铝及铝合金表面处理复习
铝合金表面处理工艺
工艺知识铝材表面处理工艺大全介绍总则表面处理:它是通过机械和化学(de)方法处理后,能在产品(de)表面上形成一层保护机体(de)保护层.在自然界中能达到稳定状态,增加机体(de)抗蚀性和增加产品(de)美观,从而提升产品(de)价值.表面处理种类(de)选择首先要从使用环境,使用寿命,人为欣赏(de)角度出发,当然经济价值也是考虑(de)核心所在.表面处理(de)流程包括前处理,成膜,膜后处理.包装,入库.出货等工序,其中前处理包括机械处理,化学处理.机械处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序.机械处理目(de)使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外观不良现象. 化学处理使产品表面(de)油污锈迹去除,并且形成一层能使成膜物质更好(de)结合或和化成活性金属机体,确保镀层有一个稳定状态,增加保护层(de)结合力,从而达到保护机体(de)作用.铝材表面处理铝材常见(de)化学处理有铬化,喷漆, 电镀,阳极氧化,电泳等工艺.其中机械处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨等工艺.——————第一节铬化铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在 ,这层转化膜吸附性好,主要作为涂装底层.外观有金黄色,铝本色,绿色等.这种转化膜导电性能好,是电子产品(de)最好选项,如电池内导电条,磁电设备等.该膜层适合所有铝及铝合金产品.但该转化膜质软,不耐磨,因此不利于做产品外部件利用.铬化工艺流程:脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库铬化适合于铝及铝合金,镁及镁合金产品.品质要求:1)颜色均匀,膜层细致,不可有碰伤,刮伤,用手触摸,不能有粗糙,掉灰等现象.2 )膜层厚度 .——————第二节,阳极氧化阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密(de)氧化层,(Al2O3 .6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品(de)表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达 400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺(de)表面处理工艺.另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品(de)必用工艺.阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色,装饰性比硬质氧化要好(de)多.施工要点:阳极氧化对材质要求很严格,不同(de)材质表面有不同(de)装饰效果,常用(de)材质有6061,6063,7075,2024 等,其中,2024 相对效果要差一些, 由于材质中CU (de)含量不同,因此7075 硬质氧化呈黄色,6061,6063 呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075 没多大(de)差别,但2024 就容易出现很多金斑.一,常见工艺常见(de)阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系).抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮面染色,抛光雾面染色.喷吵亮面本色,喷吵雾面本色,喷沙染色. 以上镀种均可用在灯饰器材上.二,阳极氧化工艺流程除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干三,常见品质异常判断A 表面出现花斑.这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至,处理办法,重新热处理.或更换材质.B 表面出现彩虹色.这种异常一般阳极作业失误所致.,上挂时松动,造成产品导电不良.,处理办法,退电重新阳极处理.C,表面碰伤,刮伤严重.这种异常一般是由于运输或加工过程中,作业大意所致,处理办法,退电,打磨再电.D,染色时表面出现白点.,这种异常一般是由于阳极作业时,水中有油,或其它杂质所致.四,品质标准1)膜厚5-25um ,硬度在200HV 以上,封孔实验色变率小于5%2 )盐雾实验在36 小时以上,且能达到9 级以上CNS 标准3 )外观不能有碰伤,刮伤,彩云等现象.表面不能有挂点,发黄等不良现象四,压铸铝,如A380,A365,A382 等均不能做阳极氧化——————第三节,铝材电镀工艺一,铝及铝合金材料(de)优点具有导电性好,传热快,比重轻,易于成型等优点,但铝及铝合金有硬度低,不耐磨,易发生晶间腐蚀,不易焊接,等缺点,影响到使用范围.故为了扬长避短,现代工业中,利用电镀解决了这一问题.二,铝材电镀(de)优点1)改善装饰性,2 )提高表面硬度与耐磨性3 )降低摩擦系数,改善润滑性.4 )提高表面导电性能.5 )提高耐蚀性(包括与其它金属组合)6 )易于焊接7 )提高与橡胶热压合时(de)结合力.8 )提高反光率9 )修复尺寸公差由于铝是一个比较活泼(de)金属,被电镀物均比铝材活泼性强,因此,电镀前,必须做相应(de)化学转化,如浸锌,锌铁合金,锌镍合金,而使锌及锌合金底层有良好(de)结合力(de)中间层氰化镀铜层.压铸铝由于机体结构疏松,打磨时,不能打磨掉机体表层部份,否则出现针孔,吐酸,脱皮等现象.三,铝材电镀(de)工艺流程为脱脂—>碱蚀—>活化—>锌置换—>活化—>电镀(如镍,锌,铜等)—>镀铬或钝化—>烘干.1、常见(de)铝材电镀镀种有镀镍(珍珠镍,沙镍,黑镍),镀银(面银,厚银),镀金,镀锌(彩锌,黑锌,蓝锌),镀铜(青鼓铜,白锡铜,碱铜,焦铜,酸铜),镀铬(白铬,硬铬,黑铬)等.2、常见镀种(de)用途1)镀黑色,如黑锌,黑镍,等均用在光学电子及医疗器械上.2 )镀金,银是电子产品(de)最好导体,同时也能提高产品(de)高等装饰性,但价格比较昂贵,一般均用在电子产品导电方面,如高精电线端子等(de)电镀.3 )铜,镍,铬是现代科学领域中最普及(de)混合镀种,不管在装饰性,抗蚀性,均是目前世界上最普及(de)镀种.价格低廉,可用在运动器材,灯饰,大部份电子行业中.4 )铜系镀种中,白锡铜是七八十年代发展起来用于环保形镀种,白色亮丽,是首饰行业(de)首选.青铜(铅锡铜可做仿金,因而是比较好(de)装饰性镀种)但铜(de)防变色性比较差,因而发展比较慢.5 )锌系电镀:镀锌层呈青白色,易溶于酸,碱.由于锌(de)标准电位比铁负,对钢铁而言,可提供可靠(de)电化学保护.在工业大气,海洋性大气中使用(de)钢铁制品均可选择锌作保护层.6 )硬铬,在一定(de)条件下沉积(de)铬镀层有很高(de)硬度和耐磨性,硬度达到HV900-1200kg/mm ,铬是常用镀层中硬度最高(de)镀层,可提高零件(de)耐磨性,延长使用寿命.如工,模,量,卡具,等.因此该镀种是气缸,油压,传动系统不可缺少(de)处理方式.3、常见异常及改善措施1)脱皮:a 锌置换不好,时间过长或太短,改善措施,重新确定置换时间,槽液温度,槽液浓度等作业参数.b ,活化不够,改善措施,改变活化方式.c 前处理不彻底,工件表面有油,改善措施,加强前处理.2 )表面粗糙:a,电镀液光剂,柔剂,针孔剂量不适,重新调整助剂数量.b 机体表面本身粗糙,重新打磨后再电镀.3 )表面发黄属低电位走势不正,改变装挂方式.加适量(de)走位剂.4 )表面起毛齿:电镀液太脏,加强过滤,作适当(de)槽液处理.4、品质要求1)外观无发黄,针孔,毛刺,起泡,碰伤,刮伤等不良现象.2 )膜厚 15um 以上,盐雾实验48 小时,达美军标9 级以上,电位差130-150mv 区间.3 )结合力能通过60 度弯曲实验.4 )特殊环境(de)产品,可做相应(de)变动.5、铝及铝合金电镀操作注意事项1)铝零件电镀宜用铝合金作挂具;2 )铝及铝合金经过浸蚀后(de)各道工序必须快速进行,工序之间(de)间歇时间越短越好,以免重新氧化;3 )第二次浸锌时间不能过长,以免造成过腐蚀;4 )水洗必须洗干净;5 )电镀过程中要防止中途断电.