氧化加工





阳极氧化处理、化学转化处理,微弧氧化处理、电镀处理、化学镀处理或表面有机涂装(喷粉或喷漆)等等。而应用广泛的工艺莫过于是阳极氧化处理,那么为什么阳极氧化会“备受宠幸”呢?

铝及铝合金的阳极氧化工艺在工业上有着广泛的应用,可以用来防止制品的腐蚀或达到防护-装饰的双重目的,氧化加工,如用作耐磨层、电绝缘层、喷漆底层和电镀底层等。

铝型材表面阳极化处理后,其耐蚀性、硬度、耐磨性、绝缘性、耐热性等均有大幅度提高,铝的阳极氧化膜外层多孔,容易吸附染料和有色物质,因而可进行染色,提高其装饰性。氧化膜再经热水、高温水蒸气或镍盐封闭处理后,还能进一步提高其耐蚀性和耐磨性。


采用并联同时阳极氧化处理

两种铝材并列装配在一个挂具上处理时,这些铝材被并联排布,阳极氧化处理时用相同的外加电压,不能分别控制每种铝材中通过的电流。也就是说,两种铝材都分别用相同电压阳极氧化。

在采用恒电压阳极氧化处理中,只能基于每种合金用多大电压、处理几分钟后得到多少微米厚度的阳极氧化膜的数据来控制膜厚,不能根据所使用的外加电压计算确定膜厚。电压值和膜厚之间理论上没有关系,因为膜厚是由通过的电量(即电流X时间)所决定的。

现在考虑异种铝合金同时处理的情况。在不同铝合金中,即便阳极氧化电压相同,通过每种合金的电流也是不一样的。由于大电流在更低的阳极氧化电压(槽电压)合金上通过,从而生成厚的阳极氧化膜。这就是阳极氧化膜厚度因合金种类的不同而不同的原因。

例如,有报道称,把1dm2的5052和6061铝材并联排布挂在阳极溶液中,通30min的2A电流时,在5052铝材上生成8.9μm厚的阳极氧化膜,在6061铝材上生成6.8μm厚的阳极氧化膜。

在同一氧化槽中,即使是连续(串联)悬挂铝材的情况,阳极氧化电压处理的方法不变,在不同铝合金同时处理中,每种铝合金的膜厚也是不同的。

再者,槽电压大致相同的铝合金之间,只要没有实用性方面的问题,就可以同时进行阳极氧化处理。


在酸性电解液中,以铝为阳极,经过电解使铝表面产生氧化膜的材料保护技术。铝的阳极氧化有多种电解液,但基本上是以硫酸、铬酸、乙二酸或硼酸为主要组分配制的。其中广泛使用的是硫酸基的。电源可采用直流、交流或交变直流的。电压在5~25伏间,温度低于25℃。

电解过程中,氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时还不够细密,有一定的电阻,使电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度的增长,电阻变大,电解电流变小,而与电解液接触的外层氧化膜同时发生化学溶解,在铝表面形成氧化物的速度渐与化学溶解的速度平衡时,这一氧化膜便可达到这一电解参数下的厚度。铝的阳极氧化膜的结构与其他转化膜有所不同,靠近基体金属部分的是0.01~0.1微米的致密层,其上是许多空心六角柱体所构成的状层,总厚度为2~100微米不等。由各种电解液产生的阳极氧化膜色调不一,有的是整体着色的,多用于建筑工业,有的可以染料着色或利用水解和复分解的方法,使形成的颜料沉积在六角柱的空心部分,增加美感。

后还需要进行封闭和烘干。有阳极氧化铝膜的铝材,抗蚀性有时优于经过铬酸盐处理的铝材。这种铝材除在建筑工业和日用五金产品方面广泛使用外,也用于飞机、汽车、民用船舶。利用低温、溶解力微弱的电解液和较高的电压(100~150伏),可形成工程用的硬质阳极氧化膜,用于与纤维、纸张和橡胶接触的机械零件和液压元件。在普通阳极氧化铝层的六角柱体空洞中填充聚四氟乙烯,可以获得摩擦系数极低的零件。





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