铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺故障分析与处理
铝及铝合金硫酸阳极氧化染黑色
铝及铝合金硫酸阳极氧化染黑色铝及铝合金硫酸阳极氧化后染黑色,使用范围较广,光学仪器、电子散热器件,表面装饰件等方面多用此工艺来满足各自功能上的需要,是铝及其合金阳极氧化后染色工艺中的主要染色品种。
为满足染色层的质量要求,首先要掌握好阳极氧化溶液的配比组成、溶液温度和阳极氧化时间、染色溶液的pH值,以及铝材本身质量、前处理工艺方法等多种工艺技术。
常出现的质量问题是色泽欠真,如黑中显青、黑中显红、黑中留白、黑中发花、灰黑混为一体等,在此将此工艺专设一节,并对技术中遇到过的故障现象和排除实例作简要介绍。
627.染色过程中需注意八大事项(1)加强染色前的冲洗。
工件由阳极氧化槽中取出后要充分冲洗,特别是工件的狭缝、盲孔等处,否则残余的酸、碱在染色过程中会缓慢流出来,使染色溶液的pH值偏离正常范围,并使残留酸碱部位表面的色泽与洁净部位有明显差别,甚至腐蚀氧化膜而显示白色。
(2)阳极氧化后即染色。
工件经阳极氧化后要立即染色。
若工件阳极氧化后在空气中暴露时间过久,膜层孔隙即会缩小,并有可能粘上污物,导致染色困难。
若因染色槽过小,需分批染色时,应把待染色件浸泡在干净的水中。
(3)染色时工件不可重叠。
染色时工件不可重叠,尤其是平面部位,否则由于重叠部位被遮盖而形成阴阳面。
(4)加强染色后的冲洗。
工件表面若不冲洗干净,留有残余颜料将会污染组合件。
孔眼内的酸、碱污液用甩的方法甩去。
(5)染色前、后严禁裸手接触工件,以免该处沾上污物而染不上色,或已染上的色遭到破坏。
(6)染色前、后工件之间切勿可相互碰撞,以免该处氧化膜遭到破坏,露出白色线条。
(7)染色前、后卸下夹具时要防止划伤工件而形成白色道痕。
(8)染色后的工件切不可在高温下烘烤,以免失色泛红。
628.染黑溶液的配方及配制要点(1)配方及工艺条件(2)配制方法。
先将两种颜料混合,用少量水调成浆状,保证无疙瘩,加到盛有1/2体积水的染色槽中,加热煮沸,待冷却后用滤纸过滤,滤去不溶物微粒及液面上漂浮的油状物质,补足水分到规定体积,搅拌均匀后测定pH值,用冰醋酸或氨水调整pH值至工艺要求。
铝合金阳极氧化膜层着色问题及分析
第37卷第5期2017$10月冶金与材料Metallurgy and materialsVol.37 No.5October2017铝合金阳极氧化膜层着色问题及分析魏向禹,惠鑫刚,李广萍,梁智国(西北工 有限公司,陕西西安710000)摘要:铝及铝合金表面性能改善通常采用阳极氧化工艺,阳极化后的铝制品可以通过着色处理使其表面具有 丰富多彩的 ,从而 。
本文主要针对着色工艺中常见问题及原因进行分析,详细介绍问题产生原因,以便实际生产中加以借鉴。
关键词:阳极氧化;装饰性;着色工艺;常见问题;原因分析近年来,随着铝及其合金制品在航天、航空等领域的应用在逐渐增多,表面性能及[性要求也越来越高,阳氧化工艺不断;研究,表面 方面的研究也得 分发展。
铝阳极氧化 多孔 化学活性,很容易进行着色处理。
阳氧化工艺后氧化的着色工艺要求比较严格,不同的工艺及参数下得到的膜 颜色会 ,色 子在 孔隙存在位置不同,基本上可分为自然显色法、电色法、化学吸附着色法等三 型。
化学吸附着色法工艺过程 、耐 ,成本 ,在生产中应用比较广泛。
而采用的染料剂分,生产中以 色 色为主。
1着色机理硫酸阳极氧化就是铝及铝合金在特定浓度的 硫酸 中,施 电,使表面形成一有一定抗 以及硬度的氧化膜的过程,其颜色一般从无色透明到暗灰色,由于材料不同颜色会有 微小差异,氧化膜的表面是由多孔层构成的,其表 面积大,很高的化学活性,利用这一特点在阳极氧化膜表面可进行各种着色处理,可以提高产 品的 耐 ,同时 铝制品表面以各种功能性。
阳极化工艺过程如下$1.1法在一定的电解液和某种条件下,基体材料表 面阳极化与着色同时发生,染料在电解作用下发 生分解生成微小颗粒附着在氧化 孔壁,由图1于电解质溶液、含量以及材料本身组分和结构不 同而表现出不同颜色。
1.2电解着色将阳极化后的铝材置于含有Ni2+、Cu2+、Sn2+等离子的电 中发生电解作用,金属阳离子经过 积到多孔氧化层的 ,表现出不同的金属色。
铝合金阳极氧化故障的分析及预防
1. 常见故障及分析
(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化摸,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。
2. 预防故障的措施