——————第四节,铝材(de)涂装涂装分为浸涂,喷涂,淋涂,滚涂和刷涂等,其中以浸涂和喷涂为主,浸涂也就是电泳涂装,它采用电化学方法将有机树脂(de)胶粒沉积在工件(de)表面上,形成透明或各种色系(de)有机涂层.其中,阴极电泳是七十年代发展起来(de)新工艺也是浸涂行业中主要工艺.优点耐蚀性好,抗变色性能强,结合力好(de)特点.喷涂分为粉体涂装和液体涂装,其中静电涂装是目前业界中比较流行(de)工艺.一,涂装工艺范围由于涂装抗蚀性好,价格低廉,色系多(可以做任何不同颜色)它适合于所有铝件材质,但素材结构太松如翻沙产品,需刮灰作业,相对品质也要较差.1、静电涂装(de)工作原理在泵浦(de)作用下,使涂料进入电场,涂料颗粒带负电.在雾化气压(de)作用下,使涂料变(de)更细和均匀然后在工作气压(de)作用下,涂料在旋杯或喷嘴(de)作用下,均匀(de)喷撒在工件(de)表面上.由于在同一垂直面上,喷枪和工件(de)距离是相等(de),同一界面电场强度也是一样(de),因此正负电荷相吸,工件表面上就涂覆了一层均匀(de)有机树脂涂层.然后在高温烘烤(de)条件下,树脂达到流平和固化(de)状态.牢固(de)镶嵌在工件(de)表面上,达到保护工件(de)作用.2、铝材涂装工艺流程机械打磨—>脱脂—>除氧化膜—>铬化—>喷粉或液—>烘烤—>下挂—>全检—>包装—>入库1)粉液体作业常见异常及处理办法现象造成原因纠正预防措施备注桔皮1、粉喷太厚;2、烤炉温度不匹配;3、粉质量太差1、调整喷枪吐出量2、调整温度3、改换粉质量液体喷涂时出皮时1、油漆性能配2、作业时有飞溅到工3、油漆粘度掉漆1、前处理太差2、温度不够,没烤干3、粉本身结合力不好1、加强前处理2、调整温度3、调整粉体质量液体出现掉漆1、前处理不当2、温度不当3、底漆和面漆差值太大.露底1、粉体喷(de)太薄或没喷到改换作业方式同前2、机械前处理不彻底色差1、粉体本身2、作业方式不标准改换作业方式液体时;1、底漆和面漆本身.2、油漆粘度,喷涂厚度.流挂1、粉质量不好2、粉喷太厚改换作业方式调整枪距,调整吐出量.针孔1、前处理不好,工件上有油2、喷涂太薄1、调整前处理各工序处理时间,化验前处理各药液含量是否标准2、更换相关工序(de)水液体相同2)品质标准参考项目品质标准测试依据颜色以样板为标准,色差小于依客户要求而定硬度大于2H GB6739-86耐冲击50kg/cm2GB/T1732弯曲实验工件对折45度ASTMD522附着力百格ASTMD3002盐雾实验500小时抗蚀10年冷热实验冷,热各168次变性10年外观依客户要求依客户要求膜厚粉体80-120um,液体30-40um抗变色10年耐沸水耐沸处理GB/T17748——————第五节,铝材化学镀一,化学镀原理化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生(de)氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上(de)一种镀覆方法.所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属(de),可控制(de),自催化(de)化学还原过程,其反应通式为:二,化学镀(de)特点随着工业(de)发展,化学镀己成为一种具有很大发展前途(de)工艺技术,同其它镀覆方法比较,化学镀具有如下特点:1)可以在由金属,半导体和非导体等各种材料制成(de)零件上镀覆金属.2 )无论零件(de)几何形状如何复杂,凡能接触到溶液(de)地方都能获得厚度均匀(de)镀层.3 )对于自催化(de)化学镀来说,可以获得较大厚度(de)镀层,甚至可以电铸.4 )无需电流.5 )镀层致密,孔隙少.6 )镀层往往具有特殊(de)化学,机械性能.由于化学镀有很多(de)优点,因此化学镀越来越在工业,电子业界中发展速度较快.下面以化学镀镍为例做如下介绍:1)化学镀镍由于用次磷酸钠作还原剂,因此一般获得(de)镀层为镍磷合金.依含磷量不同可以分为低磷(1%-4% )中磷(4%-10%)和高磷(10%-12%).从不同(de)PH 值(de)镀液中可获得不同含磷量(de)镀层,在PH=4-5 时,可获得中磷和高磷合金.从弱碱性液中PH=8-10 中可获得低磷和中磷合金.含磷在8%以上(de)NI-P 合金是非晶态镀层,因无晶界所以抗腐性能特别优良.通过热处理300-400 度变成非晶态与晶态(de)混合物时硬度可达HV=1150 ,化学镀热处理后硬度接近硬铬(de)硬度,是替代硬铬层(de)理想镀层,又是可在铝上施镀(de)好镀种(可适合所有铝及铝合金产品,包括锻造,压铸,铝型材等).缺点:该镀种脆性大,但经热处理后(de)产品可塑性大大提高.(一般经400 度以上(de)热处理四小时,其可塑性改善好多)2)铝材化学镀镍工艺流程:超声波除油—>除氧化膜—>第一次锌置换—>和化—>第二次锌置换—>化学镀镍—>钝化—>超声清洗—>烘烤—>全检—>包装3 )不合格镀层(de)退除:钢,铝,铜,塑胶等化学镍退层均可用浓硝酸退除.但零件要经干燥后入槽,若带入水分将导致基体金属过腐蚀.工作温度在35 度以下.4 )品质要求:a 、膜厚在5-30um区间b、盐雾实验达到24小时以上,达CNS标准9 级以上.c、通过60 度弯曲实验,无脱皮现象d 、外观无碰伤,刮伤,水迹等不良现象.e、膜层均匀,不能有雾状,白点,露镀现象三,常见异常处理异常现象可能产生(de)原因及纠正方法反应慢,沉积速度低1)PH值低,用NH4OH调整2)温度过低3)次磷酸钠含量不足,分析补充镀液反应激烈,呈沸腾状,出现深灰色镍粉(镀液自然分解(de)象征)1)装载量过大2)温度过高或局部过热镀液掉入金属屑或固体粒子3)次磷酸盐含量过高4)PH值过高槽壁和槽底沉积有金属镍1)局部温度过高2)槽衬破损,显露基体金属,更换槽镀液中亚磷酸未达到额定含量而发生亚磷酸镍沉淀1)PH值太高2)络合剂不足,应给补充镀层发暗镀液被锌,铜等金属杂质污染,可用低电流密度处理,或适当补充次磷酸钠后用废件进行处理,直至镀层正常为好镀层有麻点氢气停留在零件上,可搅动槽液或抖动工件来避免镀层易剥落1)镀前处理不彻底2)温度波动太大——————第六节,镀层使用条件(de)分类及选用从防腐蚀(de)要求来看,表面处理(de)设计应做如下考虑:1) 贵金属(金,铂),含铬在18%以上(de)不锈钢,磁性合金材料,以及镍铜合金等,一般不需要再加防护层.2) 碳钢,低合金钢和铸铁制造(de)零件,在大气中容易腐蚀,应加保护层.3) 铜和铜合金制造(de)零件,根据不同(de)使用条件,采用光亮酸洗,钝化,电镀或涂漆保护等.用磷青铜或铍青铜制造(de)精密零件可以不进行表面处理.4) 铝和铝合金制造(de)零件,可以采用阳极氧化和封闭处理.不适于阳极氧化(de)小零件,可采用化学氧化处理.铸造铝合金可采用涂漆防护.5) 锌合金制造(de)零件,可以采用磷化,钝化,电镀或涂漆防护.——————第七节.铝材(de)电泳处理铝材(de)彩色电泳涂装是一种新颖(de)表面处理工艺.它采用电化学方法将有机树脂(de)胶体粒子沉积在零件上,形成透明或各种颜色(de)有机涂覆层.根据电泳漆中(de)树脂粒子电离后带电状况(de)不同,可分为阳极电泳(树脂粒子电离后成负离子)及阴极电泳(树脂粒子电离后成正离子).电泳涂覆层(de)耐腐蚀性能极其优良(能通过中性盐雾试验400 小时以上),抗变色性强;与基体金属(de)结合力好,可进行各种机械加工;涂覆层色彩鲜艳,根据用户(de)要求可以配制成各种颜色,常见(de)有金色,咖啡色,枪色,黑色等;与油漆比,施工性能好,对环境(de)污染和危害小.因此应用在汽车外壳及各种配件,自行车车把及配件,各种日用小五金配件,家具,工艺品等.由于阴极电泳比较先进,下面我们以阴极电泳作为我们介绍(de)主要课题;阴极电泳涂装是一复杂(de)电化学和胶体化学过程.电泳漆本身是一个胶体和悬浮体(de)多组分体系,存在着弥散相(树脂,颜料微粒)和连续相(水)二种组分.