铝及铝合金阳极氧化性能介绍

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实验二-铝及铝合金的阳极氧化

实验二-铝及铝合金的阳极氧化

实验二铝及铝合金的阳极氧化一、实验目的:1.熟悉铝及铝合金的阳极氧化工艺过程。

2.掌握阳极氧化中各工艺参数对阳极化过程及膜质量和性能的影响。

二、实验内容简介铝及铝合金具有优良的综合性能而得到较为广泛的应用,在其表面会生成一层致密的氧化膜,但厚度只有几纳米至几十纳米,起不到有效的防护和耐磨作用。

而采用阳极氧化处理形成的阳极化膜厚度可达3~30μm,不但既有良好的机械性能,而且耐蚀性和吸附性能均十分优异。

故在所有的铝表面处理方法中,阳极化在工业中的应用十分广泛,可作为防护性膜、防护装饰性膜、耐磨性膜、绝缘性膜等。

阳极氧化所用的电解液一般为具有中等溶解能力的酸性溶液(如硫酸、草酸、铬酸、磷酸等),电解时,铝工件为阳极,Pb(Pt)为阴极,阳极氧化时发生下列反应:阳极:H2O-2e→[O]+2H+,产生的初生态原子氧对铝制品表面有很强的氧化能力,生成薄而致密的氧化物薄膜(10~100nm);阴极:2H++2e→H2↑。

在阳极还存在着酸对铝及氧化铝膜的溶解反应:2AL+6H+→2AL3++3H2↑,AL2O3+6H+→2AL3++3H2O。

由此可知,膜的成长过程包含着膜的生成与膜的溶解两个相辅相成的方面,并且只有当膜的生成速度大于溶解速度时才能获得一定厚度的膜,氧化初期,膜的生成速度大于溶解速度,膜厚不断增加,随着厚度的增加,其电阻也加大,结果使膜的生长速度减慢,一直到与膜的溶解速度相等时,膜的厚度才为一定值。

铝的阳极氧化膜的微观结构成蜂窝状,即由内层的阻挡层和外层的多孔层构成,由于膜是从基体上成长其来的,因此结合强度十分高。

色泽随电解液的成分及铝合金中所含的合金元素而异。

由于膜的多孔性质,决定了膜具有强烈的吸附性能,故可对膜进行染色,也可作为铝制品沉积金属前的底层等。

2.铝的阳极氧化工艺及步骤a.表面准备铝及其合金在阳极氧化之前都必须根据制件的材质、表面形状和对膜的要求进行适当的表面预处理,如除油、酸洗和抛光等。

铝及铝合金的阳极氧化

铝及铝合金的阳极氧化

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。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
2000V。
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膜的熔点高达2050℃,传热系数很低,仅有67kW/m2·K, 是绝好的耐热材料,短时间内能耐1500~2000℃的高温。膜 层愈厚,耐火焰冲击时间愈长。
2H+ + 2e →H2↑ 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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通过电子显微镜、示踪原于等现代测试方法,对氧化膜形 成过程提出了新的观点,在阳极上铝原子失去电子而氧化:
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AB段 阻挡层形成 通电开始的几秒至十几秒时间内,电 压随时间急剧增加到最大值,称为临界电压或形成电压。说 明在阳极上形成了连续的、无孔的薄膜层,具有较高的电阻, 称为阻挡层。随着膜层加厚,电阻增大,引起槽电压急剧地 呈直线上升,阻挡层的出现阻碍了膜层的继续加厚。阻挡层 的厚度与形成电压成正比,形成电压越高,阻挡层越厚;而 与氧化膜在溶液中的溶解速度成反比。在普通硫酸阳极氧化 时 采 用 13V—18V 槽 电 压 , 则 阻 挡 层 厚 度 约 为 0.01μm ~ 0.015μm。温度对形成电压的影响很大,温度高,溶液对膜 的溶解作用强,阻挡层薄,形成电压低。这一段的特点是氧 化膜的生成速度远大于溶解速度。

铝及铝合金阳极氧化性能介绍

铝及铝合金阳极氧化性能介绍

为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色?一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法,在适当的电解液中,以合金零件为阳极,不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极,在一定电压电流等条件下,使阳极发生氧化,从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。

按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸(可以着色)、铬酸、(不需着色)、混酸、硬质(不能着色)和瓷质阳极氧化;根据各种阳极氧化膜的染色性能,只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色;其他如草酸、瓷质阳极氧化膜(微弧氧化)虽能上色,但干扰色严重;铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色;综合所述,要达到阳极氧化上色的目的,仅有硫酸阳极氧化可行。

二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降,同样条件下,在纯铝上获得的氧化膜最厚,硬度最高,抗蚀性最佳,均匀度最好。

铝合金材料,要想获得好的氧化效果,要确保铝的含量,通常情况下,以不低于95%为佳。

2、在合金中,铜会使氧化膜泛红色,破坏电解液质量,增加氧化缺陷;硅会使氧化膜变灰,特别是当含量超过4.5%时,影响更明显;铁因本身特点,在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。

三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类,即变形铝合金和铸造铝合金。

1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态,因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。

按照铝合金系,从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。

1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。

但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。

2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”,由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解,因此难以生成致密的阳极氧化膜,在保护性阳极氧化时,其耐腐蚀性更差,因此此系列的铝合金不易阳极氧化。

3xxx系铝合金又称“铝锰合金”,不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降,但是由于Al-M n金属间化合物质点,会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。

各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用

各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用

各类铝材阳极氧化的性能、优缺点及应用在现实工艺中,针对铝合金的阳极氧化,比较多,可以应用在日常生活中,以为这种工艺的特性,使铝件表面产生坚硬的保护层,可用于生产厨具等日用品。