铝合金硫酸阳极氧化氧化膜质量好坏,抗蚀防护性能的优劣主要取决于铝合金的成分,膜层厚度以及阳极氧化处理工艺条件,如温度、电流密度、使用水质及阳极氧化后的填充封闭工艺等。要减少或避免阳极氧化故障提高产品质量要从微细处着手,采取有效措施。
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。
对于搭接、点焊或铆接的铝合金组合件,对于在阳极氧化过程中易形成气袋不易排除的铝合金制件,从质量考虑,一般不允许采用硫酸阳极氧化工艺。
(2)装挂夹具材料必须确保导电良好,一般选用硬铝合金棒,板材要保证有一定弹性和强度。拉钩宜选用铜或铜合金材料。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,必须彻底退除其表面氧化膜,确保良好接触。工夹具既要保证足够导电接触面积,又要尽量减少夹具印痕。如果接触面太小,会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。
铝合金硫酸阳极氧化工艺研究
铝合金硫酸阳极氧化工艺研究摘要:经济的发展、科学技术水平的提升,铝合金在生活和工业中应用愈加广泛,为有效提高铝合金阳极氧化工艺水平,需要重视新工艺的研究,降低工艺成本的同时,减少能源消耗,满足多样化的阳极氧化膜需求。
本文从铝合金阳极氧化技术出发,对铝合金硫酸阳极氧化工艺进行深入分析,旨在为改善膜层质量,提高工艺效能提供参考依据。
关键词:铝合金;硫酸阳极;氧化工艺引言:对于铝合金来说,具有密度小、易成型、机械强度高等优势,能够有效的应用于各行各业。
航空航天领域中,为有效增强铝合金的耐腐蚀性,需要加强铝合金的表面处理能力。
硫酸阳极氧化是较为常见的铝合金表面处理方式,由于阳极氧化铝薄膜力学性能高且具有吸附性能强的特点,对行业发展具有积极的作用,有利于提高工艺水平。
1铝合金阳极氧化技术1.1铬酸溶液阳极氧化一般来说,与硫酸氧化膜相比,铝合金铬酸氧化膜相对较薄,仅有2~5μm,颜色由灰白色一直到深灰色,无法染色,能够有效保持零件的精准程度,表面粗糙度较好。
整体膜层较软、有较好的弹性,因此,疲劳强度能够维持较好的水平。
但同时,铬酸溶液阳极氧化膜的耐磨性较低。
铬酸氧化膜具有较高的致密性,总体呈现树状、分支性,氧化完成后无须进行封闭处理,便能立即使用,能够有效的与涂层相融合。
当厚度相同时,耐腐蚀性高于未封闭时的硫酸氧化膜。
由于铬酸对铜溶解性较强,因此当铜质量分数高于3%的铝合金时无法采用铬酸阳极氧化的方式。
该种阳极氧化在溶液成本、电能消耗等方面投入资金较多,容易引发环境污染问题,若采取环保措施,相关工艺成本也随之升高。
所以,在实际的使用中局限性也较强[1]。
1.2硼酸-硫酸溶液阳极氧化对于硼酸-硫酸阳极氧化膜来说,不仅拥有铬酸阳极氧化膜的优点,同时还具有较强的遮盖性、槽液浓度低且处理方便、快捷,有效节约资源,保护环境。
是一种环保型表面处理方法。
硼酸-硫酸阳极氧化膜层薄且应力小,不易产生裂纹,弹性高且致密性良好。
阳极氧化工艺原理与常见故障分析
注: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 层一般3-15um,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。
(四)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。
杂 质
来源
最大允 含量 (g/L)
对阳极氧化膜质 量的影响
排除方法
Cl-
水
0.05
在氧化膜上形 用去离子水 成黑色腐蚀斑点, 或蒸馏水配制 严重时铝制品表 槽液,并严格 面会发生穿孔而 控制清槽水质。 报废。
F-
水
0.01
同上
同上
AL3+
铝基 体在阳 极氧化 过程中 溶解进 入电解 液
10
氧化膜透 明度变差,染 色性能下降, 耐蚀性、耐 磨性下降, 严重时会导 致工件烧蚀。
2、电化学氧化: A.定义: 将铝及其合金置于某种适当 的电解液中作为阳极,在外电 流作用下,使其表面生成氧化 膜的过程称为阳极氧化,又称 电化学氧化。
hb 铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺
hb 铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺
铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺是一种常用的表面处理方法,用于增强铝及铝合金的耐腐蚀性能,并改善其外观。
该工艺主要包括以下步骤:
1. 清洗:将铝或铝合金的表面清洗干净,去除油污、氧化物等杂质,可以使用碱性清洗剂或有机溶剂来进行清洗。