阴极电泳(de)四种过程:1、电泳带正电(de)水溶性树脂粒子及其吸附(de)颜料,向阴极移动.2、电沉积带正电(de)树脂粒子到达零件(阴极)表面放电,形成不溶于水(de)沉积层,经烘烤后形成漆膜.3、电渗水份从沉积层渗析而出,当含水量下降到5%-15%时,即可烘烤.4、电解水被直流电电解,放出氢气与氧,由于电解导致渗透力下降,影响漆膜外观,降低漆膜附着力,增加电耗,因此,减弱水(de)电解是很必要(de).电泳(de)工艺流程:脱脂—>除氧化皮—>铬化—>电泳—>烘干—>包装现象产生原因纠正方法桔皮或表面粗糙电压过高溶液温度过高固体分过高极距太近烘烤加温太快PH 值过高降低电压降低温度稀释溶液加大极距压缩空气吹干后再烘烤用有机酸调整针孔或麻点固体分过低PH 值过低调整至工艺范围降低溶液酸度清洗水不干净溶液电导率太高膜厚太薄电镀表面针孔烘烤温度太快换清洗水超滤去掉杂质离子增加电泳电压或时间杜绝有针孔零件入槽压缩空气吹干后再烘烤火山口或油点工件上附有油渍槽液面有油渍颗粒污染电压高,膜层厚加强除油工序防止槽液被油污染加强循环过滤和超滤降低电泳电压和时间彩虹膜层太薄增加电泳电压颜色不符膜层太厚或太薄调配涂料时,颜色比例错溶剂太多,渗透能力差,膜层厚薄不均选择合适(de)工作电压和时间严格按工艺配方配制电泳漆调整溶剂含,使其符合工艺规范不规则图形前处理不彻底加强前处理工序硬度不够烘烤时间短或温度低严格按工艺规范进行涂装面点状或片状颜色差异零件有针孔或砂眼杜绝不合格工件下槽色料乳化搅拌不匀表面有水液水滴未干即烘烤电泳前水洗不彻底加强电泳漆搅拌用压缩空气吹干用压缩空气吹干加强入槽前零件(de)清洗五, 品质标准1)外观无色差,桔皮,针孔,彩虹,碰伤,刮伤等其它异常2)膜厚在 40-60um,盐雾试验 400 小时以上,过 CNS 标准(de)9级以上3)膜层能过 60 度抗弯曲实验,无脱皮现象4)百格试验和落球试验均能达到国标。
铝及铝合金表面处理方法【汇总】
铝及铝合金表面处理方法内容来源网络,由深圳机械展收集整理!铝及铝合金表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中,不可避免地会被氧化,产生一层厚薄不均的氧化层。
同时,也容易受到各种油类污染和吸附一些其他的杂质。
油污及某些吸附物,较薄的氧化层可先后用溶剂清洗、化学处理和机械处理,或直接用化学处理。
对于严重氧化的金属表面,氧化层较厚,就不能直接用溶剂清洗和化学处理,而最好先进行机械处理。
通常经过处理后的金属表面具有高度活性,更容易再度受到灰尘、湿气等的污染。
为此,处理后的金属表面应尽可能快地进行胶接。
经不同处理后的金属保管期如下:(1)湿法喷砂处理的铝合金,72h;(2)铬酸-硫酸处理的铝合金,6h;(3)阳极化处理的铝合金,30天;(4)硫酸处理的不锈钢,20天;(5)喷砂处理的钢,4h;(6)湿法喷砂处理的黄铜,8h。
铝及铝合金表面处理方法[方法1] 脱脂处理。
用脱脂棉沾湿溶剂进行擦拭,除去油污后,再以清洁的棉布擦拭几次即可。
常用溶剂为:三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮和汽油等。
[方法2] 脱脂后于下述溶液中化学处理:浓硫酸27.3 重铬酸钾7.5 水65.2 在60-65°C浸渍10-30min后取出用水冲洗,晾干或在80°C以下烘干;或者在下述溶液中洗后再晾干:磷酸10 正丁醇3 水20 此方法适用于酚醛-尼龙胶等,效果良好。
[方法3] 脱脂后于下述溶液中化学处理:氟化氢铵3-3.5 氧化铬20-26 磷酸钠2-2.5 浓硫酸50-60 硼酸0.4-0.6 水1000 在25-40°C浸渍4.5-6min,即进行水洗、干燥。
本方法胶接强度较高,处理后4h内胶接,适用于环氧胶和环氧-丁腈胶胶接。
[方法4] 脱脂后于下述溶液中化学处理:磷酸7.5 氧化铬7.5 酒精5.0 甲醛(36-38%)80 在15-30°C浸渍10-15min,然后在60-80°C下水洗、干燥。
铝合金表面处理工艺
氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时,在阴极上,放出氢气;在阳极 上,析出的氧不仅是分子态的氧,还包括原子氧(O)和离子氧,通常在反应中以分 子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化,形成无水的氧化铝膜,生成的氧并 不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。
不做处理问题: 1:铝合金不进行处理也会有抗腐蚀能力,但是这层氧化膜为非晶体,表面失去原有的光泽。 2:自然形成的氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀效果不好,容易沾染脏污。
处理后的好处: 1: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。
1-2 氧化的工艺流程 脱脂→碱蚀→阳极氧化→活化→染色→封孔
下面以一个实例来讲解一下二次氧化的过程
先对铝壳进行氧化,整个铝壳 被腐蚀去材料,表面成光亮状。 再用特殊的防氧化腐蚀的油漆 丝印出字体,再将整个壳体进行 二次氧化。没有丝印的地方再次 被腐蚀去材料,使字体凸现出来。 最后用酒精清洗掉凸字上的油漆, 使凸字上的亮面显示出来。
3.表面拉丝
根据铝合金件的装饰需要,其表面可以制成直纹、乱纹、螺
碱蚀目的: 1:其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理,以便进一步清理表面附着的油污赃物 2:清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤,从而使制品露出纯净的金属基体,利于阳极膜的生成并 获得较高质量的膜层。
阳极氧化: 一般原理:是以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表
铝合金表面处理工艺专题
铝合金表面处理分类:
1.氧化 2.二次氧化 3.表面拉丝 4.喷砂 5.高光 6.喷涂、印刷
铝或铝合金零件表面处理
1. 机械抛光;
2. 化学处理去掉某些合金表面的铜成分;
3. 清洗去油(对于已经阳极化的零件,想要重新阳极化,就用碱或者专用药剂去掉原来的阳极化表层ห้องสมุดไป่ตู้;
4. 放入稀硫酸中作为阳极进行通电,生成表面氧化层(是多孔性的,没什么颜色);
5. 染色(原来颜色是染的!);
当今社会,特别是西方国家,对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格。目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4+C2F6在阳极效应的发生量(USEPA)。[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路,值得我们思考,Haupin认为,根据铝工业发展的现状,"零效应"管理最为理想。为此笔者认为:在环保日益重要的今天,铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应,只要电解槽槽况正常,就不必来效应。"零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向。
阳极效应发生的机理:
到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭,但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说" 这种观点认为[1]: 阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行,电解质中含氧离子逐渐减少,当达到一定程度后,则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物,炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒,这些炭粒附在阳极表面上,阻止了电解质与阳极的接触,使电解质不能很好地湿润阳极,就像水不能湿润涂油的表面一样,使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜,阳极过电压增大,引起阳极效应。当加入新的氧化铝后,在阳极上又析出氧,氧与炭粉反应,逐渐使阳极表面清静,电阻减小,电解过程又趋于正常。
