铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题
铝合金阳极氧化工艺及其氧化膜的封闭处理

铝合金阳极氧化工艺及其氧化膜的封闭处理摘要: 铝合金阳极氧化技术能够提高基体表面的耐蚀性、耐磨性及硬度等,不同酸性工艺条件下能够得到不同性能的阳极氧化膜。
但是未经过封闭处理的阳极氧化膜的铝合金使用寿命不长,封闭的目的是提高耐磨性、耐蚀性、表面抗污染能力等,是十分重要的技术环节。
文章概述了铝合金阳极氧化的一些工艺方法及发展,并简明概述了铝合金阳极氧化膜的一些常规封闭方法和新型封闭方法。
关键词:铝合金;阳极氧化;封闭引言:阳极氧化是铝及铝合金最常用的表面处理手段,阳极氧化铝薄膜具有良好的力学性能、耐蚀性及耐摩擦性,同时膜的表面具有较强的吸附性,采用各种着色方法处理后,能获得诱人的装饰外观。
阳极氧化膜还具有良好的功能特性: 如由于其优良的介电性能,可以作为储存电荷的电介质材料制作电解电容;利用对光的选择吸收性,可以作为光功能材料,广泛应用于光学、磁学等领域。
但若要使阳极氧化膜发挥其应有的作用,必须对阳极氧化膜进行适当的封闭处理,经过封闭后的膜层在耐蚀性上会有明显的提高,这是因为多孔型阳极氧化膜的结构是由紧贴金属基体的内部薄阻挡层与外部厚的多孔层两部分所组成,多孔层容易吸收水和腐蚀性介质,表面附着污染物会削弱阳极氧化膜的作用, 使得铝合金耐腐蚀性、耐候性及耐污染性等都不可能达到使用的要求。
因此,不论阳极氧化膜着色与否,都要及时进行封闭处理,把孔隙封住或将染料固定在孔隙中,从而保证膜层的耐磨性、耐蚀性、耐候性、耐晒性和绝缘性等。
1 铝合金阳极氧化工艺铝及其合金的阳极氧化膜按膜层结构不同分为两大类: 壁垒型阳极氧化膜和多孔型阳极氧化膜。
当电流密度大于临界电流密度时,形成壁垒型膜,当电流密度小于临界电流密度时,则形成多孔型膜,一般在硫酸、草酸、铬酸等酸性溶液中生成多孔型的氧化膜,在硼酸、磷酸等弱酸的电解液中生成壁垒型阳极氧化膜。
在航空工业中新兴起的硼酸-硫酸阳极氧化法,相比于铬酸阳极氧化法,不但与环境友好,而且不会降低基体的疲劳强度,成为一种发展趋势。
铝及其合金阳极氧化故障及其处理方法

铝及其合金阳极氧化故障及其处理方法铝是比较年轻的金属,有“20世纪的金属”之称。
在全世界它的年产量仅次于钢铁,在金属材料中名列第二。
铝和铝合金之所以得到广泛应用在于它有许多特点。
铝的比重是2.702,与铜(比重8.9)和铁(比重7.9)比较,约为它们的1/3.其制品重量轻,可用于汽车、飞机、铁路车辆、船舶、高层建筑等方面。
纯铝强度低,但在铝中加入少量的铜、镁、锰,锌、硅等元素后形成铝合金,显微硬度可达400~600kg/mm2,特殊情况下可达1200~15Ookg/mm2,强度比碳钢好,可与特殊钢媲美。
铝及其合金在空气中,会在表面自然生成一层极薄的厚达0.01~0.05μm的氧化膜。
这层自然氧化膜虽然能阻止它们继续遭到大气腐蚀,但此膜疏松多孔,当遇到工业性气体时,抗蚀性能大大下降。
不过,如经电解氧化加工,使其表面生成硬而致密的氧化膜层,那末,很多物质就对它不产生腐蚀作用,适合在工业地区和沿海地区使用。
因铝的延展性极其优良,所以易于加工成型,经人工氧化染色后,可以得到各种美丽颜色的铝制品。
随着铝及其合金表面防护装饰性氧化工艺的广泛应用,近年来氧化新工艺、新技术的不断出现,如仿礼花法,转移印花法、渗透法、冰花图案法等等,使铝表面更加呈现出色彩缤纷,繁花似锦,见之令人畅心悦目。
所以目前建筑行业上把其大量用于高级宾馆的门、窗、柱、框架等制件上,既坚实牢固,又美观大方。
由于铝及其合金还有良好的导热、导电性,对光、热、电波的反射性好,没有磁性,耐低温和化学药品,有吸音性……等等。
故它的应用越来越广泛。
为了保证铝合金有足够的强度和较高的耐蚀,必须经过氧化处理。
铝和铝合金的氧化处理分为化学氧化和电化学氧化。
化学氧化不用外来电流仅把制件置入适当的溶液内,使表面生成一层氧化膜。
在电化学氧化中是把铝及其合金作为阳极,故又称阳极氧化。
电化学氧化的方法较多,本章分别介绍硫酸、铬酸阳极氧化,硬质电化学氧化绝缘电体学氧化和瓷质电化学氧化的故障及其处理方法。
铝合金阳极氧化膜的封闭方法
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文章编号:1001-3849(2011)04-0014-04铝合金阳极氧化膜的封闭方法周 赟, 宣天鹏, 汪 亮, 张万利(合肥工业大学材料科学与工程学院, 安徽合肥 230009)摘要:铝合金阳极氧化技术能够提高基体表面的硬度、耐蚀性、耐磨性等,但是未经过封闭处理的阳极氧化膜的铝合金使用寿命不长,封闭的目的是提高耐磨性、耐蚀性、表面抗污染能力等,是十分重要的技术环节。
概述了铝合金阳极氧化膜的一些常规封闭方法和新型封闭方法。
关 键 词:铝合金;阳极氧化膜;封闭中图分类号:TG174.451 文献标识码:A收稿日期:2010-08-25 修回日期:2010-11-29Poure Seali ngM et hods for Anodic Oxi dation F il m ofA l u m i nu m A ll oyZ HOU Y un ,XUAN T ian -peng ,WANG L iang ,Z HANG W an -li(College o fM aterial Sc i e nce and Eng i n eering ,H efe iUn iversity of Techno logy ,H efe i 230009,Ch i n a)Abstract :A lu m inum a lloy anodic ox idation techno l o gy can greatl y i m prove hardness ,corr osi o n resistance ,wear resistance o f the substrate surface .But the usable life of alum i n um alloy parts the anodic ox i d ati o n fil m w ithout sealed is not l o ng .The pur pose of seali n g is to i m pr ove w ear resistance ,corrosion resistance hardness and ab ility of anticonta m ination of t h e surface .Sea ling is a ver