但铸造铝的阳极氧化效果不好,表面不光良,还只能是黑色。

铝合金型材就要好一点。

类型:硫酸阳极氧化性能:1 膜厚约为3-15微米2 膜层多孔,孔隙率为35%3 膜层脆,不导电,脱水后绝缘性能提高,热辐射能力高。

4 可以有机染料着色,可以电解着色:黄,红,绿,蓝,黑等。

特点:为了提高耐腐蚀性孔隙可以用四种方法封闭:A重铬酸盐封闭,为黄色,耐腐蚀性高;B聚合物进行二次封闭,大大提高耐腐蚀性;C沸水封闭,保持原色;D高压蒸汽封闭。

应用范围:1 铝合金零件防护。

2 零件着色。

3 要求光亮外观和一定的耐腐蚀性。

4 Cu大于4%的铝合金防护。

5 形状简单的对接气焊零件。

类型:铬酸阳极氧化性能:1 膜厚约为3微米,不透明。

2 膜厚致密,成灰色或乳白色。

3 染色能力不好,粘接力中等特点:1 对率合金的疲劳强度影响小。

2 可以显露缺陷和晶粒组织3 对零件尺寸和粗糙度影响小。

4 溶液的腐蚀性小。

应用范围:1 对疲劳性能要求较高的铸件。

2 要求检查加工工艺量的铸件。

3 气孔率超过三级的铸件。

4 Al-Si合金的防护。

5 精密零件的防护。

6 对接气焊零件或需胶结的零件。

7 检查晶粒度的铸件。

8 蜂窝结构面板的防护。

类型:草酸阳极氧化性能:1 膜层后度6-39微米2 孔隙直径大。

3 膜呈灰色至深灰色。

4 可以颜色,但成本高。

特点:1 电绝缘性最好,侵漆后和耐300-500V电压2 膜层耐腐蚀性好。

3 阳极氧化后使零件尺寸加大。

应用范围:1 要求有较高的电绝缘性能的精密仪器,仪表零件。

2 要求有较高的硬度和良好的耐腐蚀性的仪器,仪表零件。

类型:硬质阳极氧化性能:1 膜层厚可达50微米以上。

2 硬度高,可达300HV。

3 膜层脆性大。

特点:1 电绝缘性好。

2 耐磨性,耐热性,耐腐蚀性好。

铝与铝合金的氧化处理一般知识介绍

铝与铝合金的氧化处理一般知识介绍

铝与铝合金的氧化处理铝及铝合金在大气中虽能自然形成一层氧化膜,但膜薄(40- 50A)而疏松多孔,为非晶态的、不均匀也不连续的膜层,不能作为可靠的防护、装饰性膜层。

随着铝制品加工工业的不断发展,在工业上越来越广泛地采用阳极氧化或化学氧化的方法,在铝及铝合金制件表面生成一层氧化膜,以达到防护、装饰的目的。

一、经化学氧化处理获得的氧化膜,厚度一般为~4um,质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜。

