阳极氧化培训

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1．硫酸阳极氧化膜 ． 铝及铝镁合金在硫酸液中取得的阳极氧化膜无色透明， 铝及铝镁合金在硫酸液中取得的阳极氧化膜无色透明，含 无色透明 锰或硅的铝合金的氧化膜则为浅灰色或棕灰色。 锰或硅的铝合金的氧化膜则为浅灰色或棕灰色。 纯铝的膜层厚度可达40µm，一般防护 装饰性氧化膜厚 ，一般防护—装饰性氧化膜厚 纯铝的膜层厚度可达 为 5～ 20 µm。 硫酸氧化膜多孔 ， 吸附能力较强 ， 孔隙率为 ～ 。 硫酸氧化膜多孔， 吸附能力较强， 10～15％，膜层适合染色或电解着色，用于装饰或作识别标 ～ ％ 膜层适合染色或电解着色， 为提高膜的防护性能应进行封闭处理， 记。为提高膜的防护性能应进行封闭处理，在使用条件恶劣 或耐蚀性要求较高时，还需要补充涂漆。 或耐蚀性要求较高时，还需要补充涂漆。漆膜与氧化膜具有 良好的结合力。 良好的结合力。
溶液对铝的溶解能力应适当，盐酸的腐蚀性太强， 溶液对铝的溶解能力应适当，盐酸的腐蚀性太强，不能用于铝阳极 氧化；硼酸和硼酸铵的溶解能力太弱，除特殊应用外， 氧化 ； 硼酸和硼酸铵的溶解能力太弱 ， 除特殊应用外 ， 一般情况也不 适宜。 适宜。
工业生产中主要采用硫酸法、铬酸法、 工业生产中主要采用硫酸法、 铬酸法、草酸法和混合酸 法，其中硫酸法应用最为广泛。 其中硫酸法应用最为广泛。
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5．瓷质阳极氧化膜 ． 瓷质阳极氧化膜具有不透明的浅灰色外观，类似瓷釉、 瓷质阳极氧化膜具有不透明的浅灰色外观 ， 类似瓷釉 、 故又称仿釉氧化膜。 膜层致密， 厚度约为6µm～ 搪瓷 ， 故又称仿釉氧化膜 。 膜层致密 ， 厚度约为 ～ 20µm，有较高的硬度，良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性和 ，有较高的硬度，良好的耐磨性、耐蚀性、 电绝缘性。膜层也可以染色装饰，所以， 电绝缘性 。 膜层也可以染色装饰 ， 所以 ， 瓷质氧化膜是一 种多功能的膜层。 种多功能的膜层 。 瓷质膜的硬度取决于铝材成分及氧化工 它比铬酸氧化膜高，而低于硬质氧化膜； 艺 ， 它比铬酸氧化膜高 ， 而低于硬质氧化膜 ； 其电绝缘性 也高于铬酸氧化膜或普通硫酸氧化膜。 也高于铬酸氧化膜或普通硫酸氧化膜 。 膜层具有一定的韧 在承受冲击和压缩负载时不会开裂， 性 ， 在承受冲击和压缩负载时不会开裂 ， 可以进行切削和 弯曲等机械加工。 弯曲等机械加工 。 瓷质阳极氧化处理一般不会改变零件的 表面粗糙度，也不影响其尺寸精度。 表面粗糙度，也不影响其尺寸精度。 此外，磷酸阳极氧化膜由于膜层的孔隙直径大， 此外 ， 磷酸阳极氧化膜由于膜层的孔隙直径大 ， 适合用 作铝合金胶接前的底层和电镀前的预处理。 作铝合金胶接前的底层和电镀前的预处理。
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4．硬质阳极氧化膜 ． 铝及铝合金硬质阳极氧化又称厚膜氧化 。 铝及铝合金 硬质阳极氧化又称厚膜氧化。 膜层厚度可达 硬质阳极氧化又称厚膜氧化 250 ～300 µm ，外观呈灰、褐至黑色。氧化膜的硬度很高， 外观呈灰、褐至黑色。氧化膜的硬度很高， 一般为HV300-600， 与合金牌号和处理工艺有关 ， 并存在硬 一般为 ， 与合金牌号和处理工艺有关， 度梯度，靠近基体部分的硬度较高，而外层的硬度则较低。 度梯度，靠近基体部分的硬度较高，而外层的硬度则较低。 