金属的氧化工艺通常会用到铝硫酸阳极、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化这个三个,也是比较常见的,三个工艺各有优势。
硫酸阳极氧化工艺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称为铝硫酸阳极氧化。因为硫酸交流阳极氧化电流效率低,氧化膜的耐蚀性差、硬度低,很少使用。目前国内外广泛应用的是硫酸直流阳极氧化,它与其他酸阳极氧化相比较,在生产成本、氧化膜特点和性能方面具有明显的优越性:1.生产成本低;2.膜的透明度高;3.耐蚀性和耐磨性好;4.电解着色和化学染色容易。
铬酸阳极氧化工艺铬酸阳极氧化工艺Zui早是由Bengough和Stuart在1923年开发的。铬酸氧化膜比硫酸氧化膜和草酸氧化膜要薄得多,一般厚度只有2~5um,本色阳极氧化,能保持原来部件的精度和表面粗糙度。膜层不透明,孔隙率较低,很难染色,在不作封孔处理的情况下也可以使用。铬酸溶液对铝的溶解度小,使孔和缝隙内残留的溶液对部件的腐蚀影响小,适用于铸件、铆接件和机械加工件等的表面处理、该工艺在军事装备上也用得较多,美国、俄罗斯和英国的铝合金航空部件表面处理,一般都用该工艺。它除了生成铬酸氧化膜起防护作用外,还可作为对部件质量的检查手段,如部件上有孔和裂纹等缺陷,在处理操作中,醒目的棕褐色电解液就会从中流出,很容易被人们及时发现。
草酸阳极氧化工艺草酸阳极氧化工艺早在1939年以前就为日本和德国广泛采用。因草酸电解液对铝及氧化膜溶解性小,氧化膜孔隙率低,膜层耐蚀性、耐磨性和电绝缘性比硫酸膜好。但草酸阳极氧化成本高,一般为硫酸阳极氧化的5~10倍;草酸在阴极上被还原为C2H4O3,阳极上被氧化成二氧化碳,使电解液稳定性较差;草酸氧化膜的色泽易随工艺条件变化而变化,使产品产生色差,该工艺在应用方面受到一定的限制,一般只在特殊要求的停车场划线的情况下使用,如制作电气绝缘保护层、日用品的表面装饰等。草酸作为硫酸电解液中添加剂目前倒是常用,以放宽阳极氧化温度和利于生产厚膜,一般在硫酸电解液中,草酸加入量10~15g/L,能使氧化温度由原来的不超过20°C放宽到22°C,草酸的加入使电解液对膜的溶解能力相对减弱,在一定程度上也能提高成膜速度。
压铸铝氧化着色跳色原因分析
压铸铝氧化着色过程中,有时会出现压铸件跳色或者颜色发花等问题,下面就这个问题进行分析,出现这种状况的原因和处理方法。
压铸铝氧化着色出现染色发花、跳色的原因及处理方法:
1、染液PH值偏低,可用稀氨水调到规范值。
2、清洗不干净。坚强水洗。
3、染料溶解不完全,加强溶解致完全溶解。
4、染液温度太高,降低温度。
5、氧化膜孔隙小,阳极氧化厂,原因是氧化温度太低,抑制皮膜被硫酸溶解,可适当调高氧化温度避免此问题。
6、染色上色太快,二染色时间太短,硬质阳极氧化,可调稀染液,降低染色温度,适当延长染色时间。
7、封孔温度太低,加温解决。
8、封孔液PH值太低,用稀氨水调高到规范值。
9、染色表面易擦掉。主要原因是皮膜粗糙,一般是氧化温度太高所致。应注意控制好氧化温度在规范范围之内。
为不影响工作效率和产品质量,在进行着色工作时,需要认真、细心处理,尽量做到操作无误,以保证生产效率。
铝是钝化型金属,与钛、钽、铌等金属一样,表面钝态氧化膜是提供保护的重要因素,阳极氧化是一种非常有效的金属保护手段。阳极氧化处理对于铝及其合金而言,是一种“wan能”的防护性和装饰性,甚至功能性的有效方法。铝的阳极氧化处理工艺可以从多种角度加以分类,比如按照电解质溶液、阳极氧化电源波形、阳极氧化膜结构、阳极氧化膜的特性等加以分类。
按照在不同电解质溶液中的阳极氧化,简单介绍它们的工艺特征和生成阳极氧化膜的特点。
01-硫酸阳极氧化膜硫酸阳极氧化是应用Zui广泛的工艺,硫酸溶液非常稳定成本比较低,不产生特殊的污染,废液处理比较客易。硫酸阳极氧化膜无色透明,处理成本比较低,又适合于各种着色必理方法和封孔方法,硫酸阳极氧化的阳极氧化膜,其孔隙率约为10%,适合于电解着色处理。氧化膜的活性较强,适合于染色处理。
02-草酸阳极氧化草酸阳极氧化早期在日本使用比较多,由于其工艺成本比硫酸阳极氧化高出3-5倍,电解液的稳定性也较差等原因,目前其应用已不如硫酸那么广泛,而旦常常与硫酸联合使用形成混合酸溶液,草酸阳极氧化的外加电圧较高,能耗比較高,草酸阳极氧化膜是透明的浅黄色膜,膜层孔隙度低,硬度比較高,耐磨性和耐腐蚀性都比较好,并不适于着色或染色。
03-铬酸阳极氧化铬酸阳极氧化主要用在耐腐蚀性要求较高的场合,-般采用恒电压阳极氧化,阳极氧化,铬酸阳极氧化膜的外观是乳白色或灰色,不透明,膜层柔韧性强孔隙度低,抗开裂(受热或弯曲)性能好,使用时可以不进行封孔处理。
04-磷酸阳极氧化磷酸阳极氧化早期用于铝材电镀的预处理,目前主要用于铝印刷电路板表面处理和铝工件胶结的预处理。磷酸阳极氧化膜的孔径比较大,与涂料的附着性較好,耐腐蚀性和力学强度比较差,磷酸阳极氧化还用于制备太阳能吸热器中吸热板的黒色阳极氧化膜,或者作为有机物涂装的底层。
05-硼酸阳极氧化由于硼酸对氧化膜的腐蚀性较低,硼酸阳极氧化形成壁垒型的阳极氧化膜,通常用于电解质电容器。
06-混合酸阳极氧化考虑到某些特殊的需要,例如,降低流酸溶液的腐蚀性,提高阳极氧化膜的硬度和耐磨性等,可以加入某些有机酸(如草酸、酒石酸等),早期的整体着色,在日本被称为“一次电解着色”,即采用有机酸混合无机酸作为阳极氧化的溶液,由此在阳极氧化处理的得到着色的效果。
07-碱性溶液阳极氧化碱性溶液阳极氧化只能作为涂层的底层,由于氧化膜粗糙, 孔隙度比较大, 耐磨性差,应用范围相当有限。
08-光亮阳极氧化光亮阳极氧化通常是指保持或Zuidi限度降低原有表面光亮度的阳极氧化,而不能理解为通过阳极氧化来实现光亮化的目的。铝合金类型和原表面的光亮度是光亮阳极氧化的基础,如1xxx系纯铝或6463铝合金是实现光亮阳极氧化的理想材料。比较常用6063铝合金阳极氧化之后,特別在其氧化膜的厚度造到10μm以上时,很难维持原有表面的光亮度。
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