2. 酸洗:将清洗后的铝或铝合金浸入酸性溶液中,如硫酸,以去除铝表面的氧化层和其他杂质。
3. 阳极氧化:将酸洗后的铝或铝合金放入含有硫酸的电解槽中,作为阳极,通电进行氧化反应。
在此过程中生成的氧化膜会在铝表面形成一层均匀、致密的氧化层,其中含有氧化铝和其他氧化物。
4. 染色:在阳极氧化后,可以对铝表面的氧化层进行染色处理,以改变其颜色。
染色可以使用有机染料或无机染料,通过温度和时间控制可以得到不同颜色的铝制品。
5. 密封:染色后的铝制品需要进行密封处理,以增强氧化层的耐腐蚀性能。
密封可以使用热水封闭、钝化剂封闭或聚合物封闭等方法。
6. 结束:经过密封处理后,洗净铝制品,使其干燥即可完成整个硫酸阳极氧化工艺。
通过硫酸阳极氧化工艺处理后的铝或铝合金制品具有较好的耐腐蚀性能和表面硬度,同时可以实现不同的颜色效果,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域中的制造。
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。
铝合金硫酸阳极氧化生成黑色斑点、条纹的原因及预防措施
应用技一
极氧化的机理可以看出 ,其生成过程是电化学形成 常进行 ,有残酸的部位封闭后呈黑色。
氧 化 膜 和 硫 酸 溶解 氧 化 膜 两 个 过 程 同 时进 行 的结 3 改 进措 施
果 。铝合金制件表面不干净 ,将使铅阴极板与铝合
摘 要 :针 对 铝 合 金 制件 经 阳极 氧 化 生 成 黑 色斑 点 、奈 纹 的现 象 ,通 过 分析 影响 铝 合 金 制 件 阳 极 氧 化 的 诸 项 因 素 ,从 制件表 面的清洗 、阳极化槽液 日常管理和 【=Il 杂质 的处理 以及 阳极氧化时制件摆放等 多方面提 出控制 与解决的措 施 , 保 证 了铝 合 金 制 件 阳极 氧 化 的 质 量 关 键 词 :阳极 氧 化 ;硫 酸 阳极 氧 化 ;黑 色斑 点 :Cu: 杂质 ;铝合 金 制 件 中 图分 类 号 :T( 174.451 文献 标 志 码 :A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2017.04.I14
铝合金制件上油污未洗干净或氧化溶液 中存在的细 方法 ,定 期 对槽 液进 行过 滤等 。
小悬浮物吸附于制件表面 。其 中悬浮物的来源主要
2)定 期 分 析 槽 液 Cuz+杂质 含 量 。定 期 对 槽 液
有空气中的尘埃 、氧化槽上方 吊车及轨道 的锈蚀物 cu 质含量进行分析 ,若超过标准规定 的 0.02 g/L
不 间 断地 进 行 着 ,当 硫 酸 的溶 解 速 度 大 于 Al:0,氧 保持制度 ,责任落实到人 .不工作 时由专人负责对 化 膜 的形 成速 度 时 ,将导 致 氧化 后 的铝 合金 制件 表 氧 化 槽 加 盖 防尘 盖 等 具 体 事 项 ,并 进 行 不 间 断 检
铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法
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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1铝与铝合金的氧化处理
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一装饰性膜层.1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,以达到防护一装饰的目的。
经化学氧化杜理获得的氧化膜,厚度一般为0.3~4um,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。
、经阳极氧化处理获得的氧化膜,厚度一般在5-20v m,硬质阳极氧化膜厚度可达60- 2500m.其膜层还具有似下特性:,(I)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工艺条件有关.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15001C左右,而纯铝只能耐660℃.好综上所述,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一装饰等特性.因此,被广泛应用于航空、电气、电子、机械制造和轻工工业等方面。
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。
6063铝合金型材氧化缺陷原因分析及解决