阳极效应的机理是[4]:
Zc=RT/Fin{ic/ic-I}
表面处理培训资料(铝合金)
外表处理培训资料第一篇:铝合金阳极氧化与外表处理技术第1章:引论铝合金阳极氧化目的:进步工件的外表硬度、及耐磨、耐腐蚀等性能,绝缘性能好,可以着色能显著改变和进步铝合金的外观和使用性能。
铝合金通过化学预处理,还可以进展电镀、电泳、喷涂等,赋予铝合金外表以金属镀层或有机聚合物涂层,进一步进步铝合金的装饰和保护效果。
1.2 铝合金外表处理技术铝合金外表处理技术有:外表机械预处理〔机械抛光或扫纹等〕、化学预处理或化学处理〔化学转化或化学镀〕。
电化学处理〔阳极氧化或电镀等〕、物理处理〔喷涂、搪瓷珐琅化及其他物理外表改性技术〕等。
现举例:通用工业用铝合金部件〔机械部件、电器部件等〕阳极氧化处理流程:脱脂碱洗出光封孔硬质阳极氧化法1.3 铝合金与阳极氧化不同成分的铝合金分别适宜于不同目的的阳极氧化,比方铝-铜合金的阳极氧化性能〔尤其是光亮阳极氧第2章铝的外表机械处理铝及其合金制品的外观和适用性在很大程度上取决于精饰前的外表预处理,机械处理是外表预处理的主要方法之一。
机械处理一般分为:抛光〔磨光、抛光、精抛或者镜面抛光〕,喷砂〔丸〕、刷光、滚光等方法机械处理的目的:1)提供良好的表观条件,进步外表精饰质量2)进步产品品级3)减少焊接的影响4)产生装饰效果5)获得干净外表目前我公司采用的机械处理方式是:喷砂及拉丝喷砂的规格常采用80#或100#砂,局部采用320#砂拉丝的规格常采用150#或180#第3章化学抛光和电化学抛光光亮阳极氧化只有采用特殊的化学抛光和电化学抛光处理,才能保证在阳极氧化后有高镜面的外表质量常用的化学抛光工艺:磷酸—硫酸—硝酸常用的电化学抛光工艺:硫酸—铬酸、磷酸—硫酸—铬酸以及碳酸钠—磷酸三钠等第4章化学清洗和浸蚀化学清洗的目的:因为铝材在消费过程中使用光滑剂、轧制油,在机械抛光中使用抛光膏,在半成品存在中使用防锈油等必要的油脂;此外,铝材在操作过程中及转运过程中稍不注意,很可能黏附到不必要的机械设备的光滑、灰尘、杂质颗粒之污染物,严重的会形成污垢。
铝阳极氧化教育训练题材
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、 中 和 槽 : HNO3+CrO3=(130-150g/L)+(0.81.5g/L),温度:常温,时间:5-10秒. (1)中和和水清洗: 铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色的挂灰在冷 的或热的清水洗中都不溶解,但却能溶于酸性溶 液中,所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在 除去挂灰和残留碱液,以露出光亮基本金属表面 的酸浸清洗,这种过程称为中和、光泽或出光
第一部分
前处理的基础知识
一、目的: 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、内容: 1、脱脂:铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活 性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、 乳化脱脂。
2、荧光染色试验:荧光染料有吸附残留油脂的能
力,该方法适用于裂纹的探测,任何残留的油脂 都会吸附荧光染料,这样可以借助荧光灯的照射 来检查察看。还有一种更为先进的精确方法,美 国的一家公司研发一种表面质量检测仪器,在紫 外灯照射下,该仪器检测铝材表面残留污染物所 发射出的荧光强度,给予定量测定表面的清程度。 3、喷水雾试验:这项试验采用在试样板上喷水雾 的方法,如果铝材清洗效果不好,水雾聚集起 来,形成水珠滞留在表面上。通过计算单位面积 上滞留水珠的数量,就可以评定化学清洗清洁的 程度。 4、表面强力法---滴液体放置在一个平面上,如 果所使用液体的表面张力小于所放置平面的表面 张力,则液体会保持它的球形;反之,液体将会
表面处理培训料(铝合金)
表面处理培训资料第一篇:铝合金阳极氧化与表面处理技术第1章:引论铝合金阳极氧化目的:提高工件的表面硬度、及耐磨、耐腐蚀等性能,绝缘性能好,可以着色能显著改变和提高铝合金的外观和使用性能。
铝合金通过化学预处理,还可以进行电镀、电泳、喷涂等,赋予铝合金表面以金属镀层或有机聚合物涂层,进一步提高铝合金的装饰和保护效果。
铝合金表面处理技术有:表面机械预处理(机械抛光或扫纹等)、化学预处理或化学处理(化学转化或化学镀)。
电化学处理(阳极氧化或电镀等)、物理处理(喷涂、搪瓷珐琅化及其他物理表面改性技术)等。
现举例:通用工业用铝合金部件(机械部件、电器部件等)阳极氧化处理流程:脱脂碱洗出光封孔硬质阳极氧化法1.3 铝合金与阳极氧化不同成分的铝合金分别适合于不同目的的阳极氧化,比如铝-铜合金的阳极氧化性能(尤其是光亮阳极氧第2章铝的表面机械处理铝及其合金制品的外观和适用性在很大程度上取决于精饰前的表面预处理,机械处理是表面预处理的主要方法之一。
机械处理一般分为:抛光(磨光、抛光、精抛或者镜面抛光),喷砂(丸)、刷光、滚光等方法机械处理的目的:1)提供良好的表观条件,提高表面精饰质量2)提高产品品级3)减少焊接的影响4)产生装饰效果5)获得干净表面目前我公司采用的机械处理方式是:喷砂及拉丝喷砂的规格常采用80#或100#砂,部分采用320#砂拉丝的规格常采用150#或180#第3章化学抛光和电化学抛光光亮阳极氧化只有采用特殊的化学抛光和电化学抛光处理,才能保证在阳极氧化后有高镜面的表面质量常用的化学抛光工艺:磷酸—硫酸—硝酸常用的电化学抛光工艺:硫酸—铬酸、磷酸—硫酸—铬酸以及碳酸钠—磷酸三钠等第4章化学清洗和浸蚀化学清洗的目的:因为铝材在生产过程中使用润滑剂、轧制油,在机械抛光中使用抛光膏,在半成品存在中使用防锈油等必要的油脂;此外,铝材在操作过程中及转运过程中稍不注意,很可能黏附到不必要的机械设备的润滑、灰尘、杂质颗粒之污染物,严重的会形成污垢。
(完整版)铝合金表面处理必备笔记稿
(完整版)铝合⾦表⾯处理必备笔记稿铝合⾦制品的表⾯处理第⼀章概述⼀、铝及铝合⾦表⾯处理的⽬的:(主要指阳极氧化)1、防腐蚀天然氧化膜→薄,阳极氧化膜→厚≥10µm漆膜→耐磨、耐蚀、耐光、耐候2、防护—装饰形成微孔⼈⼯氧化膜后,可染成各种颜⾊和图案。
3、功能作⽤绝缘性≥100µm微孔渗渍硫化钼润滑剂→摩擦系数↓电沉积磁性⾦属→磁性录⾳盘、记忆元件等等。
⼆、铝及其合⾦表⾯处理的分类机械法、化学法、电化学法、阳极化膜后处理(见后⾯附录)三、铝型材表⾯处理产品种类⽬前市场上常见的有:1)阳极氧化(银⽩、砂⽩料)2)阳极氧化+ 电解着⾊(浅古铜、古铜、⿊⾊等)3)电泳涂漆4)静电喷漆、氟碳喷漆5)静电粉末喷涂第⼆章铝材阳极氧化前的处理铝合⾦建筑型材⽣产⼯艺流程:铝材装架→脱脂→⽔洗→碱蚀→⽔洗(⼆道)→中和(出光)→⽔洗→阳极氧化(DC法)→⽔洗→封孔⽔洗→着⾊(AC法)→⽔洗→⽔洗→卸架第⼀节装架⼀、⽅式:横吊式、竖吊式纵吊式特点:1、适合⼤批量⽣产:每批可装载⼤量铝材2、减少装卸⼯⼈:减轻了装卸时的劳动⼒3、降低⽣产成本:溶液带出量少,减少化学品消耗量,夹具不浸⼊处理液中,减少夹具消耗量。
4、减少⽤⽔量:带出⽔量减少,耗⽔量及废⽔处理量减少。
适于⽣产能⼒在600吨/⽉以上。
⽬前,⼀般采⽤横吊式为多。
⼆、注意事项:(横吊式)1)铝材要有⼀定倾⾓(3o~ 5o)→便于氧化时⽓泡逸出。
2)扎料要紧,导电杆脱模要⼲净→保证导电良好。
3)每根料之间间距应保证→防⽌⾊差。
4)避免不同型号、长度的料扎在⼀起着⾊→防⽌⾊差。
5)每次上料⾯积要⼀定,最好是对极⾯积的80%,最⼤100%。
第⼆节脱脂处理⼀、⽬的:除去制品表⾯的⼯艺润滑油、防锈油及其他污物,以保证在碱洗⼯序中,制品表⾯腐蚀均匀和碱洗槽的清洁,从⾯提⾼氧化制品质量。
⼆、油脂种类:动物油、植物油→属皂化油,可与苛性碱发⽣皂化反应矿物油→属⾮皂化油,不与苛性碱发⽣皂化反应锯切液三、脱脂⽅法与原理1)有机溶剂:酒精、煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯⼄烯、四氯化碳等。
铝合金表面处理技术大全!
