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电镀工艺:铝及其合金的阳极氧化工艺

  慧聪表面处理网:铝及其合金阳极氧化的方法有很多,这里主要介绍常用的硫酸阳极氧化。铝及其合金的其他阳极氧化法还有铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、硬质阳极氧化、瓷质阳极氧化等。

  硫酸阳极氧化:在稀硫酸电解液中通以直流或交流电对铝及其合金进行阳极氧化。可获得5~20μm?厚,吸附性较好的无色透明氧化膜。该法工艺简单,溶液稳定,操作方便。(1)硫酸的质量浓度的影响:硫酸的质量浓度高,膜的化学溶解速度加快,所生成的膜薄而且软,空隙多,吸附力强,染色性能好;降低硫酸的质量浓度,则氧化膜生长速度较快,而空隙率较低,硬度较高,耐磨性和反光性良好。

  (2)温度的影响:电解液的温度对氧化膜质量影响很大,当温度为10~20°C时,所生成的氧化膜多孔,吸附性能好,并富有弹性,适宜染色,但膜的硬度较低,耐磨性较差。如果温度高于20°C?,则氧化膜变疏松并且硬度低。温度低于10°C?,氧化膜的厚度增大,硬度高,耐磨性好,但空隙率较低。因此,生产时必须严格控制电解液的温度。

  (3)电流密度的影响:提高电流密度则膜层生长速度加快,氧化时间缩短,膜层化学溶解量减少,膜较硬,耐磨性好。但电流密度过高,则会因焦耳热的影响,使膜层溶解作用增加,导致膜的生长速度反而下降。电流密度过低,氧化时间较长,使膜层疏松,硬度降低。

  (4)时间的影响:阳极氧化时间可根据电解液的质量浓度、温度、电流密度和所需要的膜厚来确定。在相同条件下,随着时间延长,氧化膜的厚度增加,空隙增多。但达到一定厚度后,生长速度会减慢下来,到最后不再增加。

  (5)搅拌的影响:搅拌能促使溶液对流,使温度均匀,不会造成因金属局部升温而导致氧化膜的质量下降。搅拌的设备有空压机和水泵。

  (6)合金成分的影响:铝合金成分对膜的质量、厚度和颜色等有着十分重要的影响,一般情况下铝合金中的其他元素使膜的质量下降。对Al-Mg系合金,当镁的质量分数超过5%且合金结构又呈非均匀体时,必须采用适当的热处理使合金均勻化,否则会影响氧化膜的透明度;对Al-Mg-Si系合金,随硅含量的增加,膜的颜色由无色透明经灰色、紫色,最后变为黑色,很难获得颜色均勻的膜层;对Al-Cu-Mg-Mn?系合金,铜使膜层硬度下降,空隙率增加,膜层疏松,质量下降。在同样的氧化条件下,在纯铝上获得的氧化膜最厚,硬度最高,耐蚀性最好。

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