所以,除有特殊用途外,很少单独使用。

但它有较好的吸附能力,在其表面再涂漆,可有效地提高铝制品的耐蚀性和装饰性。

二、经阳极氧化处理获得的氧化膜,厚度一般在5-20um,硬质阳极氧化膜厚度可达60- 250um。

其膜层还具有以下特性:(1)硬度较高。

纯铝氧化膜的硬度比铝合金氧化膜的硬度高。

通常,它的硬度大小与铝的合金成份、阳极氧化时电解液的技术条件有关。

阳极氧化膜不仅硬度较高,而且有较好的耐磨性。

尤其是表面层多孔的氧化膜具有吸附润滑剂的能力,还可进一步改善表面的耐磨性能。

(2)有较高的耐蚀性。

这是由于阳极氧化膜有较高的化学稳定性。

经测试,纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好。

这是由于合金成分夹杂或形成金属化合物不能被氧化或被溶解,而使氧化膜不连续或产生空隙,从而使氧化膜的耐蚀性大为降低。

所以,一般经阳极氧化后所得的膜必须进行封闭处理,才能提高其耐蚀性能。

(3)有较强的吸附能力。

铝及铝合金的阳极氧化膜为多孔结构,具有很强的吸附能力,所以给孔内填充各种颜料、润滑剂、树脂等可进一步提高铝制品的防护、绝缘、耐磨和装饰性能。

(4)有很好的绝缘性能。

铝及铝合金的阳极氧化膜,已不具备金属的导电性质,而成为良好的绝缘材料。

(5)绝热抗热性能强。

这是因为阳极氧化膜的导热系数大大低于纯铝。

阳极氧化膜可耐温1500℃左右,而纯铝只能耐660℃。

综上所述,铝和铝合金经化学氧化处理,特别是阳极氧化处理后,在其表面形成的氧化膜具有良好的防护、装饰等特性。

铝及铝合金阳极氧化

铝及铝合金阳极氧化

铝及铝合金阳极氧化铝及铝合金阳极氧化,这可是个很有趣的事儿呢!你知道吗?铝这种材料在咱们生活里到处都是,像那些亮晶晶的铝制门窗啦,轻便的铝制小物件啥的。

可铝和铝合金要是就那么放着,有时候就显得有点普通,而且还容易被腐蚀呢。

这时候阳极氧化就像给它们穿上了一层超级酷炫的魔法外衣。

阳极氧化啊,就像是给铝和铝合金做了个超级变身。

这个过程就像是一场奇妙的化学反应之旅。

把铝制品放到特定的溶液里,通上电,然后就像魔法开始生效一样,铝的表面开始发生变化。

它会慢慢地形成一层氧化膜,这层膜可不是普通的膜哦,它就像是铝制品的铠甲,可以保护铝不被外界的东西轻易欺负,像那些潮湿的空气啊,还有一些可能会让铝生锈的物质。

而且这层氧化膜还能让铝变得超级好看。

它可以染上各种各样的颜色,你想要鲜艳的红色、神秘的紫色,还是清新的蓝色,都可以做到。

这就好比给铝制品化了个美美的妆,让它从一个普普通通的小物件,变成了一件艺术品。

在工业上,这个阳极氧化的作用可就更大啦。

那些需要在恶劣环境下工作的铝制部件,经过阳极氧化后,就像是拥有了超能力,能够长时间地保持稳定的性能。

比如说汽车发动机附近的一些铝制零件,要是没有这层保护,估计很快就会被发动机的热量和周围的环境弄得不成样子啦。

对于咱们日常生活来说,那些阳极氧化后的铝制品用起来也更让人放心。

就拿厨房的铝制厨具来说吧,阳极氧化后的厨具不仅不容易脏,而且还更加安全卫生。

清洗的时候也方便,就像有个小天使在帮忙一样,轻轻一擦,污渍就没了。

铝及铝合金的阳极氧化真的是个很神奇的技术,它把铝这种原本就很实用的材料变得更加完美。

它就像是一个默默在背后付出的小工匠,精心地雕琢着每一个铝制品,让它们在不同的地方发挥着独特的魅力,给我们的生活带来了很多的便利和美好的体验。

铝及铝合金阳极氧化

铝及铝合金阳极氧化

铝及铝合金阳极氧化一片绿叶编写0 内容提示本文简要介绍了铝及铝合金阳极氧化的原理和阳极氧化方法的种类,着重介绍硫酸直流电阳极氧化。

对硫酸阳极氧化的工艺规范和操作条件、溶液配制和调整方法、常见估障判断及排除等作了较为详细的介绍。

铝合金成分对氧化膜形成及质量的影响、新老涂覆标记的含义等相关内容也结合我所实际情况作了介绍。

通过对本文内容的学习,能够正确掌握硫酸直流电阳极氧化的操作技能,准确控制氧化质量,做出符合质量标准的产品。

1 概述铝是最为丰富的元素之一,地壳内含量仅次于氧和硅。

铝的产量仅次于钢铁。

铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好,反光性强,色泽美观、无磁性、耐热性好,以及塑性和成形性好,无低温脆性等优点,是一种具有优良综合性能的有色金属材料,因此在许多部门得到广泛应用。

铝及铝合金暴露在空气中,其表面会自然行成一层致密的氧化膜,但这层氧化膜的厚度极薄,只有几纳米到几十纳米,不足以防止恶劣环境下的腐蚀,同时,铝的硬度也不高,在使用过程中不能防止磨擦而造成的破坏。

因此,铝及铝合金制品需要针对其不同用途采取不同的保护措施。

对铝和铝合金进行阳极氧化就是一种十分有效的方法。

通过阳极氧化可以获得5~30μm厚的人工氧化膜(在一些特殊条件下氧化膜的厚度可以达到100μm以上),从而可显著提高铝及铝合金的各种性能,包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。

2 铝阳极氧化膜形成的基本原理铝阳极氧化实际上就是水的电解。

电解液通电后在电流的作用下发生水解,在阴极上放出氢,即H++e 1/2H2↑在阳极上释放电子,即4HO—-4e 2H2O+2O↑其中一部分新生(原子)氧与铝(阳极)反应,生成氧化铝膜,2Al3++3O22—Al2O3+热量。

+-产生氧气形成Al2O3 释放氢气H2↑并产生热量阳极阴极电解液图1 铝阳极氧化示意图在不同的处理条件下,阳极上可能发生如下几种情况:a 阳极上的生成物是可溶的,即边生成边溶解,这可理解为不能在阳极上生成氧化膜。

铝及铝合金的阳极氧化

铝及铝合金的阳极氧化

铝及铝合金的阳极氧化
•第一阶段 : 无孔层的形成阶段,ab段,通电开始断 时间(几秒到几十秒)内电压剧增,达到临界电压, (电压的最大值)表明这时阳极表面形成了连续、无孔 的薄膜层。无孔层电阻较大,阻碍了膜的继续增厚,无 孔层的厚度与形成电压成正比,氧化膜在电解液中溶解 速度成反比。厚度约0.01~0.1微米
铝及铝合金的阳极氧化
铝及铝合金的阳极氧化
•1、什么使阳极氧化 •在适当的电解液中,以金属作为阳极,在 外加电流作用下,使其表面生成氧化膜的 方法。
•通过控制反应条件(不同类型、不同浓度 的电解液、控制氧化时的工艺条件)可以 获得不同性质、不同厚度的阳极氧化膜, 在硫酸、铬酸、草酸电解液中,铝的自然 氧化膜厚度可以从0.01um---0.015um。
•阴极反应:2H+ 的同时还伴随着酸对铝及生成的三氧化二铝的氧化膜的溶解
•Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2 ↑
•Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O
•氧化膜的生成与溶解是同时进行的,氧化初期,膜的生成速度大于 溶解速度,使膜的厚度不断增加,随着膜厚度的增加,电阻逐渐增 大,膜的生成速度变慢,当膜的生成速度与溶解速度相等时,膜的 厚度就一定了。
铝及铝合金的阳极氧化
•(4)氧化膜的绝缘性,铝的阳极氧化膜的阻抗 较高,导热性也很低,稳定性可高达1500度, 热导率0.419W/(m•K)—1.26 W/(m•K)。所以电 解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。 •(5)氧化膜的结合力,氧化氧化膜于基体金属 的结合力很强,很难用机械的方法将它们分离, 即使膜层随金属弯曲,膜层仍于基体金属保持良 好的结合,但氧化膜的塑性小,脆性大,当膜层 受到较大的冲击负荷和弯曲变形时,会产生龟裂, 所以这种氧化膜不易在机械作用下使用,可以用 作油漆层的底层。

铝和铝合金的阳极氧化标准

铝和铝合金的阳极氧化标准

铝和铝合金的阳极氧化标准
铝和铝合金的阳极氧化标准通常按照以下步骤进行:
1. 材料要求:材料应符合适用的铝合金标准,并满足各种机械和物理性能的要求。

2. 表面预处理:在阳极氧化之前,表面应进行适当的清洗和预处理,以确保镀膜附着力。

3. 氧化电流密度:氧化时应适当控制氧化电流密度,以确保获得预期的氧化膜厚度。

4. 酸洗和封孔:氧化后,通常需要进行酸洗和封孔处理,以进一步提高氧化膜的耐腐蚀性能。

5. 镀膜厚度和颜色:对于不同的应用,有不同的要求,氧化膜的颜色和厚度也有相应的要求。

常见的颜色有黑色、透明、带色等。

以上步骤完成后,还需要根据具体的应用场景和要求进行后续处理,例如电泳表面处理、粉末喷涂等。

需要注意的是,具体的阳极氧化标准可能因不同的应用领域和产品类型而有所不同。

因此,在实际操作中,建议参考相关行业标准和具体产品要求进行操作。

铝及铝合金硬质阳极化原理介绍及常见问题分析

铝及铝合金硬质阳极化原理介绍及常见问题分析

作者简介:陈庆龙(1985-),男,硕士,工程师,主要研究方向为金属电沉积、金属腐蚀加工。

收稿日期:2023-04-14铝及铝合金硬质阳极化原理介绍及常见问题分析陈庆龙1,余辉2(1.中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心,南京2011106;2.航空工业洪都航空集团,南昌330096)摘要:本文详细介绍了硬质阳极化膜的生成过程、膜层的生长原理。