6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决6063铝合⾦型材氧化缺陷原因分析及解决1问题的提出在实际⽣产中,加⼯率⼤(ε>95%),壁厚较薄(δ≤1.5mm)的T5状态的6063铝合⾦挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后,其表⾯会呈现有规律(⽽有时⽆规律)分布的⽩⾊斑点(或⽆光斑痕);严重时呈现深⾊斑痕——“⽩斑”。
“⽩斑”的分布规律及特征是:它是在平⾏于挤压⽅向的平⾯上⼤致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(⽚)状的、相对于基体表⾯有微⼩深度⽽呈凹槽形的⼀种表⾯缺陷。
⽩斑通常分布于型材的⼀个或⼏个表⾯,有时会分布在型材的所有表⾯(对薄壁空⼼型材,则是分布于某⼀平⾯或曲⾯的内外两侧)。
2原因分析在现场见到,“⽩斑”形成于“碱蚀”⼯序,在经随后的稀硝酸(或硫酸)“中和”之后,并未消失;经硫酸阳极氧化处理后,⼜更加清晰地呈现出来。
笔者专门截取了两段“⽩斑”点⾯积较⼤(F=30~40mm2)的碱蚀洗(槽液中,ω(Zn2+)≥5×106)型材试样。
然后,采⽤DV-5型原⼦发射⽕花直读光谱仪分别对上述两段试样的“⽩斑”区的成分做了定量分析,其结果如下(表中数据均为质量分数):由表1的分析结果可见:“⽩斑”处Si、Mg、Zn元素的含量明显增加:⽽表2的结果表明:“⽩斑”处Si、Zn元素的含量明显增加,⽽Mg元素的含量却有所下降。
从⾦属材料腐蚀的观点看来,Mg2Si这种表⾯缺陷实质上是6063铝合⾦材料发⽣“剥落腐蚀”的结果。
剥落腐蚀是⼀种浅表⾯的选择腐蚀,腐蚀是沿着⾦属表⾯发展的,其产物的体积往往⽐发⽣腐蚀的⾦属⼤得多,因⽽膨胀。
⼀般⽽⾔,当铝与呈阴极性的异种⾦属相邻接时,“剥落腐蚀”程度上升。
在电⼦显微镜下观察发现:“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si,Mg2Si等),或沿晶界进⾏。
2.1铸锭质量的影响6063铝合⾦的主要相组成是:α(Al)固溶体、游离Si(阳极相)和F eAl3(阳极相);当铁含量⼤于时,有β(F e Si Al)(阳极相);⽽当铁含量⼩于时,有α(F e Si Al)(阴极相);其他可能的杂质相是:MgZn2、CuAl2等。
铝及铝合金导电氧化工艺经验谈
字体大小:大| 中| 小2006-08-31 13:44 - 阅读:493 - 评论:0铝及铝合金经导电氧化工艺后所获的氧化膜具有导电性能,这是其特有的性能,而且膜层的防护与装饰性能良好。
铝及铝合金导电氧化工艺操作简便,无需专用设备。
近年来,有关导电氧化膜层易于吸附有机涂料结合力良好得到进一步认识,因而在油漆和电泳涂料基底的应用也逐步开展。
笔者服务于此工艺已多年,在工艺管理和生产实践中都积累了一定的经验,下面简述工艺全过程。
1前处理铝在空气中极不稳定,易生成用肉眼也难以识别的氧化膜。
由于铝件加工工艺的不同铸造成型,或是由延压板材直接剪切而成,或是机械精细加工成型,或是经不同工艺成型后又经热处理或焊接等等,经上述不同的加工工艺,工件表面会留下不同状态、不同程度的污物或痕迹,在前处理工序中必须根据工件表面的实际情况选择前处理的工艺方法。
精细加工件在前处理工序中需要注意的问题:精细加工件虽然表面的自然氧化膜才初生成、较易清除,但细腻重,特别是孔眼内及其周围(因机加工过程中润滑需要而添加的),这类工件必须先经有机溶剂清洗,若直接用碱洗不但油腻重难以除净,且精细加工面承受不了长时间的强碱腐蚀,结果还会影响到工件表面的粗糙程度和公差的配合,最终成为废品。
铸造成型件在前处理工序中需要注意的问题:铸造成型件并非所有表面都经过机械加工的,未经机加工的表面留有浇铸过程中形成的过厚氧化层,有的还夹有砂层,一般情况下,机加工或喷砂方法先除去这一部位的原始氧化膜,或是经碱洗后再加工,只有这样才能既除净未加工部位的原始氧化层,又避免机加工部位公差尺寸的改变。
经过热处理或焊接工艺的工件在前处理工序中需要注意的问题:按工艺要求,工件转入热处理或焊接工序之前需经有机溶剂清洗,除净表面油污,但目前一般做不到这一点,故工件表面形成一层油污烧结的焦化物,这层焦化物在有机溶剂中难以除净,若浸泡在碱液中会引起局部腐蚀,产生麻点或造成凹凸不平,严重影响产品质量。
阳极氧化常见故障分析
证足够接触面积 .夹具与零件接触处 , 既要保证电流自由通过 , 又要尽可能减少夹
具和零件间的接触面积过小 ,电流密度太大 ,会产生过热易烧损零件和夹具 .无氧 化膜或膜层不完整等现象,主要是由于夹具和制件接触不好,导电不良或者是由于 夹具上氧化膜层未彻底清除所致.
