化学染色法,化学染色法对氧化膜的要求.1 .氧化膜必须有足够的厚度,具体厚度要于染色的色调而定,如果暗色要求较厚的膜层.而浅薄的膜层.
2 .氧化膜必须有足够的孔隙和吸附能力
3 .氧化膜应均匀,膜层本身的颜色适应于进行着色处理.

3 . 7 封孔

封孔处理是把氧极氧化膜的微细孔并将沉积在细孔内染料固定,因此封孔处理是染色工艺整体的一个部分,封孔处理,以其最简单的在沸水中处理形式,只要进行适当,就能保证染色膜表现出其应有的色泽牢固度.而且还可使工件具有防止脂印,色斑及油脂所染的能力.阳极氧化过的表面只有经过充分的封孔才能使它失去对接触物影响的能力.
2 .封孔作用受时间和温度因素的影响,也与封孔液的组成和ph 值有关,最低限度的封孔时间为2 . smin / um ,即绝对时间10 分锤,温度则应尽量接近沸水温度,其过程是:

 阳极氧化处理
阳极氧化处理


四、操作条件及操作方法

4 . 1 化学抛光:

操作条件1 .化抛浓度:H3PO4 : 93 % , HNO3 : 7 % , CPBRI 一20 : 109 / l
2 .化抛温度:50 一1200c 3 .化抛时间:15 一6osec
操作方法:1 .将工件于预浸槽处理5 一10 秒
2 .手握挂具握把,将工件浸泡至化抛槽液中.以握把为轴心,轻旋转20 - 30 秒

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3 .快速从化抛槽取出,热水洗3 一5 秒.4 .水洗10 秒

4 . 2 碱咬

操作条件:l . R200 浓度:30 一809 / l 操作时间:2 . 0 一smin 3 .温度:45 一650c4 .铝离子浓度:小于309 / l
操作方法:1 以吊车将整杆待处理的工件吊至碱咬槽上方.
2 .将料吊入碱咬槽内.
3 .以定时器设定碱咬时间
4 .定时器指示灯亮时关掉指示灯将料吊出碱咬槽,迅速吊至水洗槽上方,立刻进入水洗槽

4 . 3 染色

操作条件:1 .染色剂浓度:8108 一12G / L
2 .操作时间:10 一ZOMIN
3 .温度:30 一600C
操作方法:1 .以吊车将整杆待处理的工件吊至染色槽上方.
2 .将料吊入染色槽内,并开始计时.
3 .当染色时间到达时,将料吊出染色槽,使染色槽液滴干至仅含少量槽液为止.
4 .将料吊离染色槽,吊至水洗槽上方,进入水洗槽

五.注意事项

阳极氧化
1 .浓度分析方法参照阳极处理槽液分析作业规范
2 .参照分析记录,若浓度低于下限时,立即停止使用该槽,并添补浓硫酸到上限值二浓度高于上限时,立即停止使用该槽,并排放部分槽液再加水稀释槽液浓度至上限值,并将嫌疑产品依重工方式处理,并将使用量记录.
3 .生产时如遇到停电时,必须暂停生产,待电力恢复时再依重工方式处理

4 .当槽液中铝离子浓度大于159 / L 时,需更换此老化槽液,并将更换时间及量记于阳极处理槽液添加日报表。

综上所述,本文已为讲解阳极氧化处理,相信大家对阳极氧化处理的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值

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