y i m portant technology .So m e con -ventiona l and ne w sea li n g treat m ents for anodic ox idation fil m o f alu m inu m a lloys w ere summ arized .K eywords :alu m inum alloy ;anodic ox i d atior fil m ;sealing引 言阳极氧化是铝及铝合金最常用的表面处理手段,阳极氧化铝薄膜具有良好的力学性能、耐蚀性及耐摩擦性,同时膜的表面具有较强的吸附性[1-2],但若要使阳极氧化膜发挥其应有的作用,必须对阳极氧化膜进行适当的封闭处理,经过封闭后的膜层在耐蚀性上会有明显的提高[3],这是因为多孔型阳极氧化膜的结构是由紧贴金属基体的内部薄阻挡层与外部厚的多孔层两部分所组成[4],多孔层容易吸收水和腐蚀性介质,表面附着污染物会削弱阳极氧化膜的作用,使得铝合金耐腐蚀性、耐候性及耐污染性等都不可能达到使用的要求。
铝和铝合金阳极氧化常见问题

铝和铝合金阳极氧化常见问题铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极,以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解,使其表面生成氧化膜层。
其中硫酸阳极氧化处理应用最为广泛。
铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力,易进行封孔或着色处理,更加提高其抗蚀性和外观。
阳极氧化膜层厚一般3~15μm,铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单,电解液稳定,成本也不高,是成熟的工艺方法,但在硫酸阳极化过程中往往免不了发生各种故障,影响氧化膜层质量。
认真总结分析故障产生的原因并采取有效预防措施,对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有重要的现实意义。
1常见故障及分析(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化膜,呈现肉眼可见的黑斑或条纹,氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。
此类故障虽不多见但也有发生。
上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关,或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。
铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。
纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成,膜的质量也较佳。
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。
如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等,则易产生选择性氧化或选择性溶解。
若铝合金中局部硅含量偏析,则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。
另外,如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高,往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹,影响氧化膜的抗蚀防护性能。
(2)同槽处理的阳极氧化零件,有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整,有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。
这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生,严重影响铝合金阳极氧化质量。
由于铝氧化膜的绝缘性较好,所以铝合金制件在阳极氧化处理前必须牢固地装挂在通用或专用夹具上,以保证良好的导电性。
导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。
铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施

铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施1. 引言铝及其合金广泛应用于各个领域,包括建筑、汽车、航空航天以及电子等行业。
为了增强其耐腐蚀性和提高外观,常常会对铝材进行硫酸阳极氧化处理。
然而,这种过程中可能会出现一些常见故障,影响其表面质量和性能。
本文将深入探讨铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施,以帮助读者更好地理解和解决这些问题。
2. 铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障2.1 腐蚀腐蚀是铝及铝合金硫酸阳极氧化常见的问题之一。
这可能是由于阳极氧化处理中的规范不当导致的,例如处理时间过长或温度过高。
可能存在原材料质量问题,如含有过多的杂质或不纯的硫酸,导致更易腐蚀的氧化层形成。
排除措施:正确控制氧化处理参数,如时间和温度,以确保处理的一致性。
应定期检查硫酸的质量,并确保其纯度。
如果发现腐蚀问题,可以考虑增加氧化电压和降低氟离子浓度,以增加氧化层的密度和耐蚀性。
2.2 颜色不均匀铝及铝合金硫酸阳极氧化处理过程中出现的颜色不均匀也是一个普遍存在的故障。
这可能由于电解液中存在浓度梯度或流速不均匀导致的。
铝材基体的合金成分也可能会影响颜色的均匀性。
排除措施:确保电解液的浓度均匀,可以通过搅拌电解液或增加搅拌装置来实现。
另外,调整电流密度和处理时间,以平衡铝材表面的氧化反应速率,从而避免颜色不均匀问题的发生。
2.3 孔洞和气泡在铝及铝合金硫酸阳极氧化过程中,孔洞和气泡也经常出现。
这可能是由于工艺参数设置错误,如电流密度或处理时间过高,导致氧化层无法均匀形成。
排除措施:调整工艺参数,以确保电流密度适中,并根据铝材的形状和尺寸合理设定处理时间。
使用合适的搅拌设备可以提高电解液的流动性,从而减少气泡和孔洞的产生。