由于氧化膜有微小孔隙，可以吸附润滑剂， 由于氧化膜有微小孔隙，可以吸附润滑剂，故能提高抗磨能 硬质氧化膜的耐磨性在低载荷下是极佳的，试验表明， 力。硬质氧化膜的耐磨性在低载荷下是极佳的，试验表明， 它优于淬火硬化钢及硬铬镀层；在实际应用中， 它优于淬火硬化钢及硬铬镀层；在实际应用中，硬质膜的磨 损量与氮化钢的磨损量大致相等。 损量与氮化钢的磨损量大致相等。在工业大气和海洋性气候 条件下，以及盐雾试验、潮湿箱试验中， 条件下，以及盐雾试验、潮湿箱试验中，硬质膜具有良好的 耐蚀性能，一般情况下优于普通氧化膜。 耐蚀性能，一般情况下优于普通氧化膜。膜层具有高的电绝 缘性， 膜厚100µm时 ， 击穿电压为1850V， 浸绝缘漆后可达 缘性 ， 膜厚 时 击穿电压为 ， 2000V。 。
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26.2 阳极氧化膜的形成机理 26．2．1 阳极氧化的电极反应 ． ． 铝及铝合金阳极氧化液一般采用中等溶解能力的酸性溶 如硫酸、草酸等， 将铝及铝合金零件作为阳极， 液，如硫酸、草酸等， 将铝及铝合金零件作为阳极，铅板 为阴极，通以直流电，阴极上的反应为： 为阴极，通以直流电，阴极上的反应为： 2H+ + 2e →H2↑ 而在阳极上，主要是水的放电： 而在阳极上，主要是水的放电： H2O －2e → [O] + 2H+ 2Al + 3[O] → A12O3 ＋ 1670kJ
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硫酸阳极氧化适用于几乎所有的铝及铝合金， 硫酸阳极氧化适用于几乎所有的铝及铝合金，包括含铜 量大于4％的铝合金。氧化处理后的零件尺寸有所增大， 量大于 ％的铝合金。氧化处理后的零件尺寸有所增大，会 影响配合精度， 表面粗糙度亦会相应增加。此外， 影响配合精度 ， 表面粗糙度亦会相应增加 。 此外 ， 硫酸氧 化膜较脆，基体变形后膜表面会出现裂纹， 化膜较脆 ， 基体变形后膜表面会出现裂纹 ， 尤其是膜的硬 度较高时，脆性增大，且使疲劳强度降低。 度较高时，脆性增大，且使疲劳强度降低。 硫酸阳板氧化不适合用于搭接、铆接、 硫酸阳板氧化不适合用于搭接 、 铆接 、 点焊及有缝隙的 零组件；较疏松的铸件也不宜采用硫酸法。 零组件；较疏松的铸件也不宜采用硫酸法。
08-2005 FH 电镀工艺学10-1氧化可得到较厚的膜层，一般为8～ 草酸阳极氧化可得到较厚的膜层，一般为 ～20µm，最厚 ， 可达60µm。草酸氧化膜较细致 ， 弹性好， 孔隙率低， 耐蚀 可达 。 草酸氧化膜较细致，弹性好，孔隙率低， 性高，外观呈半光亮的灰白色至深灰色、 性高，外观呈半光亮的灰白色至深灰色、黄色或带金黄色调 的灰绿色。获得哪种颜色取决于合金成分及表面状态。 的灰绿色。获得哪种颜色取决于合金成分及表面状态。膜层 具有很好的电绝缘性，击穿电压约200V～300V，浸绝缘漆 具有很好的电绝缘性 ， 击穿电压约 ～ ， 后可达300V-500V，适合做铝线绕组的绝缘层，用于要求有 后可达 ，适合做铝线绕组的绝缘层， 较高绝缘性能的精密仪器、仪表零件。草酸膜可以着色， 较高绝缘性能的精密仪器、仪表零件。草酸膜可以着色，适 合日用品的表面装饰；在建筑、造船等行业也得到广泛应用。 合日用品的表面装饰；在建筑、造船等行业也得到广泛应用。 绝缘阳极氧化不适用于厚度小于0.6mm的铝薄板及粗糙 的铝薄板及粗糙 绝缘阳极氧化不适用于厚度小于 度大于1.6～ 的零件， 度大于 ～0.8µm的零件，也不宜用于含铜量高的硬铝材料。 的零件 也不宜用于含铜量高的硬铝材料。 此外，草酸溶液不够稳定，电能消耗大，生产成本较高。 此外，草酸溶液不够稳定，电能消耗大，生产成本较高。