综述了硬质阳极化生产过程中常见的故障,分析了膜层厚度不够、烧蚀、腐蚀斑、返修后光洁度下降、复合镀种漏膜等产生的原因,并提出了预防及改善措施。

关键词:铝合金;硬质阳极化;故障分析;预措施中图分类号:TG146.21,TG178.2文献标识码:A文章编号:1005-4898(2023)05-0064-04doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2023.05.130前言硬质阳极化是一种历史悠久的常见的表面处理方法。

作为一种特殊的阳极化方法,硬质阳极化主要用于提高铝合金的防腐能力和耐磨性,它既适用于一般的铝合金,也可能用于压铸造合金零件产品。

铝合金具有密度小的特点,但表面硬度及耐磨性不够,硬质阳极化正好能够弥补铝合金这一缺陷,它能够有效提高铝合金产品的表面硬度以及耐磨性。

硬质阳极化溶液配方一般以硫酸溶液为基础溶液,同时添加一些其他的辅助药品,如草酸、氨基磺酸等改性成份。

一般情况下,通过控制阳极化温度、硫酸浓度或氧化时间来控制硬质阳极化膜层厚度。

对于硅含量大于8%或铜含量大于5%的变形铝合金产品以及高硅的压铸造铝合金产品,还可以考虑增加一些阳极化的特殊措施[1]。

1硬质阳极化氧化膜的原理介绍1.1硬质阳极化氧化膜的电化学反应一般认为,硬质阳极化膜的生成是两种不同的反应同时进行的结果。

一种反应是电化学反应。

在电解溶液中通电的瞬间,铝合金的表面上立即生成一层A12O 3阻挡膜。

随着阳极化的不断进行,带负电的阴离子迁移到阳极表面失去电子而放电,而金属铝失去3个电子成为A13+,因而两者相结合生成氧化物,同时放出大量的热量,其化学反应式如下:2OH -一2e -→H 2O+O 2-2Al 3++3O 2-→Al 2O 3+Q (1424J/mol )6OH -+2Al 3+→3H 2O +Al 2O 3+Q另一种是化学反应,即电解液对金属铝和氧化膜都具有溶解作用,且热量越大溶解速度越大。

铝合金阳极氧化

铝合金阳极氧化

铝合金阳极氧化铝合金阳极氧化是一种重要的金属表面处理技术,它可以提高金属表面的耐腐蚀性和美观性。

由于其良好的耐蚀性能和外观外观,铝合金阳极氧化被广泛应用于航空、船舶、汽车、电力仪表、医疗器械、军事设备和工业机械等领域。

1.合金阳极氧化的原理铝合金阳极氧化是一种物理学和化学学反应的结果,通过加压和电解过程使铝表面外层氧化物向上堆叠,形成厚膜,从而达到防腐蚀和改善表面质量的目的。

此外,在氧化过程中,氧化物与铝材料表面的微晶结构形成了一种良好的结合,保护被氧化金属的组织构造,并强化抗腐蚀性能。

由于氧化物膜的强度在微结构上拥有更大的强度,因此可以大大提高铝的抗腐蚀性。

2.合金阳极氧化的优点铝合金阳极氧化有诸多优点,其中最主要的是其耐蚀性能。

氧化物膜不仅对外部酸性和碱性物质有很强的抵抗能力,而且对水盐,气候因素,氨气,光照作用等具有良好的抗腐蚀能力,从而可以有效延长使用年限。

此外,铝合金阳极氧化还可以改善表面光泽度,增加耐磨性,延长耐用度,以及使表面减少渗漏性。

3.合金阳极氧化的缺点虽然铝合金阳极氧化具有诸多优点,但也存在一定的缺点。

首先,铝合金阳极氧化的处理成本较高,而且在大尺寸和复杂形状的零件上,处理效果可能不能满足用户的要求。

此外,在处理过程中,阳极氧化液的循环利用不当,容易造成膜层粗糙、疤痕等缺陷,影响其性能。

4.合金阳极氧化的工艺铝合金阳极氧化的处理过程包括清洗、阳极氧化、氧化预处理、磷酸温度控制、氧化剂氧化、水洗、活化、抛光等工序。

(1)清洗:首先将铝零件清洗干净,用温水加入清洗剂,进行除油除氧化膜,以及去除灰尘和污物,以准备阳极氧化处理。

(2)阳极氧化:将清洗过的铝零件放入阳极氧化槽中,加入阳极氧化液,经加压和电解,使氧化物在铝表面互相堆叠,形成厚膜。

(3)氧化预处理:在处理过程中,将阳极氧化膜进行反复毛坯处理,以预处理铝表面,使其获得良好的抗腐蚀性能。

(4)磷酸温度控制:将磷酸添加到水洗槽中,可以通过控制温度,促进铝表面的氧化过程,提高氧化物的附着能力。

铝及铝合金阳极氧化法综述

铝及铝合金阳极氧化法综述

铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来,我国的铝氧化着色工艺技术发展较快,很多工厂已采用了新的工艺技术,并且在实际生产中积累了丰富的经验。

已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多,可以根据实际生产需要,从中选取合适的工艺。

在选取氧化工艺之前,应对铝或铝合金材质情况有所了解,因为,材料质量的优劣、所含成份的不同,是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。

关于这一点,洪九德、范济同志已有专门论述(参看《电镀与涂饰》1982年第2期P.27)。

比如,铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷,经阳极氧化后,所有疵病依然会显露出来。

而合金成份,对阳极氧化后的表面外观,也产生直接的影响。

比如,含1〜2%锰的铝合金,氧化后呈棕蓝色,随铝材中含锰量的增加,氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。

含硅0.6〜1.5%的铝合金,氧化后呈灰色,含硅3〜6%时,呈白灰色。

含锌的呈乳浊色,含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调,含镍的呈淡黄色。

一般而言,只有含镁和含钛量大于5%的铝含金,经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。

在选择好铝及铝合金材料后,自然就要考虑到选取合适的阳极氧化工艺。

目前,我国广泛应用的硫酸氧化法、草酸氧化法及铬酸氧化法,均在手册、书刊上有过详细的介绍,不必赘述。

本文谨就目前在国内正在发展中的一些新工艺,以及国外的一些方法,作扼要的介绍。

、国内已发展的新工艺(一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化采用草酸- 甲酸混合液,是因为考虑到甲酸是一种强氧化剂,在这样的槽液中,甲酸起到对氧化膜内层(阻挡层和障壁层)加速溶解,从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的作用。