3. 其他问题与个人观点除了上述常见故障,铝及铝合金硫酸阳极氧化过程中可能还会遇到其他问题。
电解槽污染、表面纹理不佳以及氧化层附着力不强等。
针对这些问题,应该结合具体情况进行分析和解决。
铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析
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铝表面阳极氧化处理方法及缺陷分析铝表面阳极氧化处理方法一、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。
(一)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。
几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。
在这些方法中,以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。
二)碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀或碱洗。
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;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。
此外,通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件,可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。
蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠,另外还添加调节剂(NaF、硝酸钠),结垢抑制剂、(萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等)、多价螯合剂(多磷酸盐)、去污剂。
(三)中和和水清洗铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色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、光泽或出光处理。
其工艺过程是制品在300-400g/L 硝酸(1420kg/立方米)溶液中,室温下浸洗,浸洗时间随金属组成的不同而有差异,一般浸洗时间3-5 分钟。
铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法
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铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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阳极氧化和封孔发现的缺陷及其特征

阳极氧化和封孔发现的缺陷及其特征、成因及对策本表示出了在阳极氧化和封孔中容易出现的缺陷的特征、成因和防治措施缺陷特征产生原因对策白斑(白点)表面有点状或水星状的白色花样,而氧化膜并未剥落合金中夹杂金属间化合物或其他异物,使氧化膜产生不连续处改善铸造和挤压,防止卷入异物;铝棒进行均匀化处理等表面有点状未着色部分,而氧化膜未剥落阳极氧化膜上附着碱雾末加大碱洗槽的排气能力,改变车间的气流方向等白灰阳极氧化发生的白灰见粉化(氧化灰)见粉化(氧化灰)封孔发生的白灰见粉化(封孔灰)见粉化(封孔灰)彩虹色(干涉色)阳极氧化膜出现彩虹色阳极氧化失败;如大气曝露后出现则表面有封孔灰全面检查工艺和设备粗晶表面(粗晶带)在挤压方向上呈粗晶条带或条纹,碱洗和阳极氧化使该缺陷显露挤压时,铝不能以均匀的速度流经模具;挤压比不够改进模具设计;加大挤压比点腐蚀阳极氧化膜上细微麻点,边缘处更为明显阳极氧化槽液氯化物含量高检查水质(槽液中去除氯离子非常困难)粉化(封孔灰)沸水封孔后发生的白灰,用湿布可以抹去;封孔灰不与染料作用,可与氧化灰相鉴别沸水封孔所用水的硬度高,如溶解了较多盐类的自来水更换封孔水;添加除灰剂;用20%(体积分数)的硝酸溶液洗灰,再用水清洗粉化(氧化灰)阳极氧化膜局部发生的白灰;湿布可以擦去,干燥后又再次出现阳极氧化局部过热槽液温度高;空气搅拌不充分;局部挂料太密黑斑阳极氧化后在挤压方向上大致等距离出现的黑、白或灰色斑挤压冷却时析出的Mg2Si中间相,使阳极氧化膜的结构紊乱加大加压的冷却风量;减小挤压件接触物的热导率焊合线明显中空型材在碱洗和氧化后出现发暗的线或带,偶尔在半中空挤压型材上发生挤压时,模具进口处金属的压力不够改进模具设计;加大挤压比碱洗流痕碱液在铝表面流动发生的碱蚀痕迹碱液局部腐蚀铝工件缩短碱洗槽转移到水洗的时间;降低碱洗液的温度;降低碱洗槽液的腐蚀性亮度下降阳极氧化膜的亮度明显下降并且感觉失光发暗挤压出口温度过高或冷却太慢;氧化温度低或电流密度大;碱洗不良或除灰不够;氧化槽液重金属离子高;封孔工艺不当;厚氧化膜引起发光针对各种可能的原因,对症采取措施;硫酸质量须严格把关,如铁含量不宜过高;核对氧化膜的厚度铝盐沉淀阳极氧化膜上有白色沉淀物硫酸氧化槽液中氯离子高或铝盐饱和而沉淀析出控制铝离子含量最好低于20g/L膜剥离阳极氧化膜发生脱膜阳极氧化过程曾发生突然中止检查氧化程序,排除故障膜发绿镍盐封孔(含冷封孔)后阳极氧化膜呈浅绿色,有时候经过大气曝露才显露微孔中吸收镍太多;封孔槽液镍离子过高或pH值过高调整封孔槽液的镍离子和pH值膜泛黄阳极氧化膜带黄色,致使着色的色调变化电解液或合金中铁硅等杂质掺入氧化膜中;阳极氧化温度低或电流密度高降低槽液和合金的铁硅含量;核对阳极氧化工艺条件膜厚不足未得到预计的膜厚挂料面积计算有误;电接触不良;恒电压阳极氧化改为恒电流阳极氧化;核对挂料面积;检查电接触膜厚不均用一根料的膜厚或同一挂料上下的膜厚不同挂料工件过于密集;阴阳极的面积比不当;槽液上下温差太大调整挂料之间、阴阳极之间的距离;合理布置阴极;加大槽液的循环量膜硬度下降(软膜)阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够降低槽温和加强搅拌膜烧损阳极氧化膜局部灾难性的程度不同的浸蚀,或伴有金属溶解阳极氧化时局部过热,尤其多见于高铜铝合金的金属间化合物大块析出位置维持良好搅拌;保持槽液温度;控制电流上升速度,最好采用脉冲电源阳极氧化氧化膜发暗参见亮度下降氧化温度低或电流密度大,使膜厚高于正常值核对温度和电流密度氧化膜龟裂氧化膜发现裂纹(氧化,封孔、大气曝露或弯曲加工以后)沸水封孔发生由于膨胀产生的应力;由于电流密度太大发生硬质氧化;阳极氧化膜的塑性不够对症采取措施;冷封孔之后热水浸泡提高氧化膜的塑性氧化膜疏松膜的致密性差,疏松容易擦坏阳极氧化温度高;电流密度大;氧化时间长检查工艺参数并照章改正污灰封孔后发现的灰色或褐色的污灰阳极氧化前的除灰不干净检查硫酸除灰质量或改用硝酸除灰指纹腐蚀痕(指痕)手指接触后留下的指纹腐蚀痕迹手指上汗迹中的氯化物引起操作人员不能赤手接触工件。
铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施
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铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施摘要:铝合金硬质阳极氧化可增强零件耐磨性,绝缘性,抗腐蚀能力等。
通过具体实例介绍铝及铝合金硬质阳极氧化日常生产中常见典型缺陷,详细分析了问题产生的原因以及提供解决措施,以便实际生产中加以借鉴。
关键词:铝合金;硬质阳极氧化;膜层缺陷Cause analysis and measures of common defects in hard anodizing of aluminum alloyCHEN Chao( AVIC Xinhang Aviation Industry (Group) CO., LTD, Xinxiang, 453049)Abstract: Hard anodizing of aluminum alloy can improve the wear resistance,insulation and corrosion resistance of parts. The common typical defects in the daily production of hard anodizing of aluminum and aluminum alloys are introduced through the actual examples,and the causes of the problems are analyzed in detail and the measures are provided for reference in actual production.Keywords: aluminum alloys,hard anodizing,coating defects引言铝及铝合金具有比强度高,塑性好,导电,导热性能优异,以及优良的加工性能和耐蚀性能,是广泛应用于各种工业领域,特别是航空、航天工业中的有色金属材料[1]。
铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题
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(1)高pH值
(2)高温度
(3)长的浸渍时间
(4)表面活性剂抑灰剂浓度不当
(5)溶液老化,含表面活性剂分解物
白色粉状灰通常是由于镍盐在表面的沉积。天鹅绒状的外观是由于波姆铝在表面的形成,而水斑和泡沫痕是不合适的表面活性剂所致。如果灰用湿抹布可以擦掉,,它最有可能是由表面活性剂引起的斑。其他二种形式的灰粘附的紧得多,需要用力摩擦才能去除。严格控制槽液的pH值,温度,浓度,封闭时间,以及连续过滤是醋酸镍封闭过程中减少或消除封闭灰的必要措施。
灰有时在阳极氧化的前段工序产生,包括:浸蚀,去氧化(中和),阳极氧化,着色或染色。灰的多少取决于材质及浸蚀时间。浸蚀灰应在随后的去灰(去氧化)处理中去除.如果去灰溶液失调或处理时间不够,灰则可能仍会残留在表面。在这种情况下,通过调节封闭参数就不可能消除,此类灰可通过将已封闭处理的工件浸入25%硝酸(20-30°C)约10分钟来消除。这是一个非常有效的清除前处理灰的方法,前提是工件必须完全封闭住,否则阳极氧化膜就会受到酸浸蚀。
在电化学封闭过程中,有机成分通过电化学反应沉积到微孔中,或在电场作用下,缓蚀性的阴离子迁移到微孔中。电泳封闭是这类的一个典型例子。
缓蚀性封闭是指缓蚀剂通过热运动或扩散吸附到阳极氧化膜的微孔中,许多有机缓蚀剂和无机钝化剂可以帮助提高对外部环境的耐蚀性。
3.常用封闭方法
商业上应用的封闭剂一般由多种成分组成,它们起不同的作用,并且对封闭过程及耐蚀能力有协同作用。在封闭过程中膜孔内同时发生不同的反应。对复配的封闭剂来说,封闭机理是相当复杂的。因此对商业上应用的复配封闭剂来说,从机理上很难明确地进行分类。下面重点介绍工业上目前应用最广的2种封闭方法。
铝合金阳极氧化封闭处理
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铝合金阳极氧化封闭处理
铝合金阳极氧化封闭处理是一种常用的表面处理工艺,通过在铝合金表面形成氧化膜来提高其抗腐蚀性能和硬度。
封闭处理是在氧化膜形成后,将其孔隙部分填充或转化为无孔隙的物质,以达到进一步提高抗腐蚀性能和硬度的目的。
封闭处理有多种方法,其中最常见的是热封闭和冷封闭。
热封闭是将铝合金在高温下进行加热处理,使得氧化膜中的孔隙部分转化为氧化铝,从而减少孔隙数量。
冷封闭是将铝合金浸入封闭处理溶液中进行化学处理,溶液中的化学物质会填充氧化膜的孔隙,形成密封的保护层。
封闭处理可以改善铝合金的耐腐蚀性,使其对一些腐蚀性环境有更好的耐受性。
此外,封闭处理还可以增加铝合金的硬度,提高其耐磨性和耐磨损性能。
总之,铝合金阳极氧化封闭处理是一种常用的表面处理工艺,通过填充氧化膜的孔隙或转化为无孔隙的物质,以进一步提高铝合金的抗腐蚀性能和硬度。
阳极氧化工艺出现问题和解决方案

阳极氧化工艺出现问题和解决方案铝不论是天然氧化,电化学氧化,化学氧化,碱性氧化,酸性氧化还是阳极氧化,它的氧化膜的构成成分都是一样的,主要是Al2O3组成。
这层膜的构成,能保护铝基体不被继续氧化腐蚀,不会像铁一般经年后都是铁锈。
我们接着上次介绍的阳极氧化过程中出现的问题。
膜厚不均。
用一根料的膜厚或同一挂料上下的膜厚不同,挂料工件过于密集;阴阳极的面积比不当;槽液上下温差太大。
调整挂料之间、阴阳极之间的距离。
合理布置阴极;加大槽液的循环量。
膜厚不均容易出现染色不均问题,也可以尝试用ht429染色抑制剂均匀染色。
膜硬度下降(软膜)。
阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见,槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够。
降低槽温和加强搅拌膜烧损。
阳极氧化膜局部灾难性的程度不同的浸蚀,或伴有金属溶解,阳极氧化时局部过热,尤其多见于高铜铝合金的金属间化合物大块析出位置。
维持良好搅拌;保持槽液温度;控制电流上升速度,最好采用脉冲电源阳极氧化氧化膜龟裂。
氧化膜发现裂纹(氧化,封孔、大气曝露或弯曲加工以后),沸水封孔发生由于膨胀产生的应力;由于电流密度太大发生硬质氧化;阳极氧化膜的塑性不够。
对症采取措施;冷封孔之后热水浸泡提高氧化膜的塑性。
另外,沸水封孔容易出现封孔灰,建议使用ht410封孔除灰剂做处理和预防。
氧化膜疏松。
膜的致密性差,疏松容易擦坏,阳极氧化温度高;电流密度大;氧化时间长。
检查工艺参数并照章改正人们利用铝氧化膜的这些特性,开始了对铝合金在实用性和视觉上的追求。
像阳极氧化膜的染色已经应用十分普遍,我们使用的手机(如:iPhone)其各种颜色的外壳很多都是铝合金阳极氧化膜染色而成,而且市场上也有很多这方面知名的生产商,日本的奥野系列,中国的华深染料等。
铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题

铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题1.前言阳极氧化作为铝及铝合金表面应用最为广泛的一种处理技术,可以显着地改善铝及其合金的耐蚀性能,提高铝及其合金表面硬度和耐磨性.封闭是阳极氧化的一种后处理方法,是提高阳极氧化膜腐蚀性的必需工艺,同时它还可以防止染料褪色,提高染色膜的耐光性。
本文简要介绍了常用封闭方法及封闭中常见问题。
2.封闭工艺分类阳极氧化的封闭工艺常按不同方式分类:根据封闭液的成分,封闭温度以及封闭机理。
(1)按成分分类按封闭液组成,有传统的封闭工艺,包括热水(沸水)封闭,蒸汽封闭,重铬酸钠或钾盐封闭,硅酸盐封闭,醋酸盐封闭及氟化镍封闭。
新的封闭工艺有:醋酸钴封闭,三价铬盐(硫酸铬或醋酸铬),醋酸铈封闭,醋酸锆封闭,三乙醇胺基封闭,锂或镁盐封闭,高锰酸钾封闭,聚合物封闭,氧化型缓蚀剂封闭(钼酸盐,钒酸盐,钨酸盐,过硼酸盐等)(2)按操作温度分类根据操作温度封闭一般分四类:高温封闭,中温封闭,低温封闭,常温封闭。
蒸汽封闭,热水封闭和重铬酸盐封闭均在高温范围进行,其它的大多在中温范围,如硅酸盐封闭,二价或三价醋酸盐,三乙醇胺基封闭,氧化型缓蚀剂封闭。
采用特殊配方,一些以金属的醋酸盐为基楚的封闭剂可以在低温下进行。
由于节能及可以减少封闭灰,常温封闭正日益得到普及。
最典型的为氟化镍盐封闭,通常在30度左右进行。
(3)按机理分类按封闭机理可分为:热封闭,物理或化学浸渍,电化学封闭,缓蚀型封闭。
热封闭是在高于80度下将氧化铝转化成波姆铝。
蒸汽封闭,热水封闭以及在中温下进行的金属醋酸盐型封闭都属此类。
重铬酸盐,硅酸盐,氟化镍冷封,聚合物封闭及其它有机封闭都属于化学或物理浸渍,阳极氧化膜的微孔通常被这些封闭成分填塞。
在电化学封闭过程中,有机成分通过电化学反应沉积到微孔中,或在电场作用下,缓蚀性的阴离子迁移到微孔中。
电泳封闭是这类的一个典型例子。
缓蚀性封闭是指缓蚀剂通过热运动或扩散吸附到阳极氧化膜的微孔中,许多有机缓蚀剂和无机钝化剂可以帮助提高对外部环境的耐蚀性。
铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题
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铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题1.前言阳极氧化作为铝及铝合金表面应用最为广泛的一种处理技术,可以显著地改善铝及其合金的耐蚀性能,提高铝及其合金表面硬度和耐磨性.封闭是阳极氧化的一种后处理方法,是提高阳极氧化膜腐蚀性的必需工艺,同时它还可以防止染料褪色,提高染色膜的耐光性。
本文简要介绍了常用封闭方法及封闭中常见问题。
2.封闭工艺分类阳极氧化的封闭工艺常按不同方式分类:根据封闭液的成分,封闭温度以及封闭机理。
(1)按成分分类按封闭液组成,有传统的封闭工艺,包括热水(沸水)封闭,蒸汽封闭,重铬酸钠或钾盐封闭,硅酸盐封闭,醋酸盐封闭及氟化镍封闭。
新的封闭工艺有:醋酸钴封闭,三价铬盐(硫酸铬或醋酸铬),醋酸铈封闭,醋酸锆封闭,三乙醇胺基封闭,锂或镁盐封闭,高锰酸钾封闭,聚合物封闭,氧化型缓蚀剂封闭(钼酸盐,钒酸盐,钨酸盐,过硼酸盐等)(2)按操作温度分类根据操作温度封闭一般分四类:高温封闭,中温封闭,低温封闭,常温封闭。
蒸汽封闭,热水封闭和重铬酸盐封闭均在高温范围进行,其它的大多在中温范围,如硅酸盐封闭,二价或三价醋酸盐,三乙醇胺基封闭,氧化型缓蚀剂封闭。
采用特殊配方,一些以金属的醋酸盐为基楚的封闭剂可以在低温下进行。
由于节能及可以减少封闭灰,常温封闭正日益得到普及。
最典型的为氟化镍盐封闭,通常在30度左右进行。
(3)按机理分类按封闭机理可分为:热封闭,物理或化学浸渍,电化学封闭,缓蚀型封闭。
热封闭是在高于80度下将氧化铝转化成波姆铝。
蒸汽封闭,热水封闭以及在中温下进行的金属醋酸盐型封闭都属此类。
重铬酸盐,硅酸盐,氟化镍冷封,聚合物封闭及其它有机封闭都属于化学或物理浸渍,阳极氧化膜的微孔通常被这些封闭成分填塞。
在电化学封闭过程中,有机成分通过电化学反应沉积到微孔中,或在电场作用下,缓蚀性的阴离子迁移到微孔中。
电泳封闭是这类的一个典型例子。
缓蚀性封闭是指缓蚀剂通过热运动或扩散吸附到阳极氧化膜的微孔中,许多有机缓蚀剂和无机钝化剂可以帮助提高对外部环境的耐蚀性。
铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺故障分析与处理
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氧化膜染色不均匀故障的预防措施下面结合硫酸阳极氧化过程中出现的膜层染色不均匀现象。
分析这些现象产生的原因并采取有效预防措施。
实际上铝合金氧化膜膜层颜色不均会呈现出多种现象(如前面介绍的一些故障)。
如何保证氧化膜层染色的均匀性,由于铝合金硫酸阳极氧化膜颜色均匀性主要取决于铝合金的成分以及阳极氧化处理工艺条件,如温度、电流密度、夹具、使用水质、工序间的防护等。
要从实际工艺中的微细处着手,才能有效采取措施,获得色泽均匀、性能优良的氧化膜层。