(3)铝合金硫酸阳极氧化处理后 ,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉 ,特别是
用耐酸泵抽入硫酸脱脂槽内二次利用。降低氧化槽内 的铝含量也可用硫酸回收设备。
B、槽液液面上的漂浮物和油 污应及时清除,脱落在槽 液中的铝工件和杂物应及 时捞起。
C、氧化槽液沉淀物较少,一般只需一年倒槽清底一 次,
此时应刷洗或更换阴极板。
(三)氧化膜的影响因素:
1.硫酸浓度 当其他条件不变时,提高硫酸浓度,氧化膜的生长速度减慢,这 是由于生长中的氧化膜在较浓的硫酸溶液中溶解速度加快的结果。 若硫酸浓度太低,导电性下降,其氧化时间就要延长;硫酸的浓 度升高,有利於多孔膜的生成,该膜的弹性好,吸附力强;易获 得防护装饰性氧化膜,硫酸浓度多利用上限,即20%的H2SO4,
量超出15g/L时,氧化膜会出现不规则现象,且皮膜色泽发黄,
膜层性能下降。因此,为了染色色泽均匀, Al3+含量必须控制 在5~12g/L之间。
7、电流密度: 电流密度越大,膜较硬,耐磨性好,但电流 密度过高,则会因焦耳热影响,使膜层溶解作用增 加,电流密度过高,膜层氧化时间过长,膜疏松, 硬度降低,对于需染色或电解着色的氧化膜,电流
注: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。阳极氧化膜层一般3-15um,铝合金硫酸阳极氧化工艺操作
铝合金手机外壳阳极氧化不良原因分析
导电接触不良:
无氧化膜或膜层不完整等现象,主要是由于夹具和制 件接触不好,导电不良或者是由于夹具上氧化膜层未 彻底清除所致
导电接触面:
导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。 夹具与零件接触处,既要保证电流自由通过,又要尽
可能减少夹具和零件间的接触印痕。接触面积过小,
电流密度太大,会产生过热易烧损零件和夹具。
清洗水腐蚀(又称雪花状腐蚀):
当工件在碱洗 ,化学抛光 ,或硫酸除灰 后 ,水洗有时会 出现星形或辐射状斑点 ,腐蚀 深度很浅 ,清洗水污染 严重或溢流水洗的流 速低时易出现这种腐蚀 ,由于其 外观类似于 雪花形结晶 ,故又称雪花状腐蚀。其原因
氯化物腐蚀:
硫酸阳极氧化槽液中存在少量氯化物也 容易导致点蚀 ,其外观 特征是深的星形黑点 , 在工件边角位置或其它高电流密度区域 更为 密集。点蚀位置处没有阳极氧化膜 ,其余“正 常” 区域的 膜厚也低于预期膜厚值。自来水 中含盐量高是槽液中 Cl - 污染
三 氧化膜疏松粉化。
温度过高无冷却装置:
这一类故障多发生在夏季,尤其是没有冷却装置的硫 酸阳极化槽,往往处理1-2槽零件后,疏松粉化现象 就会出现,明显地影响氧化膜的质量。
电压高电解液温度过高:
由于铝合金阳极氧化膜电阻很大,在阳极氧化工艺过 程中会产生大量焦耳热,槽电压越高产生热量越大,
Hale Waihona Puke 从而导致电解液温度不断上升。所以在阳极氧化过程
中,必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一 定范围。一般情况下,温度应控制在13~26℃,氧 化膜质量较佳。若电解液温度超过30℃,氧化膜会产 生疏松粉化,膜层质量低劣,严重时发生“烧焦”现 象。另外,当电解液温度恒定时,阳极电流密度也必 须予以限制,因为阳极电流密度过高,温升剧烈,氧 化膜也易疏松呈粉状或砂粒状
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。
铝件阳极氧化产生_白斑_的原因分析与对策
涂装与电镀
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铝件阳极氧化产生 白斑!的原因分析与对策
杜华伟
( 许昌烟草机械有限责任公司, 河 南许昌, 461000)
摘 要 研究了铝件在阳极氧化的预处理、氧化、染色环 节产生 白 斑!、 花斑! 的原 因, 认为机械 加工过 程中乳 化 油腐蚀、阳极氧化过程中零件夹持状态不 合理、零件 染色 时形成 的封 闭气囊 都会 产生 白 斑! 或 花 斑!, 但 形态 不 同; 根据不同环节产生 白斑!的原因, 提出了预防和消除 白斑! 的措施。 关键词 阳极氧化; 白斑; 原因分析; 预防措施
对阳极氧化后出现缺陷的零件分析后发现, 挡 板、墙板类零件 白斑!、花斑!部位一般发生在两平 面( 见图 1) , 形状不规则; 气阀类零件 花斑!部位一 般发生在外圆( 见图 2) , 形状不规则; 阀罩类零件硬
质阳极氧化处理后, 孔内端面也有 白斑!发生( 见图 3) , 表现为规则的圆形; 气阀类零件在染色过程产生 的 白斑!一般在台阶孔内, 表现为规则的椭圆形( 见 图 4) 。