这种槽液的导电率可以得到提高(即可提高电流密度),使氧化膜能快速生成。

与纯草酸氧化法相比,这种溶液能使生产率提高37.5%,减少电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32 度/平方米,此法为2度/平方米),节约电力40%。

工艺配方为:草酸4〜5%、甲酸0.55%,三相交流44士2伏,电流密度2〜2.5A/d 叭温度30± 2°C。

铝合金阳极氧化类型与特性

铝合金阳极氧化类型与特性

各类铝合金阳极化的性能、特点及应用:铝合金表面阳极化类型:1、硫酸阳极化;* ~2 h# [ h# D! G2、铬酸阳极化;6 r, S+ B/ r$ R L [3、草酸阳极化;. x- [7 H# A( n2 U4、硬质阳极化;5、磷酸阳极化;一、硫酸阳极化:: y; Q9 Q7 I4 D1、性能1 n1 X- q; x5 K膜厚约为0.003~0.015mm,膜层多孔,孔隙率为35%,膜层脆,不导电,脱水后绝缘性能提高;热辐射能力高;可以有机染料着色,也可以电解着色:黄、红、蓝、黑、绿、咖啡色;0 U5 c: ^' R; u6 F. O$ v# S) O2、特点为了提高耐腐蚀性:孔隙可用四种方法封闭: _7 C$ V) g% ?5 ~0 e9 R8 1)、重铬酸盐封闭,为黄色,耐蚀性高;! U! j8 Y" V' c/ u/ _. P/ E0 W2)、聚合物进行二次封闭,大大提高耐蚀性;3)、沸水封闭,保持本色;9 o* F, r; a8 W9 M: e4)、高压蒸气封闭;3、应用范围; O% a/ z4 O( i! T# I/ c3 W6 V4 v; T/ F3 |1)、铝合金零件防护;9 `3 ?, S% @2 V2)、零件着色;" u: E, p6 I5 t5 z: |3)、要求光亮外观和一定耐磨性;# R( q: v3 ]$ U! U4)、含铜量大于4%的铝合金的防护;5)、形状简单的对接气焊零件;# j1 a) r0 n) J1 b L9 j/ W5 D) [二)、铬酸阳极化1、性能膜厚约为0.003mm,不透明;膜较致密,呈灰色或乳白色;染色能力不好,粘贴力中等;2、特点1)、对合金的疲劳强度影响小; 2)、可以显露缺陷和晶粒组织;3)、对零件尺寸和粗糙度影响小; 4)、溶液的腐蚀性小;3、应用范围1)、对疲劳性能要求较高的零件;2)、要求检查锻、铸件加工工艺质量的零件;3)、气孔率超过三级的铸件; 4)、Al-Si合金铁防护;5)、精密零件的防护;6)、对接气焊零件;7)、检查晶粒度的零件;8)、蜂窝结构面板的防护;9)、需胶接的零件;-v# h9 }8 X2 a' A2 M4 s5 s y8 h% \, P! F3 X三)草酸阳极化1、性能膜层厚度0.006~0.039mm,孔隙直径大;膜呈灰色至深灰色,可以染色,但成本较高;2、特点1)、电绝缘性最好,浸漆后可耐300~500伏电压;2)、膜层耐蚀性好;3)、阳极化后使零件尺寸加大;3、应用范围1)、要求有较高的电绝缘性能的精密仪器、仪表零件;2)、要求有较高硬度和良好的耐磨性的仪器、仪表零件;2 x2 {. `9 s. w4 q) y X" ]8 m! {四、硬质阳极化1、性能膜厚可达0.05mm以上;硬度高,HV可达300;膜层脆性大;2、特点1)、电绝缘性好; 2)、耐磨性好,耐热性、耐腐蚀性好;3)、使疲劳强度降低; 4)、零件尺寸增加;3、应用范围1)、要求具有高硬度的耐磨零件; 2)、耐气流冲刷的零件;3)、要求绝缘性的零件; 4)、瞬间经受高温的零件;0 `) c& W4 |4 o)五、磷酸阳极化1、性能膜层薄,孔隙少,孔径大;2、特点1)、适于胶接,有较高的粘结能力;2)、适于做电镀前底层;3)、防水性好;3、应用范围1)、胶接的铝合金防护;2)、铝合金电镀的底层;。

铝及铝合金铬酸阳极氧化

铝及铝合金铬酸阳极氧化

铝及铝合金铬酸阳极氧化铝及其合金应用铬酸阳极化工艺所获得的氧化膜随基材成分的差异,溶液配方的不同,呈现出不透明的灰白色至深灰色,色泽自然,外观与塑料制品相似,兼有瓷质感,有一定的装饰性能。

此工艺对铝及其合金的溶解度极小,适于有精度和粗糙度要求的工件选用,对于不适宜采用硫酸法阳极氧化工艺的铆接件、点焊件、压铸件和浇铸件都可用铬酸电解液进行阳极氧化处理,且这类工件缝隙中滞留的少量铬酸溶液对基材也不会产生有害的影响。

本工艺所获得的氧化膜层耐磨性较差,膜层很薄,只有3~5μm。

选用前先要了解工件的使用环境。

对加工后的成品要妥善包装,以防在运输过程中互相摩擦而损伤膜层表面。

646.根据精度要求选择工艺配方铬酸阳极氧化的工艺配方比较简单,溶液组成只有铬酸一种,但随着阳极化件的精度和表面粗糙度的不同要求,选用的工艺配方和工艺条件也稍有区别,在此仅举两种配方。

(1)用于高精度和有粗糙度要求的制件铬酐 30~40g/LJA 0.4~O.6A/dm2T 38~42℃t 50min电压 0~45V电压调节方法见图l0-3。

(2)用于一般钣余制件电压调节方法见图l0—4。

647.工艺条件变化对氧化膜质量的影响(1)电流密度。

由于阳极化处理过程中电流是受电压支配的,蝴要严格控制每一周期中的电压,以避免因此而引起工件受到侵蚀。

蝴个阳极化过程中电流密度如基本能控制在各自的工艺范围之内的话钥则都能获得理想的膜层质量,若电流密度过小,难以形成氧化膜;嘲流密度过大,所获得的氧化膜色暗并出现粉末。