1.选取合适的前处理方法对不同铝合金,如铸造、压延或机械加工成型或经热处理焊接等工序加工的铝合金零件,要根据实际情况选择适宜的前处理方法(包括除油、出光等)。
如浇铸成型的铝合金零件表面,其非机加工表面一般应采用喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。
对含硅量较高的铝合金(铸铝),应在含5%左右的氢氟酸和硝酸的混合溶液中浸蚀活化,目的是保持良好的活化表面,确保阳极氧化膜层质量。
不同材质的铝合金、裸铝和纯铝零件,或大小规格不同的铝及铝合金零件,一般不宜在同槽进行氧化处理。
2.选用合适的工装夹具装挂夹具材料必须确保导电良好,一般选用规格较高的纯铝丝或铝筋,要保证有一定弹性和强度。
并根据需要确定是否需要进行热处理。
已使用过的专用或通用工夹具如阳极氧化处理时再次使用,须退除其表面氧化膜层,确保良好接触。
工夹具既要保证足够导电接触面积,又要尽量减小夹具印痕,同时还要保证氧化过程中气体的顺利排出,避免某些氧化部位形成气囊,造成氧化膜层太薄或没有氧化膜层。
3.严格控制阳极化过程的溶液温度从阳极氧化的成膜过程知道,随着阳极氧化温度的升高,膜层的颜色逐渐变深,膜层的厚度也逐渐变薄,主要原因是阳极氧化膜有绝缘性,当氧化膜形成后相应加大了电阻。
这些电阻通电后,产生电压降。
这样会使大量的电能转变成热能,使氧化溶液温度的升高,加速了对膜层的溶解。
氧化溶液温度愈高,溶解作用愈强,因此随着氧化溶液温度的升高膜层的厚度会逐渐变薄。
阳极氧化封孔缺陷应对方法
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阳极氧化缺陷及应对方法铝合金的阳极氧化处理和表面涂覆技术是铝合金扩大应用范围、延长使用期限的关键,表面技术一直受到我国铝合金材料工业的特别关注。
而铝表面阳极氧化膜的封孔也是铝表面处理的重要一步,其能提高膜层的耐腐蚀性、耐磨性以及绝缘性,对工件起到良好的保护作用。
那么阳极氧化封孔又有那些缺陷,我们又应该怎么应对呢?封孔处理后常见的一些缺陷有一下几点:1、封孔白灰。
这是热封孔常见的缺陷。
起源于水中钙离子或镁离子过高,但是一般可以用湿布擦掉。
封孔灰应该与粉化膜区分,封孔灰不会与染料作用,而粉化的阳极氧化膜与染料能发生作用。
解决方法常在热封孔的纯水中加入ht410封孔抑灰剂,效果较好。
2、热封孔膜龟裂。
这种缺陷多见于硬质阳极氧化膜,尤其发生在抛光铝表面的热封孔膜上。
主要原因是由于热封孔时阳极氧化膜的热膨胀系数低,而金属铝的热膨胀系数高,使得氧化膜中产生大的拉应力所致。
此时一般应考虑降低阳极氧化的电流密度,或适当升高槽液温度来解决。
3、热封孔膜发黄。
这在热封孔中偶尔发生,主要由于水中铁或铜的污染,很可能是金属在热水中腐蚀引起的,一般铁或铜超过50μg/g就存在发黄的危险。
解决办法是一旦发现就立即更换溶液。
4、封孔不合格。
热封孔不合格的原因很多,主要有封孔温度低、pH值偏低、封孔时间短以及溶液中的杂质超标等。
在杂质控制中尤其要控制二氧化硅和磷酸根的含量。
针对封孔不合格的原因,采取相应措施。
一般槽液温度应该高于95摄氏度,pH 值保持在6.0左右,封孔时间应该维持在阳极氧化时间的一倍以上。
以上都是我总结的一些热封孔工艺中常见的问题,以及解决方案。
其实这些问题也可以尽量去避免,在封孔处理的时候注意操作规范,减少槽液的污染和杂质含量。
最好的话,可以使用槽液耐杂质离子和耐干扰性比较好的高温封孔剂。
铝阳极氧化膜的封闭处理
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铝阳极氧化膜的封闭处理铝阳极氧化膜具有很高的孔隙率和吸附能力,容易受污染和腐蚀介质浸蚀,因此,氧化膜无论着色与否,用于何场合,都必须进行封孔处理。
其目的是提高耐蚀性、提高抗污染能力和固定色素体。
封孔处理的方法很多,按其作用机理可分为三种:(1)利用水化反应产物体积膨胀而堵塞孔隙,如沸水法、蒸汽法。
(2)利用盐的水解作用吸附阻化封闭,如无机盐封孔(含高温法和常温法)。
(3)利用有机物屏蔽封孔,如浸油、浸漆、电泳涂漆、喷粉等。
其中(1)(2)法用得最广。
为节省能源,利用吸附阻化的常温封孔法已占主导地位。
一、高温封孔工艺高温封孔是将具有很高化学活性的非晶质氧化膜变成化学钝态的结晶质氧化膜的讨程。
水化反应在常温和高温下都能进行,水化反应结合水分子的数目为1个~3个,依反应温度而定,水温低于80℃时发生。
这种水化氧化膜稳定性差,具有可逆性,水温愈低可逆性愈大。
当水温>80。
C,而接近沸点时发生:这种大晶体的水化氧化铝是稳定而不可逆的,在腐蚀环境中勃姆石比三羟铝石稳定,所以高温封孔水温一定要达到95℃以上才好。
被水化的结晶氧化膜体积膨胀,将膜孔堵塞。
加有金属盐的高温封孔除水化反应外,还有金属盐的水解作用。
例如加镍、钻盐者有金属氢氧化物;加重铬酸盐者则有[A1(OOH)Cr04]和[A1(OH)Cr2O7]。
1.高温封孔工艺规范(见表9—3—28)表9—3—28高温封孔工艺规范2.影响高温封孔质量的因素(1)温度。
封孔温度愈高,水向膜孔扩散快,氧化膜水化反应速度快,封闭效果好。
一定要达到95℃以上。
(2)水质。
微量杂质会毒化水化反应(即抑制水化反应),导致封孔失效。
水纯度愈高封闭质量愈好。
电阻为60Ω~l04Ω的去离子水较适合,最有害的杂质是S042-,C1-、P043-,F一、Si042-,允许含量分别为100mg/L、50mg/L、15mg/L、5mg/L、5mg/L以下,每周要更换一次纯水。
(3)封孔时间。
铝阳极氧化后的封闭处理
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铝阳极氧化后的封闭处理由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能,表面易被污染,尤其处在腐蚀性环境中,腐蚀介质进入孔内易引起腐蚀。
因此,经阳极氧化后的皮膜不管着色与否,均需进行封闭处理,以提高氧化膜的抗蚀、绝缘和耐磨等性能、以及减弱它对杂质或油污的吸附。
氧化膜封闭的方法很多,有热水封闭法、蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和石蜡、油类和树脂封闭法等等。
下面介绍三种常用的封闭处理。
一、热水封闭热水封闭(或蒸汽封闭)的原理,是氧化膜表面和孔壁的A1203在热水中发生水化反应,生成水合氧化铝,使原来氧化膜的体积增加33-100%,氧化膜体积的膨胀使膜孔显著缩小,从而达到封孔的目的。