允许的情况下, 可采用抛光等方法去除后再按工艺 要求进行阳极氧化处理, 消除由此产生的 花斑!。 2. 2 阳极氧化过程中零件夹持状态不合理
铝阳极氧化的原理实质上是水的电解。当电流
通过时, 在阳极上析出的氧不仅是分子态的氧, 还包 括原子氧( O) 。作为阳极的铝被析出的氧所氧化, 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。
零件表面受到乳化切削液侵蚀严重的, 经脱脂、 碱蚀、出光等表面预处理后, 表面会呈现出明显的不 规则 花斑! 现象, 如图 1、图 2 所示, 其形貌特征会 保持到阳极氧化后。
由此造成的 花斑!, 可采用以下措施来消除: ( 1) 在可能的情况下, 避免在精加工过程使用乳 化切削液; ( 2) 对切削液实施全面的管理和维护。定期检 查切削液的使用浓度, 维持其正常值; 控制稀释水的 水质, 尽量用软水或去离子水配制切削液; 定期清扫
铝合金表面阳极化处理及其胶接性能分析
铝合金表面阳极化处理及其胶接性能分析摘要:铝合金构件使用过程中不可避免产生裂纹损伤,需要对其进行必要的修理。
复合材料胶接修复是指将已固化的、半固化的或者未固化的复合材料预浸料补片,用胶接的方法贴补到构件的损伤区,进行局部补强,以达到延长结构使用寿命的一种有效方法。
复合材料胶接修复具有结构增重小、抗疲劳性能和耐腐蚀性能好、修理时间短、成本低等优点,是一种优质、高效、低成本的结构修理方法。
关键词:磷酸;阳极化;铝合金板;表面自然条件下,铝合金材料表面会形成致密的氧化膜,有一定的耐腐蚀能力。
但在实际使用条件下,若不采取适当的防护措施,铝合金材料仍然会发生腐蚀。
为了提高铝合金材料的耐腐蚀能力,满足使用需求,通常采用硫酸阳极氧化的方法对铝合金表面进行防护。
一、氧化膜层的形貌、组成及特点磷酸阳极化处理铝合金时,最主要的过程是金属的晶胞在电场作用下发生电解质溶液的溶解过程,使得铝合金表面生成了一层均匀、致密的多孔氧化膜,该氧化膜为双层结构:内层是薄而致密的阻挡层,与基体直接结合在一起;外层是粗厚的多孔层,垂直于铝合金表面生长。
阳极化时,首先生成了阻挡层,随着反应的进行,氧化膜外层被电解液溶解成蜂窝状的多孔层结构。
这种结构有利于电解液和基体的连通,使反应继续下去。
阻挡层薄而致密,性质不活泼,如铝合金的阻挡层厚1 000~1 500 nm,比酸蚀法产生的(20~80 nm)厚得多,阻挡层可用水封闭并生成氧化物的水合物,以增强耐腐蚀性能;多孔层呈网状松孔结构,其顶部为纤维管状结构,膜孔呈凹凸不平的六边形蜂窝状。
铝合金经磷酸阳极氧化成膜后表面呈凹凸不平的多孔结构,膜孔大致为六边形;随着阳极化过程的继续,磷酸电解质溶液溶解已形成的孔格壁,造成部分已形成的膜孔壁消失,形成尺度不同的膜孔;膜孔的外接圆直径约为4.78μm,是各种阳极氧化膜中最大的,有利于胶粘剂深入到膜孔根部;多孔膜的厚度约为90.10μm。
多孔层顶部的纤维状结构高度约为100 nm,可通过类似纤维强化作用而增大界面上的机械啮合效果,从而利于提高胶接强度。
铝表面阳极氧化处理方法
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。
(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。
表—1 脱脂及主要工艺脱脂方法溶液组成用量g/L 温度/度时间min 后处理备注有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当无浸蚀表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温—80 适当。
水清洗无浸蚀碱性溶液NaOH 50—200 40-80 0。
5-3 水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化,硝酸可用稀硫酸+铬酸代替十二水磷酸钠NaOH硅酸钠40—608-1225—30 60—70 3-5 水清洗NaOH可用40-50g/L碳酸钠代替,总碱度按NaOH计算为1。
6%—2。
5%多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂15.64.84。
84。
80.3ml0.1ml 60 12—15 水清洗使用前搅拌4个小时十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂50-7025—353-5 75—85 3—5 水清洗碳酸钠磷酸钠25—4025—40 75-85 适当水清洗磷酸钠碳酸钠NaOH 20106 45—65 3-5 水清洗强碱阻化除油剂40-60 70 5 水清洗除油不净可延长处理时间酸性溶液硫酸50—300 60—80 1—3 水清洗硝酸162-354 常温3—5 水清洗松化处理磷酸硫酸表面活性剂3075 50-60 5-6 水清洗磷酸(85%)丁醇异丙醇水100%40%30%20%常温5—10 水清洗溶液组成以体积记电解溶液阳极氧化用电解质常温适当交流电或阴极电流电解NaOH 100-200 常温0.5—3 水清洗后中和铝制品为阴极,电流密度为4-8A/dm2乳化溶液石蜡三乙醇胺油酸松油水8。