铝合金表面处理技术大全!【材料+】说:铝合金型材表面处理的目的是要解决或提高材料防腐蚀性、装饰性和功能性三个方面的性能。
1铝及铝合金的特点1.密度低铝的密度约为2.7g/cm3,在金属结构料中仅高于镁的第二轻金属,只有铁或者铜的1/3。
2.塑性高铝及其合金延展性好,可通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型、板、箔、管和丝材。
3.易强化纯铝强度不高,但通过合金化和热处理容易使之强化,制造高强度铝合金,强度可以和合金钢媲美。
4.导电好铝的导电性和导热性仅次于银、金、铜。
设铜相对导电率为100,则铝为64,铁只有16。
如按照等质量金属导电能力计算,铝几乎是铜的一倍。
5.耐腐蚀铝和氧具有有极高的亲和力,自然条件下铝表面会生成保护性氧化物,具有比钢铁好得多的耐腐蚀性6.易回收铝的熔融温度低,为660°С左右,废料容易再生,回收率极高,回收能耗只是冶炼的3%。
7.可焊接铝合金可通过惰性气体保护法焊接,焊接后力学性能好,耐腐蚀性好,外观美丽,满足结构料要求8.易表面处理铝可通过阳极氧化着色处理,处理后硬度高,耐磨耐腐蚀及电绝缘性好,通过化学预处理还可以进行电镀、电泳、喷涂等进一步提高铝的装饰性和保护性2铝的表面机械预处理1.机械预处理的目的提供良好的表观条件,提高表面精饰质量;提高产品品级;减少焊接的影响;产生装饰效果;获得干净表面。
2.机械预处理的常用方法常用的机械预处理方法有抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。
具体采用那一种预处理要根据产品的类型、生产方法、表面初始状态及最终精饰水平而定。
3.机械抛光的原理及作用高速旋转的抛光轮与工件摩擦产生高温,是金属表面发生塑性变形,从而平整了金属表面的凸凹点,同时使在周围大气氧化下瞬间生成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来,从而变得越来越光亮。
主要作用是去除工件表面的毛刺、划痕、腐蚀斑点、砂眼、气孔等表面缺陷。
同时进一步清除工件表面上的细微不平,使其具有更高的光泽,直至镜面效果。
铝和铝合金的表面处理
铝和铝合金的表面处理在铝和铝合金的底材表面漆膜的附着力是不强的,必须经过表面处理,形成一层转化膜,这不仅提高漆膜的附着力,而且使防蚀能力大大的提高。
铝和铝合金产品在加工中必然粘有油污,本身又有自然氧化膜,所以表面处理包括以下几个工序。
碱洗→清水清洗→去氧化膜→清水清洗→转化处理→热风干燥1、清洗除油清洗除油包括除油清洗剂的配制和除油清洗方法。
碱腐蚀是用以除去自然生成的氧化膜及在化学除油后留下的一些表面缺陷,可在40-60g/L氢氧化钠水溶液内,在50-60℃时浸蚀2分钟。
为了清除碱腐蚀残余物,常用出光溶液,即300-500g/L的硝酸水溶液。
出光时,在室温下快速地浸渍一下即取出。
⑴除油清洗液的配制常用的除油清洗液为碱液,其配方和工艺条件如下:处理后表面有轻微的腐蚀,需做中和冲洗。
金属清洗剂亦可配置成除油乳化液,其配方及工艺条件如下。
此外,有机溶剂如汽油、三氯乙烯、三氯三氟乙烷等亦可用于铝合金制件的除油清洗。
⑵除油清洗方法应用碱液、乳化剂除油清洗时,主要用浸洗或喷洗。
有些情况下用电解清洗,可布置在连续作业的前处理生产线上。
如除油要求高,则宜用超声波清洗,或用几种方法组合使用,称为多步清洗。
当选用有机溶剂为除油清洗液时,除油方法主要是擦洗或浸洗,对于中小型制件可置于密闭清洗槽内喷洗。
应用三氯乙烯或三氯三氟乙烷清洗制件,则宜用气相清洗,也可用擦洗或浸洗。
2、去除氧化膜铝合金制件表面的自然氧化膜或污点需要除去,对于轧制的铝合金制件可置于混和酸中,于65℃下浸渍1-3分钟,然后取出在浓硝酸中浸10-15秒钟,在进行中和,冲洗干净。
供化学出氧化膜的混酸可配制如下:CrO3 35g/L H2SO4 172g/L HF 5g/L对于压铸和铸造铝合金之间的化学氧化膜,可在硝酸中于室温下浸渍10-15秒钟,取出洗净,在放置45 g/L的氢氧化钠溶液中在60-70℃下浸渍10秒钟;然后再置于3份硝酸与1份氢氟酸的混合酸中,在室温下浸渍5秒钟,洗净;再置于硝酸中浸10-15秒钟,冲洗干净。
铝及铝合金复试试题与答案
挤压:挤压是对放在容器内的金属坯料施加外力,使之从特定的模孔中流出,获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。
压余:为了防止挤压后期,锭坯表面脏污进入金属制品内部而将坯料的一小部分留在挤压筒内,这部分金属称为压余。
挤压优点:(1提高金属的变形能力:强烈的三向压应力状态,充分发挥塑性,获得最大变形量(2)制品综合质量高(3)产品范围广:断面形状可以简单,也可以复杂(4)生产灵活性大:同一台挤压机上只需换模具可实现多品种、多规格(5)工艺流程简单、设备投资少:相对于穿孔轧制、孔型轧制等管材与型材生产工艺。
挤压缺点:(1)废料损失较大10%~15% (头部、尾部)(2)加工速度低(摩擦大、温度升高、易产生废品)(3)长度与断面上组织和性能不均匀(4)工模具消耗大(克服变形抗力使模具产生大量磨擦,选材料)正挤压:金属挤压时制品流出方向和挤压轴运动方向相同的挤压反挤压:金属挤压时制品流出方向和挤压轴运动方向相反的挤压侧向挤压:金属挤压时制品流出方向和挤压轴运动方向垂直的挤压挤压变形三个过程:Ⅰ填充挤压阶段:即开始挤压阶段,金属充满模孔和挤压力急剧上升Ⅱ基本挤压阶段:即稳定挤压阶段,挤压力随锭坯长度的减小而降低,摩擦力总量是减小的Ⅲ终了挤压阶段:即紊流挤压阶段,工具对金属冷却、摩擦力变大、夹杂氧化皮流动到中间使挤压力变大填充挤压阶段:(1)由于挤压坯料直径小于挤压筒内径,因此在挤压轴压力的作用下,根据最小阻力定律,金属首先向间隙流动,产生镦粗,直至金属充满挤压筒(2)主要缺陷:坯料长度过大,产生双鼓形变形,在挤压筒中部产生一个封闭空间。
随着填充的进行,此空间体积减少,气体压力增加,继而进入坯料表面的微裂纹中,这些裂纹通过模子时被焊合,则在制品表面形成气泡,或者未能焊合出模孔后形成起皮;即使长径比小于3~4,在填充时产生单鼓形,也可能会在模子与筒壁交界部位形成密封空间,同样给挤压制品带来气泡、起皮等缺陷;由于填充挤压时坯料头部的一部分金属未经变形或变形很小即流入模孔导致挤制品头部的组织性能很差,一般的均需切除头部;挤制棒材制品头部开裂基本挤压阶段:(1)金属流动特点:1、变形区(压缩锥):纵向线在进出变形区压缩锥时,发生了方向相反的两次弯曲,其弯曲的角度由外层向内层逐渐减小,挤压中心线上的纵向线不发生弯曲。
表面处理基础知识培训
1 铝及铝合金表面处理的目的 2 铝及其合金表面处理的分类 3 铝型材表面处理产品种类 4 铝材前处理 5 阳极氧化 6 封孔处理
铝及其合表面处理的目的
1、防腐蚀
• 2、防护 — 装饰:形成微孔人工氧化膜后,可染成各种颜色和图
案。
• 3、功能作用:抗噪音、吸收特殊光线及信号、指示等。
高速阳极氧化
1、脉冲阳极氧化:膜层性能提高,温度电流密度等 操作条件范围扩大,电流效率高等。