热水封闭宜采用蒸馏水或去离子水,而不用自来水,以防水垢被吸附在氧化膜孔中,使皮膜透明度下降。
实践证明,采用中性蒸馏水封闭,制品易产生雾状块的外观,影响表面光亮度。
采用微酸性的蒸馏水封闭,可得到良好的封闭状态。
热水封闭的技术条件如下:温度95~100℃pH值5。
5--6(用醋酸调节)时间10--30min二、蒸汽封闭水蒸气封闭的效果要比热水封闭好,但成本较高。
一般适用于封闭要求较高的装饰性零件。
蒸汽封闭还可防止某些染料在水封闭中的流色现象,而且利用蒸汽压力对氧化膜的压缩作用,可提高膜层的致密程度。
蒸汽封闭的技术条件如下:温度100--110℃压力0.05--0.1 MPa (0。
5~1 kgf/cm2)时间膜厚4~5min/um三、盐溶液封闭1,重铬酸盐封闭重铬酸盐封闭法(俗称填充法),是在重铭酸盐的水溶液中。
氧化膜吸附了重铬酸盐后发生化学反应,生成碱式铬酸铝[Al (OH) Cr04]和重铬酸铝[Al(OH) Cr207],这些生成物填满皮膜的孔隙、起封孔作用。
经重铬酸盐封闭的制品表面呈橙黄色。
零件在封闭处理前,必须仔细用冷水清洗洁净,以免将遗留在零件上的硫酸带到封闭槽中,对膜层起色泽起破坏作用,防止零件与槽体接触、损坏氧化膜。
封闭液中有害杂质S042-> 0, 2g/L时,会使封闭的零件色泽变淡、发白。
阳极氧化工艺中常出现的问题
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阳极氧化工艺中常出现的问题
铝表面的阳极氧化工艺,能给铝基体覆盖一层致密的氧化膜,该膜可以增加铝的抗腐蚀性,耐磨性和抗uv等能力,极大的保护了铝材。
但是在阳极氧化的过程中,往往也会出现很多问题。
铝盐沉淀。
阳极氧化膜上有白色沉淀物,硫酸氧化槽液中氯离子高或铝盐饱和而沉淀析出。
需要控制铝离子含量,最好低于20g/L
膜剥离。
阳极氧化膜发生脱膜,阳极氧化过程曾发生突然中止。
检查氧化程序,排除故障
膜发绿。
镍盐封孔(含使用ht200常温封孔剂之类的冷封孔)后阳极氧化膜呈浅绿色,有时候经过大气曝露才显露,微孔中吸收镍太多;封孔槽液镍离子过高或pH值过高。
调整封孔槽液的镍离子和pH值。
现在也有很多厂家使用ht230无镍常温封孔剂进行冷封孔,封孔效果也很好。
膜泛黄。
阳极氧化膜带黄色,致使着色的色调变化,电解液或合金中铁硅等杂质掺入氧化膜中;阳极氧化温度低或电流密度高。
电解液或合金中铁硅等杂质掺入氧化膜中;阳极氧化温度低或电流密度高
膜厚不足。
未得到预计的膜厚,挂料面积计算有误;电接触不良;恒电压阳极氧化。
改为恒电流阳极氧化;核对挂料面积;检查电接触
膜硬度下降(软膜)。
阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见。
槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够。
降低槽温和加强搅拌
阳极氧化膜的优劣直接关乎产品质量,不论后续是染色还是直接
封孔或者有其他用途,氧化膜的质量太差都会引起一系列的连锁反应。
所以,阳极氧化处理是不可忽视的一个环节。
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铝合金阳极氧化膜的封闭及常见问题1.前言阳极氧化作为铝及铝合金表面应用最为广泛的一种处理技术,可以显著地改善铝及其合金的耐蚀性能,提高铝及其合金表面硬度和耐磨性.封闭是阳极氧化的一种后处理方法,是提高阳极氧化膜腐蚀性的必需工艺,同时它还可以防止染料褪色,提高染色膜的耐光性。
本文简要介绍了常用封闭方法及封闭中常见问题。
2.封闭工艺分类阳极氧化的封闭工艺常按不同方式分类:根据封闭液的成分,封闭温度以及封闭机理。
(1)按成分分类按封闭液组成,有传统的封闭工艺,包括热水(沸水)封闭,蒸汽封闭,重铬酸钠或钾盐封闭,硅酸盐封闭,醋酸盐封闭及氟化镍封闭。
新的封闭工艺有:醋酸钴封闭,三价铬盐(硫酸铬或醋酸铬),醋酸铈封闭,醋酸锆封闭,三乙醇胺基封闭,锂或镁盐封闭,高锰酸钾封闭,聚合物封闭,氧化型缓蚀剂封闭(钼酸盐,钒酸盐,钨酸盐,过硼酸盐等)(2)按操作温度分类根据操作温度封闭一般分四类:高温封闭,中温封闭,低温封闭,常温封闭。
蒸汽封闭,热水封闭和重铬酸盐封闭均在高温范围进行,其它的大多在中温范围,如硅酸盐封闭,二价或三价醋酸盐,三乙醇胺基封闭,氧化型缓蚀剂封闭。
采用特殊配方,一些以金属的醋酸盐为基楚的封闭剂可以在低温下进行。
由于节能及可以减少封闭灰,常温封闭正日益得到普及。
最典型的为氟化镍盐封闭,通常在30度左右进行。
(3)按机理分类按封闭机理可分为:热封闭,物理或化学浸渍,电化学封闭,缓蚀型封闭。
热封闭是在高于80度下将氧化铝转化成波姆铝。
蒸汽封闭,热水封闭以及在中温下进行的金属醋酸盐型封闭都属此类。
重铬酸盐,硅酸盐,氟化镍冷封,聚合物封闭及其它有机封闭都属于化学或物理浸渍,阳极氧化膜的微孔通常被这些封闭成分填塞。
在电化学封闭过程中,有机成分通过电化学反应沉积到微孔中,或在电场作用下,缓蚀性的阴离子迁移到微孔中。
电泳封闭是这类的一个典型例子。
缓蚀性封闭是指缓蚀剂通过热运动或扩散吸附到阳极氧化膜的微孔中,许多有机缓蚀剂和无机钝化剂可以帮助提高对外部环境的耐蚀性。
3.常用封闭方法商业上应用的封闭剂一般由多种成分组成,它们起不同的作用,并且对封闭过程及耐蚀能力有协同作用。
在封闭过程中膜孔内同时发生不同的反应。
对复配的封闭剂来说,封闭机理是相当复杂的。
因此对商业上应用的复配封闭剂来说,从机理上很难明确地进行分类。
下面重点介绍工业上目前应用最广的2种封闭方法。
3.1醋酸镍封闭醋酸镍盐封闭是为克服热水封闭的一些限制而发展起来的。
镍醋酸封闭在北美尤其受到欢迎, 这是由于它的高质量。
盐雾试验和酸溶解测试显示醋酸镍盐封闭可提供优良的耐腐性。
锻铝阳极氧化后用醋酸镍盐封闭至少可通过 2000 小时盐雾测试在酸溶解试验中失重小于 10毫克/平方分米。
醋酸镍盐封闭还能防止染料褪色,并通过与染料形成共价键提高耐光性。
醋酸镍盐封闭对水中杂质的容忍度胜于热水封闭。
同时,醋酸镍盐封闭的温度仅为 80-90 °,这是由于它的封闭的效率比热水封闭(大于 95 °C)的封闭速度高很多。
当然醋酸镍盐封闭也有一些缺陷。
当添加剂失去平衡,pH太高, 和/ 或封闭时间太长时在膜的表面有时会形成白垩或白色的粉状污渍。
在pH值太低和/ 或氯化物含量太高及对含铜高的铝合金,醋酸镍盐封闭后可能产生点蚀(针孔)。
由于勃姆铝的有效形成,醋酸镍盐封闭工艺会降低阳极膜的耐磨性。