(2)阳极氧化时间。

阳极氧化时间过短所获得的氧化膜发白并较薄;阳极氧化时间过长所获的氧化膜会出现疏松并发暗。

(3)电压要根据不同配方中各自电压调节图所示次序按阶梯式遣增。

稍有疏忽即有可能因初始电压过高造成工件烧毁。

(4)电解液温度的影响。

温度过高时氧化膜呈暗灰并有灰霜;温度太低时不易形成氧化膜。

648.严防电流突然上升击穿工件由于铬酸阳极化工艺要求的电压较高,阳极化过程中如发现电流突然上升,则说明此时某一工件表面生成的氧化膜已被电流击穿,应立即关闭电源,提出工件检查,检查时要严防未击穿件与夹具之间的位置受到变动,要将已被击穿的工件卸下来,视其击穿部位和击穿程I度,决定是否回用,对能回用的工件可退除膜层后重新氧化。

铝及铝合金阳极氧化性能介绍

铝及铝合金阳极氧化性能介绍

为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色?一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法,在适当的电解液中,以合金零件为阳极,不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极,在一定电压电流等条件下,使阳极发生氧化,从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。

按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸(可以着色)、铬酸、(不需着色)、混酸、硬质(不能着色)和瓷质阳极氧化;根据各种阳极氧化膜的染色性能,只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色;其他如草酸、瓷质阳极氧化膜(微弧氧化)虽能上色,但干扰色严重;铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色;综合所述,要达到阳极氧化上色的目的,仅有硫酸阳极氧化可行。

二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降,同样条件下,在纯铝上获得的氧化膜最厚,硬度最高,抗蚀性最佳,均匀度最好。

铝合金材料,要想获得好的氧化效果,要确保铝的含量,通常情况下,以不低于95%为佳。

2、在合金中,铜会使氧化膜泛红色,破坏电解液质量,增加氧化缺陷;硅会使氧化膜变灰,特别是当含量超过4.5%时,影响更明显;铁因本身特点,在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。

三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类,即变形铝合金和铸造铝合金。

1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态,因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。

按照铝合金系,从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。

1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。

但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。

2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”,由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解,因此难以生成致密的阳极氧化膜,在保护性阳极氧化时,其耐腐蚀性更差,因此此系列的铝合金不易阳极氧化。

3xxx系铝合金又称“铝锰合金”,不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降,但是由于Al-M n金属间化合物质点,会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。

铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍精选ppt

铝及铝合金阳极氧化基本原理介绍精选ppt
❖ 3.裝飾性
陽極氧化膜可保護拋光表面的金屬光澤,陽極氧化膜還可以染 色和著色,獲得和保持豐富多采的外觀。
❖ 4.有機塗層和電鍍層附著性
陽極氧化膜是鋁表面接受有機塗層和電鍍層的一種方法,它有 效地提高表面層的附著力和耐蝕性。
整理
3
阳极氧化膜的特性
❖ 5.電絕緣性
鋁是良導體,鋁陽極氧化膜是高電阻的絕緣膜,絕緣擊穿電壓 大於30V/um,特殊制備的高絕緣膜甚至達到大約200V/um。
整理
7
铝的阳极氧化操作过程
上掛
中性脫脂
水洗
鹼性蝕刻
水洗
中和
水洗
水洗
氧化處理
水洗
中和
水洗
梨面蝕刻
中和
水洗
封孔
水洗
烘乾
下掛
整理
8
铝的阳极氧化封孔处理
封孔处理的原理:
多孔型氧化膜雖然賦予著色和其它功能的能力,但是耐腐蝕 性,耐污染性等都不可能達到使用的要求,未封閉的陽極氧 化膜,由於大量微孔孔內的面積,使暴露在環境中的工件等 有效表面積增加幾十倍到上百倍,為此,腐蝕速度也大大增 加。不論從提高耐腐蝕性還是耐污染性考濾,都必須進行封 孔處理。
整理
2
阳极氧化膜的特性
❖ 1.耐腐蚀性
陽極氧化膜可以有效保護鋁基體不受腐蝕,陽極氧化膜顯然比 自然形成的氧化膜性能更好,膜厚和封孔質量直接影響使用性能。
❖ 2.增加硬度和耐磨性
鋁陽極氧化膜的硬度比鋁基體高得多,基體的硬度為HV100,普 通陽極氧化膜的硬度約HV300,而硬質氧化膜可達到HV500,耐磨性 與硬度的關系是一致的。
表面过热,局部会烧点,且有粉沫层; 时间↑,则膜厚不断增加至一定程度会减缓,

铝合金阳极氧化工艺介绍

铝合金阳极氧化工艺介绍
鋁與硝酸的鈍化反應 當硝酸濃度達到80%時﹐會與鋁反應生成致密的氧化膜三氧化二鋁﹐阻
礙鋁與硝酸的反應
第一章 鋁及鋁合金物理化學特性簡介
1.3. 鋁合金牌號
純鋁---1× × ×系﹐如1000合金 非熱處理型合金 AL-Mn 系合金--3× × ×系﹐如3004合金
AL-Si系合金-- 4× × ×系﹐如4043合金
第六章 氧化原理
6.1氧化反應
陰極: 4 H+ + 4e = 2H2↑ 陽極: 4OH- _ 4e = 2H2O + O2↑
2Al3+ + 3O2- = Al2O3
氧化膜
6.2氧化原理
鋁及其合金陽極氧化時將工件挂在陽極,陰極用純鉛板或鋁板, 通入直流電,在陽極上鋁原子失去電子而氧化:Al-3e —Al3+,同時 OH-電离6OH- —3H2O+3O2-.在電場作用下,氧离子的擴散速度快, 氧化膜是由于氧离子擴散到陰擋層內部與鋁离子結合而形成 的:Al3++3O2- — Al2O3+399卡熱量.
L* Lightness C* Chroma
(saturation) h°hue angle
sample
E L **
b *
standa a
rd
*
第八章 染色原理
8.3 染料與顏色的關系---發色理論
1868年格拉勃和李勃曼就提出不飽和性是有機物發色的原因。 1876年德國的維特確認為﹕有機物至少需要某些不飽和基團存在 時﹐才能顯出顏色。如-N=N-﹐ > C=C< ﹐-CH=N-﹐> C=O, > C=S, -N=O等﹐但并不是有以上基團存在就一定會發色﹐這些 還必須連在足夠長的共軛體系上或同時有多個連在一起時﹐才能 顯出顏色。