2、加入添加剂法 3、混合法:即方法1与方法二混合
硬质阳极氧化
生成硬度高、耐磨性好的厚氧化膜。 纯Al上的氧化膜硬度HB = 1200~1500kgf/mm2(超过
了淬火工具钢和铬镀层的硬度),Al合金上的氧化 膜硬度HB = 250~500kgf/mm2,膜层最大厚度可达 250~300μm
铝及其合金表面处理的分类
机械法:砂纸打磨、喷砂、喷丸,激光处理等。 化学法:磷化,钝化,出光等。 电化学法:阳极镀层、阴极镀层,复合镀层,电泳。 涂装:静电喷漆、静电粉末喷涂、高压空喷涂、辊
涂等。
阳极氧化处理及喷涂工艺流程
铝材阳极氧化的前处理
工艺流程:铝材-脱脂-水洗-碱蚀-水洗-中和-出光-水洗阳极氧化-水洗-封孔-水洗 脱脂:除去制品表面的工艺润滑油、防锈油及其他
污物,以保证在碱洗工序中,制品表面腐蚀均匀和 碱洗槽的清洁,从面提高氧化制品质量。 动物油、植物油→属皂化油,可与苛性碱发生皂化 反应 矿物油→属非皂化油,不与苛性碱发生皂化反应
脱脂的方法与原理
• 1、有机溶剂:酒精、煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化 碳等。利用溶剂对油污很强的溶解能力将油除去。对Al基体无腐蚀性。
5、电解脱脂:即将制品放在碱性溶液中作为阴极而进行电解处理 除去油污。
铝合金阳极氧化与表面处理技术
铝合金阳极氧化与表面处理技术第一章引论1.铝及铝合金的性能特点密度低;塑性好;易强化;导电好;耐腐蚀;易回收;可焊接;易表面处理2.简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态1)腐蚀性:(1)酸性腐蚀:铝在不同的酸中有不同腐蚀行为,一般在氧化性浓酸中生成钝化膜,具有很好的耐蚀性,而在稀酸中有“点腐蚀”现象。
局部腐蚀;(2)碱性腐蚀:铝在碱性溶液中的腐蚀,碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水,然后再进一步与铝反应生成偏铝酸钠和氢气。
全面腐蚀;(3)中性腐蚀:在中性盐溶液中,铝可以是钝态,也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发生腐蚀。
点腐蚀。
2)腐蚀形态:点腐蚀,电偶腐蚀,缝隙腐蚀,晶间腐蚀,丝状腐蚀和层状腐蚀等点腐蚀:最常见的腐蚀形态,程度与介质和合金有关电偶腐蚀:接触腐蚀,异(双)金属腐蚀,在电解质溶液中,当两种金属或合金相接触(电导通)时,电位较负的金属腐蚀被加速,而电位较正的金属受到保护的腐蚀现象。
缝隙腐蚀:两个表面接触存在缝隙,该处充气溶解氧形成氧浓差原电池,使缝隙内产生腐蚀。
晶间腐蚀:与热处理不当有关,合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出,相对于晶粒是阳极,而构成腐蚀电池。
丝状腐蚀:丝状腐蚀是一种膜下腐蚀,呈蠕虫状在膜下发展,这种膜可以是漆膜,或者其他涂层,一般不发生在阳极氧化膜的下面.丝状腐蚀与合金成分、涂层前预处理和环境因素有关,环境因素有适度、温度、氯化物;层状腐蚀:剥层腐蚀,也叫剥蚀。
3.铝合金表面处理技术包括哪几个方面?表面机械预处理(机械抛光或扫纹等)(2)化学预处理或化学处理(化学转化或化学镀等)(3)电化学处理(阳极氧化或电镀等)(4)物理处理(喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性)等.搪瓷珐琅:将无机物的混合物熔融成不同熔点玻璃态物质。
4.铝合金阳极氧化膜的特性有哪些?有:耐蚀性;硬度和耐磨性;装饰性;有机涂层和电镀层附着性;电绝缘性;透明性;功能性第二章铝的表面机械预处理1.预处理的目的:(1)提高良好的表观条件和表面精饰质量。
铝及其合金表面氧化处理-金属表面着色
<2>铬酸阳极氧化:
铬酸阳极氧化是指用5~10%的铬酸电解液对 铝及其合金进行阳极氧化的技术。
用此法得到的氧化膜具有如下特点:①较薄 (与硫酸和草酸氧化膜比),约2~5微米,可 保持工件原有精度和粗糙度;②质软弹性高, 几乎没有气孔,耐蚀性强于硫酸阳极氧化膜; ③不透明,颜色由灰白至深灰色,甚至彩虹色, 故不易染色;④由于孔隙少,膜层不用封闭处 理就可使用;⑤与有机物的结合力好,因此常 用作油漆的底层;⑥与硫酸阳极氧化比,成本 较高,使用受到一定限制。
<3>草酸阳极氧化: 草酸阳极氧化是用2%~10%的草酸电解液通 以直流或交流电进行的氧化工艺。
当使用直流电进行阳极氧化时,所得膜层硬 度及抗蚀力不亚于H2SO4阳极氧化膜,而且由 于草酸溶液对铝及氧化膜的溶解度小,所以 可得到比硫酸溶液中更厚的氧化膜层;若用 交流电进行氧化,可得较软、弹性好的膜层。 草酸阳极氧化的膜层一般为8~20微米,最厚 可达60微米。
④氧化时间:氧化时间的选择,取决于电解液浓度, 温度,阳极电流密度和所需要的膜厚。相同条件下, 当电流密度恒定时,膜的生长速度与氧化时间成正 比;但当膜生长到一定厚度时,由于膜电阻升高, 影响导电能力,而且由于温升,膜的溶解速度增大, 所以膜的生长速度会逐渐降低,到最后不再增加。
⑤ 电解液中的杂质:在铝阳极氧化所用电解液
给金属着色后一般都增加了防腐能力,有的还增加 了抗磨能力。但表面彩色技术主要的应用还在装饰 领域,即用来美化生活,美化社会。
铝是最容易着色的金属之一,现以此为例说明金属 的着色原理。
不同着色方法发色体沉积的部位
电解着色过程示意图
5.2 铝及铝合金的表面着色
5.2.1化学染色 为使铝制品获得良好的染色效果,氧化膜应该具有 以下条件:①有一定的孔隙率合吸附性;②有适当的 厚度,厚度不同所染出的色调就不一样。当要求染 深色时,膜就应该厚些;③氧化膜本身是无色透明 的;④膜层不应有划痕、洞穴等弊病。
铝表面处理试题及答案
铝表面处理试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 铝表面处理的主要目的是()。
A. 增加硬度B. 防止腐蚀C. 提高导电性D. 增加美观性答案:B2. 铝阳极氧化处理后,形成的氧化膜厚度一般为()。
A. 0.1-0.2微米B. 1-2微米C. 5-10微米D. 20-30微米答案:C3. 铝表面处理中,化学抛光不包括以下哪种方法()。
A. 酸性抛光B. 碱性抛光C. 电化学抛光D. 机械抛光答案:D4. 铝表面处理中,以下哪种方法不属于化学转化膜处理()。
A. 铬酸盐转化膜B. 磷化膜C. 阳极氧化膜D. 电镀膜答案:D5. 铝表面处理中,以下哪种方法可以提高铝的耐磨性()。
A. 阳极氧化B. 化学抛光C. 电镀D. 喷涂答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 铝表面处理的常用方法包括______、______、______、______等。
答案:阳极氧化、化学抛光、电镀、喷涂2. 铝的阳极氧化处理过程中,氧化膜的形成是通过______进行的。
答案:电解3. 铝表面处理中,为了提高铝的耐腐蚀性,可以采用______处理。