表1,表2为珠海奥美伦公司生产的醋酸镍盐型封闭剂SF-558的使用工艺及性能指标。
图1-4为不同工艺条件对失重的影响3.2常温氟化镍封闭出于节能,操作简单,及消除热封中常见的干燥印迹,在开发常温封闭方面人们做了大量工作,其中一个成功的工艺就是氟化镍盐封闭。
它已成功商业化二十多年。
通常氟化镍封闭是在大约 30 °C进行的. 加入一些特殊添加剂, 促进在阳极氧化如上面提到的, 勃姆铝只有在80°以上才能形成. 因此在冷封闭中更多的是形成氢氧化铝。
如果在封闭的表面存在大量氢氧化铝,就会在表面观察到灰。
此外,在冷封闭过程中有时还会出现绿色或彩虹色的颜色, 以及白色和微黄色的封闭灰4.封闭工艺的选择没有一种封闭工艺是适合所有要求的。
每种封闭工艺都有自已的优点和缺点,用于特定的条件。
选择合适的封闭工艺涉及到许多参数,包括具体的应用,生产成本,设备,质量控制,环境问题等。
醋酸镍封闭在提高耐蚀性及减少封闭灰方面要优于传统的热水封闭。
共沉积到氧化膜中的镍离子还具有防止吸附到微孔中的染料析出的功能。
为应对EPA对镍的相关环保法规,在封闭配方中使用三价醋酸铬盐来取代醋酸镍。
尽管轻金属的醋酸盐已成功取代醋酸镍用于无色氧化膜的封闭,然而轻金属离子不能阻止吸附到氧化膜微孔的有机染料褪色。
热封闭一般不推荐用于硬质氧化,如果采用热水封闭硬质氧化膜,建议一般不要超过30分钟,以满足耐磨的最低要求。
从30分钟延长到120分钟,并不能提高耐蚀性能及电绝缘强度,反而会降低硬质氧化膜的耐磨性。
热水封闭对提高阳极膜层的绝缘强调非常适合,换句话说,热水封闭非常适合那些优先考虑耐蚀性和绝缘性的场合,如涂装,粘结等用途。
5.封闭工艺常见问题及应对措施和其它生产工艺一样,封闭也存在一些问题。
典型的问题包括:不正确的封闭,封闭不足,过封闭,起灰,裂纹及耐磨性降低。
不正确的封闭意味着对特定的用途选择了不适当的封闭工艺。
每种封闭工艺都有自已特有的功能,应根据具体应用的所有要求如耐蚀性,耐磨性,染料褪色性,绝缘强度,疲劳强度,涂料附着力等等,选择正确的封闭工艺。
否则,封闭的阳极膜层就不能达到预期的目标。
当采用错误的封闭参数,封闭工艺失控,或封闭溶液失调,就会发生封闭不足或过封闭。
封闭不足导致耐蚀性差,绝缘性低,过封闭导致起灰,裂纹,以及耐磨性及抗疲劳性降低。
封闭灰是封闭过程,通常是热封闭中最常见的问题。
在阳极氧化市场已有许多商品化的抑灰剂。
抑灰剂可以抑制表面波姆铝的形成而不影响微孔内的封闭过程。
如果使用得当,很多化合物都可以作为抑灰剂。
典型的有:羟基羧酸,木质素磺酸钠,环烷或芳基聚羧酸,萘酚磺酸,聚丙烯酸,膦酸酯,酚磺酸,膦羧酸,亚膦基羧酸,膦酸,三嗪衍生物等。
醋酸镍盐封闭是上述所有封闭工艺中最有效率的方法。
如果配方不合适或各组分浓度失调,封闭灰几乎是不可避免的。
下列因素可导致封闭灰的形成。
(1)高pH值(2) 高温度(3) 长的浸渍时间(4) 表面活性剂抑灰剂浓度不当(5)溶液老化,含表面活性剂分解物白色粉状灰通常是由于镍盐在表面的沉积。
天鹅绒状的外观是由于波姆铝在表面的形成, 而水斑和泡沫痕是不合适的表面活性剂所致。
如果灰用湿抹布可以擦掉,, 它最有可能是由表面活性剂引起的斑。
其他二种形式的灰粘附的紧得多,需要用力摩擦才能去除。
严格控制槽液的pH值,温度, 浓度, 封闭时间, 以及连续过滤是醋酸镍封闭过程中减少或消除封闭灰的必要措施。
氟化镍冷封闭由于不在表面形成勃姆铝,因此产生灰的可能性较小。
另外,现有的商业镍氟化镍封闭剂配方已加入抑灰剂。
然而,氟化镍封闭也可能产生其它形式的灰,这种灰主要是由于氟化镍在铝氧化物转化成氢氧化物中的催化作用,PH变化以及过量氟离子或镍离子引起。
因此为尽可能减少灰的产生,封闭时间不应超过15分钟。
封闭溶液的pH值,温度,镍离子,氟离子浓度应定期检查并调整。
除灰的问题外,在氟化镍冷封闭中有时还会产生绿色或彩虹色以及带白或黄色的粉状物。
当镍离子浓度过高,Ni/F比例高于供应商推荐的比例时,会产生绿色。
发白的灰是由于钠,钾离子累积所致(通过氟化钠,氟化钾形式加入)。
在这情况下,封闭溶液应部分废弃并补充新溶液,为避免发生此问题,推荐用氟化氨,氟化氢铵来补充调整氟离子。
微黄色的灰很少遇到,除非溶液受到铁离子,铜离子污染。
如污染已发生,就只能重新配新槽了。
灰有时在阳极氧化的前段工序产生,包括:浸蚀,去氧化(中和),阳极氧化,着色或染色。
灰的多少取决于材质及浸蚀时间。
浸蚀灰应在随后的去灰(去氧化)处理中去除.如果去灰溶液失调或处理时间不够,灰则可能仍会残留在表面。
在这种情况下,通过调节封闭参数就不可能消除,此类灰可通过将已封闭处理的工件浸入25%硝酸(20-30 °C)约10分钟来消除。
这是一个非常有效的清除前处理灰的方法,前提是工件必须完全封闭住,否则阳极氧化膜就会受到酸浸蚀。
有时候阳极氧化本身化也可能生灰。
当氧化温度过高,电流密度过低,氧化时间过长都有可能产生粉化膜层。
这一问题可通过调整阳极氧化操作参数来解决。
着色工艺包括无机染料染色, 电解着色和有机染料染色染。
草酸铁铵是一种无机染色剂。
它的槽液在使用中易混浊。
如果发生混浊,长时间的染色就易在表面产生灰。
为减少污渍,必须连续过滤槽液。
电解着色,尤其是锡盐着色,当溶液没有过滤或使用不适合的滤芯过滤,也会产生灰。
封闭后,细小的氢氧化锡粒子吸附在工件表面,形成灰。
解决此问题,需要适量加入稳定剂,并连续过滤槽液。
所谓的过度着色则是电解着色产生污渍的另外一个原因。
可通过适当控制着色时间,电压来消除。
有机染色工艺如果随后用醋酸镍封闭通常不会产生污渍。
然而, 老化或到受污染的有机染色槽能在工件边缘上产生灰。
当这种情况发生的时候,唯一的解决办法是更换染色液。
在低温及高电流密度阳极氧化产生的阳极膜经冷水洗后快速进入高温封闭槽中可能会产生裂纹,热封闭易出现裂纹。
裂纹的出现受基体材料,膜层厚度,膜层组成,阳极氧化电流密度及温度的影响,而且,抛光的表面较浸蚀的表面更易出现裂纹。
原则上,封闭裂纹主要是由阳极膜与基体金属的热膨胀系数的差异及堵塞物所形成的张应力所致。
薄的氧化膜在封闭中出现裂纹的几率较小。
裂纹随封闭温度降低明显减少,在冷水洗与高温封闭之间加一道热水洗可减少随后的封闭出现裂纹的机会。
阳极氧化膜耐磨性的降低主要和封闭工艺有关。
热封闭都会降低氧化膜的耐磨性。
这是由热封闭的本质决定的,它将硬的氧化铝转化成柔软的水合氧化铝。
因此热封不推荐用于耐磨性有要求的场合,非热封闭,如浸渍和电化学沉积,对膜层的耐磨性影响较小。
在只能使用高温封闭的情况下,通过改变其它工艺参数,如在接近温度下限,缩短封闭时间来将封闭对耐磨性的负面影响降至最小。