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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。
氧化溶液温度较低时,形成的氧化膜致密,孔隙率小,不易着色,随着氧化温度的升高,氧化膜逐渐变得疏松,膜层孔隙率逐步变大,膜层的颜色随温度的升高逐渐变深。
因此氧化溶液温度是决定氧化膜致密程度的重要因素,也是决定氧化膜颜色均匀性的重要因素。
硫酸阳极化溶液温度必须严格控制,根据不同的铝合金选用不同的温度范围,对于硬铝、超硬铝及纯铝等来说,最佳的溶液温度范围为15℃~25℃;对于防锈铝合金零件来说,最佳的温度范围为l0℃~l8℃。
在硫酸阳极氧化工艺中,需采用压缩空气搅拌,并配备制冷装置。
在无冷却装置的情况下,可在硫酸溶液中加入1.5%~2%的丙三醇或草酸、乳酸等有机羧酸,可使阳极氧化溶浓温度超过30℃而避免或减少氧化膜的疏松或粉化。
一些氧化工艺和生产实跋证明,在硫酸阳极氧化溶液中加入适量的有机羧酸或丙三醇可有效减少反应热效应的影响,在不降低氧化膜厚度和硬度的条件下提高阳极氧化溶液的温度允许上限。
另外,控制氧化溶液温度恒定的条件下,也要注意有效控制阳极电流密度。
4.严格控制阳极电流密度随着阳极电流密度的升高,氧化膜层的颜色逐渐变深,膜层的厚度先变厚而后又变薄。
其原因是随着阳极电流密度的增加,氧化膜孔隙加大,易于着色;而随着阳极电流密度减小,膜膜层颜色逐渐变深。
在其他条件不的生长速度减小,膜层致密,所以随着电流密度的升高,变的情况下,提高阳极电流密度,氧化膜的生成速度较快,可缩短阳极氧化时间,膜层的化学溶解量减少,得到的膜层较硬,耐磨性好。
但阳极电流密度不能升得太高,否则会因焦耳热的影响,膜孔内热效应加大,局部温升显著,加速了氧化膜的溶解,成膜速度反而下降,也容易造成零件的烧蚀。
也就是说阳极电流密度提高,在一定范围内可加速氧化成膜的生成速度,但到一定值后,成膜速度反而降低。
阳极电流密度的大小直接影响膜层颜色的均匀性,根据不同的铝合金选用不同的阳极电流密度,对各种纯铝、包铝零件,最佳电流密度为1.0A/dm2~1.5A/dm2;对铸铝、锻铝零件,最佳电流密度为1.5A/dm2~2.5A/dm2;对硬铝及超硬铅零件,最佳电流密度为l.3A/dm2~1.5A/dm2;对防锈铝合金零件,最佳电流密度为1.0A/dm2~1.3A /dm2。
5.确保阳极氧化过程的用水品质硫酸阳极氧化溶液所使用的水质及溶液中的有害杂质含量必须严格控制。
配制硫酸阳极氧化溶液必须采用软化水、去离子水或蒸馏水,坚决不能用含有Ca2+、Mg2+、SiO32-及Cl一的自来水。
一般情况下,水中的Cl-浓度达到25mg/L时就会对铝合金的阳极氧化处理产生有害影响。
Cl-离子(包括其他卤族元素)可破坏氧化膜的生成,甚至根本形成不了氧化膜。
硫酸阳极化清洗用水及封闭用水也应采用去离子水或蒸馏水,要求水中[Cl一]≤15mg/L,总矿物质≤50mg/L。
6.加强工序间的防护一般认为铝合金是不会生锈的,其实不然,铝合金由于含有多种合金元素,如介质中含有Cl-等活性阴离子,加之由于生产批量大,生产周期长,在此期间如不采取有效的防护措施,在局部表面出现腐蚀点并迅速向深处发展。
在碱腐蚀后比较明显,最终导致氧化膜表面出现小麻点或小凹坑。
为避免小孔腐蚀的发生,首先,在工序间,特别是精加工完后,零件表面必须涂防锈油;其次,零件在周转过程中,严禁用裸手拿取,同时要注意防锈和防潮。
7.对于特殊铝合金零件进行二次热处理对于部分因为材料热处理不均匀的特殊零件,根据生产实际,在粗加工完成以后,增加二次热处理(淬火+人工时效)工序,而且在淬火时严格控制淬火转移时间及淬火冷却速度。
这两个因素对淬火材料力学性能和耐蚀性影响相当大。
一般要求超硬铝合金的转移时间不超过15s,否则将因材料温度降低致使Tη等强化相大量自晶内析出而降低淬火后的强度及耐蚀性。
淬火冷却速度的影响与转移时间的影响程度同样巨大,淬火时的冷却速度,必须确保过饱和固溶体被固定下来,它对合金的性能起决定性作用。
为确保淬火后得到应有的力学性能和耐腐蚀性能,必须采取很高的淬火冷却速度。
针对于不同的铝合金,有不同的淬火冷却速度要求,一般要求超硬铝合金淬火冷却速度不得低于170℃/s,否则得不到理想的淬火效果。
8.定期对电解液中的杂质进行清理阳极氧化溶液中主要的杂质是Al3+、Cu2+、Fe2+、Cl-、F-、NO3-等,当C1-、F-、NO3-等阴离子杂质含量高时,阳极氧化膜的孔隙率会大大增加,氧化表面变得粗糙和疏松,这些杂质在氧化溶液中的允许含量为[Cl一]<0.059/L,[F一]<0.019/L等。