铝及铝合金硫酸阳极氧化

铝及铝合金硫酸阳极氧化

铝及铝合金硫酸阳极氧化铝及铝合金硫酸阳极氧化就是在一定浓度的硫酸溶液中,在给定的工艺条件下,受到外界直流电的作用,铝合金表面形成一层抗腐蚀氧化膜的过程,其所获得的氧化膜还具有无色透明,有一定的防护性能,且孔隙多、吸附性好,易于染色等优点。

铝及其合金硫酸阳极氧化工艺不甚复杂,但工艺要求很严,质量故障通常都是由疏忽、轻视而引起的。

603.阳极氧化件的盲孔、狭缝口出现粗糙印痕这一现象是碱洗、硝酸出光后硝酸未被充分洗净引起的。

阳极化时硝酸从工件的孔眼、狭缝中缓缓释放出来,在电流的作用下引起腐蚀,故硝酸出光后的工件要加强清洗,甩净,也可用医用注射器抽出,保证隐藏在这些部位的残留污液抽取干净,以免引起后患。

604.阳极氧化时不使用辅助阴极阳极化时工件表面生成的三氧化二铝膜层的电阻高于阳极化溶液的电阻,并具有良好的分散能力,因此,阳极化时无需使用辅助阴极,只要不窝气,不产生气袋,工件的深凹部位都能获得与其他部位基本相同的膜层厚度。

605.阳极氧化件表面出现红色、灰色挂霜这种现象实际上是由于工件阳极化时接触不良,工件表面尚未形成氧化膜,红色挂霜是工件在阳极化溶液中置换出来的铜,而灰色挂霜又是含硅铝合金受到酸的浸蚀而残留下来的硅。

出现这种情况,可先检查夹具,如夹具有氧化膜,需把工件卸下来,。

对夹具作退膜处理,工件经混合酸漂洗后重新装夹氧化处理。

如夹具也没有氧化膜,则是夹具与导电铜梗接触不好引起的,这时可移动一下位置继续氧化处理。

为避免上述现象再度出现,装夹时夹具必须随用随洗,装夹要牢固可靠,阳极化时还要进行测试,检查工件导电是否正常。

简易的检测方法如下。

一般铝合金在阳极极化时会冒气泡,是否导电较易识别,但高纯铝材冒泡极轻微,铸造铝不导电也会冒泡,都较难辨别,在这种情况下可采取下列方法检查。

(1)所用夹具已知是经过碱洗的:取一段塑料电线,把电线两头塑料皮剥去,检查时一头捆在6V灯泡的螺纹部位,一头连接负极,灯泡端头部位触及夹具时发光说明工件是导电的。

铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释

铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释

铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、建筑等领域的重要材料。

在实际应用中,铝合金的硬度对其性能和使用寿命具有重要影响。

为了提高铝合金的硬度和耐磨性,一种常用的方法是进行阳极氧化处理。

阳极氧化是一种通过在铝表面形成氧化层来增加其硬度和改善其耐蚀性的表面处理技术。

这种氧化层一般由氧化铝所组成,具有较高的硬度和附着力。

通过阳极氧化处理,铝合金的表面可以形成一层坚硬的保护层,从而提高其抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能。

铝合金基材的硬度是影响阳极氧化效果的重要因素之一。

较高的基材硬度可以促进氧化膜的形成,并增加其硬度和厚度。

另外,基材硬度还会影响氧化膜的致密程度和孔隙度,进而影响阳极氧化层的耐蚀性和耐磨性。

然而,铝合金基材的硬度受到多种因素的影响,包括合金成分、热处理工艺、冷变形等。

不同的合金和处理方式会导致不同的硬度值和硬度分布。

因此,在进行阳极氧化处理之前,需要对铝合金基材的硬度进行测试和评估,以选择合适的处理参数和工艺条件。

本文旨在通过对铝合金基材硬度和阳极氧化的研究,探讨其相互关系及对铝合金性能的影响,为铝合金的应用和加工提供科学依据和技术支持。

在下面的章节中,我们将深入讨论铝合金基材硬度的影响因素以及阳极氧化对铝合金基材硬度的影响。

文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文主要分为三个部分,分别是引言、正文和结论。

在引言部分,我们将提供一个概述来介绍铝合金基材硬度和阳极氧化的背景和重要性。

我们还将介绍文章的结构,向读者阐明本文的主要内容和安排。

最后,我们将阐明本文的目的,即为了研究和分析铝合金基材硬度和阳极氧化之间的关系。

在正文部分,我们将首先探讨铝合金基材硬度的相关知识。

我们将介绍铝合金基材硬度测试方法、硬度的定义和影响硬度的因素。

然后,我们将转向讨论阳极氧化的过程、方法和应用。

我们将探讨阳极氧化对铝合金基材硬度的影响,并讨论可能的机理和原因。

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为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色?
一、阳极氧化的原理
阳极氧化处理是利用电化学的方法,在适当的电解液中,以合金零件为阳极,不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极,在一定电压电流等条件下,使阳极发生氧化,从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。

按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸(可以着色)、铬酸、(不需着色)、混酸、硬质(不能着色)和瓷质阳极氧化;根据各种阳极氧化膜的染色性能,只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色;其他如草酸、瓷质阳极氧化膜(微弧氧化)虽能上色,但干扰色严重;铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色;综合所述,要达到阳极氧化上色的目的,仅有硫酸阳极氧化可行。

二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制
1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降,同样条件下,在纯铝上获得的氧化膜最厚,硬度最高,抗蚀性最佳,均匀度最好。

铝合金材料,要想获得好的氧化效果,要确保铝的含量,通常情况下,以不低于95%为佳。

2、在合金中,铜会使氧化膜泛红色,破坏电解液质量,增加氧化缺陷;硅会使氧化膜变灰,特别是当含量超过4.5%时,影响更明显;铁因本身特点,在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。

三、铝合金基础知识
工业中使用的铝合金有两大类,即变形铝合金和铸造铝合金。

1、变形铝合金
不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态,因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。

按照铝合金系,从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。

1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。

但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。

2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”,由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解,因此难以生成致密的阳极氧化膜,在保护性阳极氧化时,其耐腐蚀性更差,因此此系列的铝合金不易阳极氧化。