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2．铬酸阳极氧化膜 ． 铬酸阳极氧化膜不透明，具有乳白色、浅灰色至深灰色的外观， 铬酸阳极氧化膜不透明，具有乳白色、浅灰色至深灰色的外观，膜层 较薄，仅有2～ 较薄，仅有 ～5µm，对氧化零件的尺寸变化小，可保持原来的精度和表 ，对氧化零件的尺寸变化小， 面粗糙度，适用于精密零件氧化。膜层致密性好，孔隙率低， 面粗糙度，适用于精密零件氧化。膜层致密性好，孔隙率低，不封闭即 可使用。 可使用。 在相同条件下，铬酸氧化膜的耐蚀性优于硫酸氧化膜。膜层质软， 在相同条件下，铬酸氧化膜的耐蚀性优于硫酸氧化膜。膜层质软，弹 性好，对铝合金的疲劳性能影响小， 性好，对铝合金的疲劳性能影响小，适合长寿命和要求保持较高疲劳强 度的零件应用，但其耐磨性低于硫酸氧化膜。 度的零件应用，但其耐磨性低于硫酸氧化膜。铬酸液对铝的腐蚀性比其 他溶液小，适用于有窄缝的和铆接的零件；以及气孔率较高的铸件。 他溶液小，适用于有窄缝的和铆接的零件；以及气孔率较高的铸件。膜 的电绝缘性较好，可以防止铝与其他金属接触时发生电偶腐蚀。 的电绝缘性较好，可以防止铝与其他金属接触时发生电偶腐蚀。氧化膜 具有较好的粘结性能，是涂料的良好底层， 具有较好的粘结性能，是涂料的良好底层，适用于需胶接的零件及蜂窝 结构面板。铬酸氧化法还可用来检查晶粒度， 结构面板。铬酸氧化法还可用来检查晶粒度，显现一般探伤方法不能发 现的微小冶金缺陷。 现的微小冶金缺陷。 铬酸阳极氧化不适用于含铜量大于5％或含硅量大于7％的铝合金， 铬酸阳极氧化不适用于含铜量大于 ％或含硅量大于 ％的铝合金，也 不宜用于合金元素总含量超过7.5％的铝合金，否则容易发生腐蚀现象。 不宜用于合金元素总含量超过 ％的铝合金，否则容易发生腐蚀现象。
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铝及铝合金在大气中会与氧生成氧化膜， 铝及铝合金在大气中会与氧生成氧化膜 ， 由于这种自 然氧化膜极薄， 耐蚀能力很低， 然氧化膜极薄 ， 耐蚀能力很低 ， 故远不能满足工业上应用 的需要。 为了提高铝及铝合金的防护性、 的需要 。 为了提高铝及铝合金的防护性 、 装饰性和其他功 能性，大多数情况下可以采取阳极氧化处理。 能性，大多数情况下可以采取阳极氧化处理。 铝及铝合金阳极氧化液有酸性液、 铝及铝合金阳极氧化液有酸性液 、 碱性液和非水液等三 大类。 通常采用酸性液。 它可分为硫酸、铬酸、 大类 。 通常采用酸性液 。 它可分为硫酸 、 铬酸 、 磷酸等无 机酸体系，草酸、 氨磺酸、丙二酸、 机酸体系 ， 草酸 、 氨磺酸 、 丙二酸 、 磺基水杨酸等有机酸 体系，以及无机酸加有机酸的混合酸体系。 体系，以及无机酸加有机酸的混合酸体系。
电镀工艺学
Plating technology
Chapter Ⅹ Film of Oxide
铝及铝合金的阳极氧化
概 述 金属转化膜是指金属表面的原子层与某些特定介质的阴 离子反应后，在金属表面生成的膜层。 离子反应后，在金属表面生成的膜层。 转化膜同金属上别时覆盖层不同，它的生成必须有基体 转化膜同金属上别时覆盖层不同， 金属的直接参与，且自身转化为成膜产物，因此， 金属的直接参与，且自身转化为成膜产物，因此，膜层与 基体具有很好的结合力。 基体具有很好的结合力。 通过化学作用在金属表面形成转化膜的过程称为化学 转化； 转化；通过电化学作用形成氧化物膜的过程称为电化学转 化，也叫阳极转化。 也叫阳极转化。