氧化溶液中的Al3+主要来自工件在氧化过程中的溶解,当溶液中[A13+]>209/L时,氧化膜表面呈现白点或块状白斑,氧化膜的吸附性能下降,造成染色困难。
当[Cu2+]含量达到0.029/L时,氧化膜会出现暗色条纹和黑色斑点。
要排除Cu2+,可以通直流电,阳极电流密度控制在0.1A/dm2~0.2A/dm2左右,溶液中的金属铜便在阴极上析出。
当Cu2+含量很高时,可先用铅板直接放人电解液中,这时铅板上会很快置换上一层金属铜。
用此法可去除含量较高的铜离子,而后再通电处理,可以彻底去除Cu2+。
如杂质含量超过允许值,可部分或全部更换阳极氧化溶液。
.故障现象与排除措施1.局部出现黑斑或条纹,以及鼓瘤或孔穴现象铝合金制品经阳极氧化处理后,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。
其原因通常与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关,或与氧化溶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高质量的膜层。
而铝硅合金或含铜高强铝合金,生成的氧化膜发暗、发灰,光泽性不好。
如果表面相结构不均匀、组织偏析、杂质偏析或热处理不当所造成的组织不均匀等,则易产生选择性氧化或选择性溶解,造成氧化膜质量较差。
如铝合金材料中局部硅含量偏析,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、尘埃颗粒或铜、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,影响阳极氧化膜的抗腐蚀防护性能。
2.氧化膜不完整,局部无膜或烧损同槽处理的阳极氧化零件,有的部位无氧化膜或膜层轻薄或不完整,而在夹具和零件接触处则出现有烧损熔蚀现象。
这类故障在硫酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生,严重影响着铝合金零件的阳极氧化质量。
造成这种故障的原因有:①装夹位置不当。
由于装夹位置不当,阳极化时氧气跑不出来滞留在局部表面上,造成闷气而无氧化膜。
装夹时应注意选择适当位置,使零件的凹面向上或向上倾斜,这样就可以避免无氧化膜的故障。
②零件表面有附着物。
阳极化前零件表面如有胶纸等透明黏性物质时,阳极氧化时又没有脱落,在膜层封闭时却脱落了下来,结果在吸附物处就没有氧化膜,操作者在前处理时就应注意除去这类物质。
③氧化溶液成分太稀。
氧化溶液成分太稀,造成氧化零件局部电流太小处就无氧化膜生成,可以分析并鼹高硫酸浓度,消除此故障。
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跑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。
夹具与零件接触处,既要保证电流自由通过,又要尽可能减少夹具和零件间的接触印痕。
接触面积过小,电流密度太大,会产生过热易烧损零件和夹具。
3.氧化膜疏松粉化铝合金硫酸阳极氧化处理后,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉,特别是填宅封闭后,制件表面出现严重粉层,抗腐蚀性差。
在铝合金阳极氧化过程中,氧化膜的形成和溶解是同时进行的,氧化膜的化学溶解会造成氧化膜的疏松,甚至产生疏松粉末状氧化膜。
氧化膜的溶解速度乏氧化溶液的温度影响较大,并随溶液温度的升高而加速。
所以这一类故障多发生在夏季,尤其是没有冷却装置的硫酸阳极化槽,往往处理1槽~2槽零件后,疏松粉化现象就会出现,明显地影响氧化膜的质量。
由于铝合金阳极氧化膜电阻很大,在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热,槽电压越高产生热量越大,从而导致电解液温度不断上升。
所以在阳极氧化过程中,必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围。
一般情况下,温度应控制在13℃~26℃,氧化膜质量较佳。
若电解液温度超过30℃,氧化膜会产生疏松粉化,膜层质量低劣,严重时发生烧焦现象。
另外,当电解液温度恒定时,阳极电流密度也必须予以限制,因为阳极电流密度过高,温升剧烈,氧化膜也易疏松呈粉状或砂粒状,对氧化膜质量十分不利。
另外阳极氧化时间长,溶液浓度浓,也会产生疏松的阳极氧化膜。
电流密度过大或电压过高时,产生的焦耳热使铝合金零件发热,导致零件周围的溶液温度升高,从而加快氧化膜的化严格控制工艺规范是防止阳极氧化膜所以,造成氧化膜疏松或产生粉末状氧化膜。