3xxx系铝合金又称“铝锰合金”,不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降,但是由于Al-M n金属间化合物质点,会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。

4xxx系铝合金又称“铝硅合金”,由于此合金含有硅成分,会使阳极氧化膜呈灰色,硅含量越高,颜色越深。

因此也不易阳极氧化。

5xxx系铝合金又称“铝美合金”,是一种用途较广的铝合金系,耐蚀性也好,可焊性也好。

此系列铝合金可以阳极氧化,如果镁含量偏高时,其光亮度不够。

典型的铝合金牌号:5052。

6xxx系铝合金又称“铝镁硅合金”,在工程应用尤为重要,主要用于挤压型材,此系列合金可以做阳极氧化,典型的牌号:6063,6463(主要适用于光亮阳极氧化)。

强度高的6061和6082合金的阳极氧化膜不能超过10μm,否则会使阳极氧化膜呈现浅灰色或黄灰色,其耐腐蚀性也明显低于6063和6463。

2、铸造铝合金
铸造铝合金和压铸件一般含有较高的硅含量,阳极氧化膜都是呈深色的,不可能得到无色透明的氧化膜,随着硅含量的增加,阳极氧化膜的颜色从浅灰色到深灰色直至黑灰色。

因此铸造铝合金不适合于阳极氧化。

常用压铸铝合金的主要分类及成分构成:
常用的压铸铝合金,主要可以分为三大类;一是铝硅合金,主要包含YL102(ADC1、A41 3.0等)、YL104(ADC3、A360);二是铝硅铜合金,主要包含YL112(A380、ADC10)、YL1 13(A383、ADC12)、YL117(B390、ADC14);三是铝镁合金,主要包含302(5180、ADC5、ADC6)。

对于铝硅合金、铝硅铜合金,顾名思义,其成分除铝之外,硅与铜是主要构成;通常情况下,硅含量在6-12%之间,主要起到提高合金液流动性的作用;铜含量仅次之,主要起到增强强度及拉伸力的作用;铁含量通常在0.7-1.2%之间,在此比例之内,工件的脱模效果最佳;通过其成分构成可以看出,此类合金是不可能氧化上色的,即使采用脱硅氧化,也难以达到理想效果。

而铝硅合金或含铜量较高的铝合金,氧化膜则较难生成,且生成的膜发暗、发灰,光泽性不好。

对于铝镁合金的氧化膜容易生成,膜的质量也较佳,是可以氧化上色的,这是区别与其它合金的一个重要特点;但比较而言,也存在部分缺点。

1、阳极氧化膜具备双重性,且孔隙较大、分布不均,难以达到最佳防腐效果;
2、镁有产生硬化及脆性、降低伸长率、增大热裂的倾向,如ADC5、ADC6等,在生产中,因其凝固范围宽、收缩倾向大,经常产生缩松和裂纹,铸造性能极差,因此,在其使用范围上有较大局限性,结构稍复杂的工件,根本不宜生产;
3、市场上常用的铝镁合金,因其成分复杂,铝纯度过低,硫酸阳极氧化时,难以产生透明防护膜,多呈乳白色,上色状态也差,按正常工艺难以达到理想效果。

综合所述,可以看出,常用压铸铝合金是不宜采取硫酸阳极氧化的;但是,并非所有压铸铝合金都不能达到氧化上色的目的,如铝锰钴合金DM32、铝锰镁合金DM6等,压铸性能与氧化性能俱佳,只是因为进入国内时间短,未得到普及罢了。

四、不同含量的铝合金氧化后的颜色
如果从氧化后要求氧化膜无色透明来看,5和6系列的铝合金是比较好的,并且也可以氧化后着色。

如果只是要求能阳极氧化,形成一层致密的阳极氧化膜,对于颜色没有要求的话,大部分铝合金是可以氧化的。

在选取氧化工艺前,应对铝或铝合金材质有所了解,因为,材料质量的优劣、所含成份的不同,是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。

比如,铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷,经阳极氧化后,所有疵病依然会显露出来。

而合金成份,对阳极氧化后的表面外观,也产生直接的影响。

前述已经提到铝合金中含有铜、硅、铁等杂质对氧化膜表面外观的影响。

其影响性能如下:铜会使氧化膜泛红色,破坏电解液质量,增加氧化缺陷;硅会使氧化膜变灰,特别是当含量超过4.5%时,影响更明显;铁因本身特点,在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。

另外还有合金中其他杂质成分对氧化膜外观的影响:1~2%锰的铝合金,氧化后呈棕蓝色,随铝材中含锰量的增加,氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。

含硅0.6~1.5%的铝合金,氧化后呈灰色,含硅3~6%时,呈白灰色。

含锌的呈乳浊色,含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调,含镍的呈淡黄色。

一般而言,只有含镁和含钛量大于5%的铝含金,经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。

另外需说明的是:有些型材外观做出不同的颜色,这些颜色不是氧化上去的,而是铝材经过阳极氧化后,染色或者电解着色形成的。

染色基本什么颜色都有,而电解着色就比较少了,可以做,黑色,古铜色,香槟色,金黄色,仿不锈钢色。

五、铝阳极氧化的预处理
铝的表面处理是一系列机械和化学表面预处理工序于表面成膜处理工序的搭配和组合。

铝的表面预处理方法有机械法和化学(或电化学)法两大类。

机械法包括喷砂、刷光、扫纹和抛光处理等;化学法包括脱脂、碱洗、亚光处理等。

铝的表面成膜技术主要有阳极氧化、化学转化、电镀与化学镀和有机涂装等。

化学转化包括铬化、磷铬化、无铬化学转化,适合做有机聚合物涂装的底层。

六、典型的铝合金阳极氧化生产工艺流程
图1 为铝及铝合金阳极氧化工艺流程图 图2——图5为阳极氧化或喷涂产品的前处理生产情况
基材 装挂 脱脂 水洗(两次) 酸洗(去灰) 中和 碱洗 阳极氧化 染色或电解着色 封孔或电泳固化 水洗(两次) 水洗(两次) 水洗(两次) 水洗(两次) 图1:铝及铝合金阳极氧化工艺流程
图3 阳极氧化或喷涂产品的前处理图片
图5 阳极氧化或喷涂产品的前处理图片。

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