答案:铬酸盐转化膜4. 在铝表面处理中,______处理可以提高铝的表面硬度。
答案:阳极氧化5. 铝表面处理后,为了提高铝的装饰性,可以进行______处理。
答案:喷涂三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述铝阳极氧化处理的基本原理。
答案:铝阳极氧化处理的基本原理是在电解液中,铝作为阳极,通过电解作用,使铝表面形成一层致密的氧化铝膜,这层膜具有很好的耐腐蚀性和耐磨性。
2. 铝表面化学抛光的原理是什么?答案:铝表面化学抛光的原理是通过化学试剂与铝表面发生化学反应,去除表面粗糙部分,使表面变得光滑,从而提高铝的表面质量。
3. 铝表面处理中,电镀的目的是什么?答案:铝表面处理中,电镀的目的是为了提高铝的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,同时也可以改善铝的装饰性。
4. 铝表面喷涂处理有哪些优点?答案:铝表面喷涂处理的优点包括提高铝的耐磨性、耐腐蚀性,改善铝的外观,以及提供多种颜色选择,增强装饰效果。
金属表面处理技术考前总结
金属表面处理技术:金属表面处理技术是指通过一些物理、化学、机械或复合方法使金属表面具有与基体不同的组织结构、化学成分和物理状态,从而使经过处理后的表面具有与基体不同的性能表面淬火:仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理, 也叫表面淬火。
通过快速加热使钢的表层奥氏体化,然后急冷,使表层形成马氏体组织,而心部仍保持不变。
按照实现方式,表面淬火可分为:感应加热表面淬火。
火焰加热表面淬火,电接触加热表面淬火,电解液加热表面淬火电镀:电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,是一门具有悠久历史的表面处理技术。
硬铬:硬铬又称耐磨铬、工业镀铬,是一种功能性电镀,是指在一定条件下沉积的铬镀层具有很高硬度和耐磨性。
阳极氧化:将铝及铝合金放入适当的电解液中,以铝工件为阳极,其它材料为阴极,在外加电流作用下,使其表面生成氧化膜,这种方法称为阳极氧化。
发蓝:发蓝是钢铁的化学氧化过程,也称发黑。
是指将钢铁在含有氧化剂的溶液中,保持一定时间,在其表面生成一层均匀的、以磁性Fe3O4为主要成分的氧化膜的过程。
堆焊:堆焊是采用焊接方法将具有一定性能的材料熔敷在工件表面的一种工艺过程。
等离子弧喷涂:等离子弧喷涂是利用等离子弧作为热源,将金属或非金属粉末送入等离子弧焰流中加热到熔化或熔融状态,并随同等离子弧焰流高速喷射、沉积在经过预处理的工件表面上。
等离子弧堆焊:等离子弧堆焊是利用联合型或转移型离子弧为热源,将焊丝或合金粉末送入等离子弧区进行堆焊的工艺方法热喷涂:利用电弧、等离子弧或燃烧火焰等将粉未状或丝状的金属或非金属材料加热熔化或软化形成熔滴、并以一定速度射向预处理过的基体表面、形成具有一定结合强度涂层的工艺方法。
填空:1、金属材料经过表面处理后,其表面却拥有了一些特殊性能,如耐蚀性、耐热性、耐磨性、及好的导电性、电磁特性、光学性能等。
2、金属零件的磨损一般包括跑和磨损、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段。
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1、电化学抛光:又称电解抛光:铝材为阳极,不溶性金属为阴极,在电解抛光液中采用直流电进行电解的过程。
2、“三合一”预处理是指:除油、去除自然氧化膜和除灰三道工序在同一个处理槽内完成。
3、化学抛光:铝在化学抛光过程中发生阳极反应和阴极反应(酸性):(1)阳极过程:铝表面形成的多孔固体膜后,铝成为局部电池的阳极而被溶解(腐蚀);(2)阴极过程:去极化剂在阴极区发生还原反应,析出H2。
4、铝阳极氧化:是一种电解过程,铝及其合金的表面转化为具有防护性、装饰性及其他的功能特性的一层氧化膜。
5、铝的硬质阳极氧化技术:提高氧化膜的硬度和耐磨性、耐热性和电绝缘性等。
6、封孔:为了降低阳极氧化膜的的孔隙率和吸附能力,对于阳极氧化以后的阳极氧化膜所进行的水合处理过程。
一、简述铝合金的腐蚀及其腐蚀形态1、(1)铝在碱性溶液中的腐蚀,碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水,然后再进一步与铝反应生成偏铝酸钠和氢气。
随碱浓度增加和温度升高,铝的腐蚀量、腐蚀速率迅速增加,工业上利用率在碱中发生全面腐蚀这一点,采用碱洗取出铝表面的氧化物。
(2)铝在中性盐溶液中的腐蚀。
在中性盐溶液中,铝可以是钝态,也可能由于某些阳离子活着阳离子的作用发生腐蚀。
铝材在海水中点腐蚀比较严重,是由于海水中氯离子的作用。
卤素氟和氯等的离子半径很小,容易穿透氧化膜造成点腐蚀(3)铝在酸性溶液中的腐蚀。
铝在不同的酸中有不同腐蚀行为,一般在氧化性浓酸中生成钝化膜,具有很好的耐蚀性,而在稀酸中有“点腐蚀”现象。
铝的腐蚀形态2、(1)点腐蚀。
(2)电偶腐蚀(3)缝隙腐蚀(4)晶间腐蚀(5)丝状腐蚀(6)层状腐蚀二、铝合金表面处理技术包括哪几方面(1)表面机械预处理(2)化学预处理(3)电化学处理(4)物理处理三、铝合金的阳极氧化膜的特性有哪些(1)耐蚀性(2)硬度和耐磨性(3)装饰性(4)有机涂层喝电镀层附着性(5)电绝缘性(6)透明性(7)功能性第二章一、预处理的目的(1)好的表观条件(2)提高产品品级(3)减少焊接的影响(4)产生装饰效果(5)获得干净表面二、磨光和抛光常见的问题和解决方法有哪些?常见问题:采用太大的抛光压力或磨触时间太长时,工件表面易留下暗色的斑纹通常称为烧焦。
解决办法:1稀碱液进行轻微的碱蚀2用温和的酸浸液,如铬酸、硫酸或者质量分数为百分之十的硫酸溶液加温后使用3质量分数为百分之三的碳酸钠和百分之二的磷酸钠溶液,在四十到五十度的温度下处理,时间为5分钟,严重的课延长至10-15min第三章铝的化学预处理一、铝材的脱脂方法有哪些?工艺原理分别是什么?铝材的脱脂可分为三种:酸性脱脂、碱性脱脂和有机溶剂脱脂。
(1)酸性脱脂是铝材脱脂的主体工艺:在以H2SO4、H3PO4和HNO3为基的酸性脱脂溶液中,油脂会发生水解反应,生产甘油和相应的高级脂肪酸,在溶液中添加少量的润湿剂和乳化剂,则有利于油脂的软化、游离、溶解和乳化,明显提高脱脂效果。
(2)碱性脱脂是铝表面脱脂的传统工艺。
作用机理:碱与油脂发生皂化反应,生成可溶性的肥皂和甘油,用皂化反应来消除油脂与铝材表面的结合,达到脱脂的目的。
(3)有机溶剂脱脂:利用油脂易溶于有机溶剂的特性进行,既能溶解皂化油,也能溶解非皂化油,具有很强的脱脂能力,且速度快,对铝无腐蚀性;但有机溶剂易燃且有毒,尽量避免使用。
常用的有机溶剂:四氯化碳、三氯乙烯、苯、汽油、煤油、酒精和丙酮等。
二、碱洗缺陷及对策碱洗的三大缺陷:外观粗糙、斑点、流痕。
(1)外观粗糙:对策措施:选用晶粒度复合国家标准的挤压铝棒;控制好挤压制品的出口温度;加强挤压后的淬火;合理控制碱洗速度等。
