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鋁及鋁合金陽極氧化工藝

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鋁及鋁合金陽極氧化工藝

發布日期:2020-05-27 00:00 來源:http://www.mybrightchild.com 點擊:


鋁及鋁合金的陽極(anode)氧(Oxygen)化工藝過程可分為:表麵前處理、陽極氧化、著色處理(非裝飾(Decoration)性製品可不進行著色)及封閉處理。鉛錫合金棒" href="/product/">鉛錫合金棒不溶性鈦陽極的析氧過電位也比鍍鉑不溶性陽極低,但是壽命卻提高1倍以上。廣泛用於各種電鍍中作為陽極或者輔助陽極使用,可以替代常規的鉛基合金陽極,在相同的條件下,可以降低槽電壓,節約電能消耗;不溶性鈦陽極在電鍍過程中具有良好的穩定性(化學、電化學),使用壽命長。此陽極廣泛用於鍍鎳鍍金、鍍鉻、鍍鋅、鍍銅等電鍍有色金屬行業。鍍鉻陽極棒電鍍陽極" href="/product/">電鍍陽極可以完全取代鈦鍍鉑陽極,使用壽命甚至更長,其價格不到鈦鍍鉑的1/2,該電極是由鈦基體上燒結多層特種混合貴金屬氧化物組成,抗高電流密度衝擊,耐強酸腐蝕,在5000A/平米的電流密度下可以穩定長久運行,WLW-DD型陽極可以做成多種形狀,完全滿足用戶的要求。

  (1)硫酸(Acerbity)陽極氧化工藝
普通硫酸陽極氧化可獲得厚度為5~20μ
  M、吸附性較好的膜層,該法的槽電壓低、維護方便,節約能源、成本較低,允許雜質含量範圍較寬。它主要用於鋁件的防護(fánghù)和裝飾,但不適用於孔大的鑄鋁件、點焊和鉚接組合件。常用的有直流電解和交流電解兩種工藝,直流法采用硫酸100~200gL,陽極電流(Electron flow)密度為0.8~1.5A/dm2,溫度(temperature)為l5~25℃,電壓l0~25V,時間20~40min;交流法采用硫酸l0%~20%,陽極電流密度為1~3A/dm2,溫度為20℃,電壓20~50V,時間20~40min。

  (2)硬質陽極氧化
硬質陽極氧化又稱厚層陽極氧化,氧化膜的厚度可達250μm。膜層具有硬度(Hardness)大、耐磨、絕緣、耐熱、耐蝕等特點。表7—2列出硬質氧化膜與普通氧化膜特征比較。獲得硬質陽極氧化膜可采用的電解液很多,常用的有硫酸、草酸、丙二酸、蘋果酸、磺基水楊酸等。常用直流電源(power supply),還可采用交流、直流疊加及各種脈衝電流。為了得到硬度高、膜層厚的氧化膜,在氧化過程中采用壓縮空氣攪拌(stir)及較低的溫度,一般保持在一5~+10℃範圍內。表7—3列出硬質陽極氧化工藝規範。
表7-2硬質氧化膜與普通氧化膜特征比較
 


 
表7-3硬質陽極氧化(oxidation)工藝規範
 


 
對於硫酸(化學式:H2SO4)硬質氧化(oxidation)工藝來說,硫酸的濃度對氧化過程影響極大,當硫酸的濃度較高時,氧化膜的生長速度慢,氧化膜硬度有所降低,孔隙度大。鍍鉻陽極棒電鍍陽極它可以適用於鍍鋅、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、高耐蝕鋅合金電鍍、仿金電鍍、鎳—鋅合金、鎳-錫合金、電子電鍍、鍍錫、鍍金、甲基磺酸鍍錫鉛合金等場合。但濃度較低時,槽液壽命短,零件易被燒壞。為了增加氧化膜的厚度,添加一定量的草酸(化學式:H2C2O4) 效果較好,且溶液中不應有氯離子和鎢(wolfram)鹽、鎂鹽。
溫度和電流密度是影響氧化膜質量(Mass)的重要因素。溫度上升,膜的厚度下降(descend),溫度還應根據不同的合金來定。若電流密度太小,氧化膜生成速度緩慢,但過高時溫度升高快,使零件產生 ;腐蝕  ;而 ;燒損  ;。硬質氧化的始末電壓與時間對氧化膜質量也有很大影響,應根據鋁合金成分(ingredient)來確定。對於含銅小於2.5%的鋁合金,開始電壓為5~7V,不應大於10V;對於含銅大於2.5%又含錳(manganese)的合金,開始電壓為20~24V,終了電壓根據所需電流密度而定。
  (3)鉻酸(化學式:HCrO)陽極氧化
鉻酸陽極氧化膜層較薄,大致在2~5μm,膜層較軟有彈性(Elasticity),抗蝕性不如硫酸陽極氧化膜,不透明,顏色(Color)由灰白至深灰色,不易著色。孔隙少,不用封閉處理。此種氧化膜適用於精密零件,很少作裝飾用。膜層與有機材料結合力好,可作為良好的塗裝底層,並廣泛(extensive)用於橡膠粘接件與蜂窩結構的麵板,多用於航空與航天工業。電解液組成及工藝條件為鉻酐50~100gL,溫度35℃±2℃,槽電壓0~50V,時間30~60min,陽極電流密度(平均)0.3~0.5A/m2,對於含銅高的鋁合金,溫度可降至25~30℃,電壓0~40V。

  (4)草酸陽極氧化
草酸陽極氧化工藝能得到硬度較高和較厚的黃色氧化膜層,厚度可達60μm。不用染色就能得到不同的色彩。當鋁合金成分不同時,膜層色彩可由銀白至棕色。但膜層著色困難(difficult),耐蝕性不強,成本較高,電解液有毒,並且不夠穩定。目前,此種工藝主要用於電氣絕緣(insulated)層和日用表麵裝飾,常用電解液及工藝為草酸3%~l0%,溫度20~35℃,電壓40~60V,陽極電流密度1.0~2.0A/dm2,時間40~60min。

  (5)磷酸陽極氧化
鋁及鋁合金在稀酸溶液中進行陽極氧化處理,能得到大孔徑的膜層,並可以作為金屬電沉積的底層。鋁合金成分的變化對氧化膜質量有很大的影響。常用電解液及工藝為磷酸3%~20%,溫度30~35℃,電壓50~60V,時間15~30min。如果零件是為電鍍做準備,應注意陽極氧化膜在電鍍前不要幹燥(drying),磷酸處理後,要清洗幹淨,否則會影響結合力,並需采用適當的冷卻和攪拌(stir)方法,使電解液溫度不能超過40℃。

  (6)其他陽極氧化
經磷酸溶液陽極氧化的鋁合金,與電鍍層的結合力良好;鋁合金在含少量硼砂或氨水的硼酸溶液中陽極氧化,可獲得電絕緣性優異的氧化膜;在鉻酸、草酸、硼酸的混合液或草酸、檸檬酸的混合液,硼酸和草酸鈦鹽的混合液中陽極氧化後,鋁合金可獲得仿釉效果的所謂瓷質陽極氧化膜。靠稀有金屬(如鈦、釷、錇等)鹽類的水解(Hydrolysis)作用沉積在氧化膜孔隙中的氧化膜質量好,硬度高,可保持零件的高精度和表麵低粗糙度,但價格(price)較貴,使用周期較短。混酸的瓷質陽極氧化工藝,適用於純鋁或含銅、鎂較低的鋁合金,膜層為銀灰色、半透明,可以染色,類似聚氯乙烯(化學式C2H3Cl)塑料的外觀。

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