(2)斑点形成原因及对策:A:熔炼铸棒时加入回收铝的比例太高。
对策:控制阳极氧化膜的回收铝的比例,应小于10%;熔体的精炼除渣,铸造前熔体静止约25min 和熔体过滤等。
B:水中氯离子含量高。
对策:改善原始铝材的材质;采用复合国家标准的自来水;改用硝酸或硝酸加硫酸除灰;在水槽镍加入1~5g/L HNO3也可有效抑制氯离子的腐蚀影响。
C:大气腐蚀。
对策:缩短原始铝材转入阳极氧化的周期时间;带阳极氧化的原始铝材放置在环境干燥、空气良好的位置;对长时间放置会阴雨天,可对原始铝材进行适当的遮盖处理等。
D:挤压“热斑”。
对策:控制挤压出料台的运行速度(应大于铝的挤出速度);采用导热效果差的其他耐热材料替代石墨辊;借枪风冷淬火力度;快速将挤压出口铝材降至250℃以下。
(3)流痕:防止措施 A:加快转移。
B:降低碱洗槽液温度。
C:降低槽液中的NaOH浓度。
D:铝材装料过密,应适当减少。
三、除灰的目的是什么?铝合金表面除灰有哪几种方法?除灰的目的:去除表面挂灰,防止后道阳极氧化槽液的污染,提高氧化膜质量。
(1)硝酸除灰:传统的硝酸除灰为采用10~25wt%HNO3在常温下浸渍1~3min。
抛光后的表面可采用更高浓度的HNO3溶液除灰(25~50%),有利于除去表面附着的金属Cu。
(2)硫酸除灰四、氟化物砂面处理的缺陷和对策是什么?氟化物砂面处理是利用氟离子使铝材表面产生高度均匀、高密度点腐蚀从而实现除挤压痕和平整表面的目的的酸性浸蚀工艺。
(1)上表面有斑痕:对策:清除槽内过多的沉淀物、降低铝材密度、添加适量的氟化氢铵和添加剂,提高氟离子浓度,增加反应强度。
(2)表面不易起砂:对策:用氨水或氟化铵调节PH值、补加氟化氢铵和添加剂等。
(3)表面砂粒太粗:槽内氟离子浓度太高或添加剂不足或处理时间太长。
对策:采取相应的措施控制。
(4)表面光泽度有差异:槽工艺条件控制不当,或选用添加剂不适当,或铝材存在问题。
对策:采取相应的措施控制。
(5)局部不起砂:对策:调整工艺流程,如磨光、抛光、重新酸洗或碱洗等。
五、碱洗原理(1)碱洗过程首先是自然氧化膜的溶解,即自然氧化膜与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水:AL2O3+2NAOH=2NAALO2+H2O(2)第二个反应是基体铝与氢氧化钠水溶液的反应,生成偏铝酸钠并放出氢气:2AL+2NAOH+2H2O=2NAALO2+3H2六、碱洗工艺(1)影响铝材碱洗速度和碱洗表面质量的工艺因素主要有游离氢氧化钠浓度和溶液的铝离子含量、槽液温度及处理时间等。
(2)碱洗新开槽液的氢氧化钠起始浓度一般为35~40g/L,以后随偏铝酸钠浓度的增加,游离氢氧化钠应相应增加。
(3)碱洗槽液中的铝离子浓度与铝的碱洗速度也有关,铝离子浓度升高,铝的碱洗速度随之减慢,即偏铝酸钠浓度的提高,抑制正反应进行。
(3)普通的碱洗工艺包括用碱性添加剂和不用两种。
第四章铝的化学和电化学抛光一、简述化学抛光和电化学抛光的机理的异同点。
化学抛光:通过控制铝材表面选择性的溶解,使表面微观凸出部分比凹洼部分优先溶解,达到表面平整和光亮的目的。
电化学抛光:又称电解抛光原理与化学抛光相似,是以被抛光的材料为阳极,以不溶金属做阴极,依靠选择性溶解表面凸出部分而达到平整光滑,不同的是有外加电流作用,处理时间较短。
共同点:抛光机理相同不同点:电化学抛光在处理过程中施加了电流,化学抛光使用的是化学氧化剂。
二、化学抛光和电化学抛光具有哪些优点?(1)设备简单,工艺参数易调控,节省成本等以及表面更光亮;(2)可处理大型零部件或大批量的小型零部件,以及复杂形状的工件;(3)表面更洁净,无残留的机械抛光粉尘,具有良好的抗腐蚀性;(4)化学抛光的表面镜面反射率更高,金属质感也较好,表面不会形成粉“霜”。
三、简述化学抛光和电化学抛光的缺陷和对策。
化学抛光缺陷及对策(以磷酸-硫酸-硝酸工艺为例)(1)光亮度不足:铝材的成分影响、硝酸的含量影响等。
对策:采用高纯铝、控制硝酸的浓度,抛光前的铝材要干燥。
(2)白色附着物:铝溶解过多,需控制其在槽液中的含量。
对策:调整槽液中的溶铝量到正常范围。
(3)表面粗糙:硝酸含量过高,反应过于剧烈;或Cu 含量过高。
对策:应严格控制硝酸含量;提高材质内部质量、减少添加剂量等。
(4)转移性腐蚀:化学抛光后转移到水洗过程中迟缓造成。
对策:应迅速转移至水中进行清洗。
(5)点腐蚀:绿箭表面气体累积形成气穴而产生;或因硝酸或Cu含量偏低造成。
对策:应合理装料,增加工件倾斜度,加强搅拌使气体逸出。
清洗表面干净;控制硝酸含量等。
电化学抛光缺陷及对策(以磷酸-硫酸-铬酸工艺为例)(1)电灼伤:导电借助面积不足、接触不良、工件通电电压上升过快、电流密度瞬间过大等。
对策:工件与电夹具接触良好、接触面积满足大电流需要,施加电压升压不宜过快等。
(2)暗斑:电流密度过低、电力线局部分布不均匀等。
对策:装料量不宜过多、避免电力线分布不到的死角区等。
(3)气体条纹:气体逸出造成。
对策:装料时使工件的每个面倾斜,装饰面垂直放置且朝向阴极、避免气体聚集等。
(4)冰晶状附着物:槽液中溶铝量太高或者磷酸含量高而形成磷酸铝沉淀。
对策:降低槽液中的溶铝量、或降低磷酸含量等。
第六章铝阳极氧化与阳极氧化膜、一、铝阳极氧化膜(1)壁垒型:也叫屏蔽型或阻挡层氧化膜,紧靠金属表面,致密无孔、薄,厚度取决于氧化电压,不超过0.1μm,主要用于电解电容器。
阻挡层:指多孔型氧化膜的多孔层与金属铝分隔的,具有壁垒膜性质和生成规律的氧化层。
(2)多孔型:由两层氧化膜组成,底层是阻挡层,与壁垒膜结构相同的致密无孔的薄氧化物层,厚度决定于外加阳极氧化电压;主体部分是多孔层结构,由非晶态的氧化铝组成,其厚度取决于通过的电量。
二、铝阳极氧化一种电解氧化过程,在该过程中铝或铝合金的表面通常转化为一层氧化膜,这层膜具有防护性、装饰性以及一些其他的功能特性。
三、阳极氧化的反应过程(1)氧化反应:铝作为阳极在通电过程中失去电子成为三价铝离子,价升高,带负电的阴离子迁移到阳极表面失去电子放电的过程。
(2)氧化膜的形成:形成的铝离子与溶液中的氧化学结合生成氧化物。
当氧化膜的生长速度降低到膜在电解溶液中的溶解速度时,则氧化膜的厚度不再增加。
(3)氧化反应的最终结果取决于电解质的本质、反应产物的性质、工艺操作条件(电流、电压、槽液温度和处理时间)等。
在电解溶液中阳极电流密度高、溶液温度低和酸浓度低有利于阳极氧化膜的形成,而阳极电流密度低、酸浓度高和温度高会加快膜溶解,不利于氧化膜生长。
铝的阳极氧化反应在氧化膜/铝界面向铝的内部生长。
一般来说阳极氧化的结果使铝部件的尺寸稍微增加四、阳极氧化膜的结构模型和结构参数阳极氧化电压升高,阻挡层厚度、孔径、单元胞孔的壁厚增加,而孔的数目和孔隙率减少,在相同的电流密度下阳极氧化溶液的温度和浓度越低,则阳极氧化电压升高。
五、多孔型阳极氧化膜的微孔形成多孔型阳极氧化膜的厚度是与通过的电流和时间的乘积成正比。
第七章阳极氧化工艺一、铝硫酸阳极氧化以铝为阳极置于硫酸电解液中,利用电解作用,使铝表面形成阳极氧化膜的过程。