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分析金屬表面氧化處理主要的方法

如今的鋁合金產(chǎn)品在我們生活中可以說是隨處可見，因?yàn)殇X合金材料性能好，可以應(yīng)用于多個(gè)產(chǎn)品的加工，鋁合金的氧化處理的效果好壞關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，鋁合金硬質(zhì)氧化處理不當(dāng)?shù)脑挘赡芊栏Ч涂紫斗植疾痪鶆虻那闆r都會(huì)發(fā)生。

1、陽極氧化膜具備雙重性，且孔隙較大、分布不均，難以達(dá)到較好的防腐效果;所以，進(jìn)行鋁合金氧化處理時(shí)，專業(yè)工藝手段的展開是有必要的。

2、鎂有產(chǎn)生硬化及脆性、降低伸長(zhǎng)率、增大熱裂的傾向，如ADC5、ADC6等，在生產(chǎn)中，因其凝固范圍寬、收縮傾向大，經(jīng)常產(chǎn)生縮松和裂紋，鑄造性能極差，因此，在其使用范圍上有較大局限性，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜的工件，根本不宜生產(chǎn);

3、市場(chǎng)上常用的鋁鎂合金，因鋁合金硬質(zhì)氧化處理的對(duì)象，鋁合金產(chǎn)品的成分復(fù)雜，鋁純度過低，硫酸陽極氧化時(shí)，難以產(chǎn)生透明防護(hù)膜，多呈乳白色，上色狀態(tài)也差，按正常工藝難以達(dá)到理想效果。所以，鋁合金硬質(zhì)氧化的工藝效果好壞很重要，選擇可靠的工藝廠家可以讓我們的效果更加較好。

鋁板氧化處理技術(shù)

針對(duì)鋁合金的陽極氧化，比較多，可以應(yīng)用在日常生活中，以為這種工藝的特性，使鋁件表面產(chǎn)生堅(jiān)硬的保護(hù)層，可用于生產(chǎn)廚具等日用品。但鑄造鋁的陽極氧化效果不好，表面不光良，還只能是黑色。鋁合金型材就要好一點(diǎn)，下面為大家簡(jiǎn)單的介紹一下鋁板氧化處理的方法。  

近十年來，我國(guó)的鋁氧化著色工藝技術(shù)發(fā)展較快，很多工廠已采用了新的工藝技術(shù)，并且在實(shí)際生產(chǎn)中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。已經(jīng)成熟和正在發(fā)展的鋁及其合金陽極氧化工藝方法很多，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，從中選取合適的工藝。  

在選取氧化工藝之前，應(yīng)對(duì)鋁或鋁合金材質(zhì)情況有所了解。因?yàn)椋牧腺|(zhì)量的優(yōu)劣、所含成份的不同，是會(huì)直接影響到鋁制品陽極氧化后的質(zhì)量的。關(guān)于這一點(diǎn)，洪九德、范濟(jì)同志已有專門論述(參看《電鍍與涂飾》1982年第2期P.27)。  

比如，鋁材表面如有氣泡、劃痕、起皮、粗糙等缺陷，經(jīng)陽極氧化后，所有疵病依然會(huì)顯露出來。而合金成份，對(duì)陽極氧化后的表面外觀，也產(chǎn)生直接的影響。

硬質(zhì)陽極氧化處理工藝條件及要求

硬質(zhì)陽極氧化處理采用直流電源或直流和交流疊加電源。其溶液種類也較多，以采用H2SO4 硬質(zhì)陽極氧化處理較普遍。

采用H2SO4 硬質(zhì)陽極氧化法時(shí)，應(yīng)考慮影響氧化膜層的各因素。

(1) H2SO4 氧化處理的濃度：常采用200～250g／L，槽液的相對(duì)密度(室溫下)為1．12～1．15。

(2)水：水是硬質(zhì)陽極氧化處理的主要成分，一般采用蒸餾水或冷開水，而不用自來水，因?yàn)樽詠硭泻新入x子，當(dāng)Cl一>1％時(shí)，其制件在氧化過程中就會(huì)腐蝕，并出現(xiàn)白斑。

(3)氧化處理的溫度：溫度是影響氧化膜質(zhì)量的重要因素之一。嚴(yán)格控制溫度，其氧化膜增厚，硬度提高且光滑、致密。

(4)電流密度：電流也是影響氧化膜質(zhì)量的重要因素之一，它與氧化膜的生成速度、氧化膜的組織有較大關(guān)系。電流密度過低時(shí)，氧化膜的生成速度緩慢，處理時(shí)間增加；反之，過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致溶液和電極因焦耳效應(yīng)而過熱，使氧化膜溶解速度增加，硬度下降，表面粗糙、疏松起粉。

(5)初始電壓與處理時(shí)間：硬質(zhì)陽極氧化處理的初始電壓與時(shí)間對(duì)氧化膜質(zhì)量的影響也是很大的。初始的電壓過大，會(huì)導(dǎo)致電流的增加，焦耳熱和生成熱劇增，促使溶解速度猛增，氧化膜則軟，無光澤，起粉，不耐磨。

對(duì)于氧化處理時(shí)間，一般是隨著氧化處理時(shí)間的延長(zhǎng)，氧化膜厚度增加，但到一定時(shí)間后，若不增加外加電壓，氧化膜實(shí)際不增加。如果繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，則氧化膜硬度低，疏松起粉。相反，氧化處理時(shí)間太短，氧化膜厚度薄且不耐磨。

(6)氧化處理溶液的攪拌：攪拌速度大小與氧化膜生成速度(氧化膜質(zhì)量)有關(guān)。

直流陽極氧化時(shí)間與電壓對(duì)膜層性能的影響

一、直流陽極氧化時(shí)間對(duì)膜層性能的影響

特定時(shí)間范圍內(nèi),隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng),膜厚度增加很快,氧化時(shí)間>50min后,膜厚度幾乎不再增長(zhǎng)。氧化前,實(shí)驗(yàn)用工業(yè)純鋁L2基體的顯微硬度約4615HV。經(jīng)陽極氧化的試樣表面顯微硬度極度提高,但隨氧化時(shí)間的增加,尤其是氧化時(shí)間20min后,膜硬度迅速下降。其原因是(i)氧化膜分為阻擋層和多孔層,阻擋層硬度很高,而多孔膜層硬度較低。在氧化初期,阻擋層硬度對(duì)膜層的硬度影響占優(yōu)勢(shì),隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng),多孔層增厚,阻擋層的影響減小,從而導(dǎo)致表面的顯微硬度降低。(ii)在氧化膜的生長(zhǎng)過程中,成膜反應(yīng)和溶膜反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)成膜速度大于溶膜速度時(shí),一定時(shí)間內(nèi)膜層厚度不斷增加,隨著氧化膜膜層向基體不斷延伸的同時(shí),多孔層的孔壁逐漸變薄,孔徑逐漸增大,導(dǎo)致顯微硬度隨氧化時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì)。值得注意的是,封孔后,隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng),氧化膜的硬度下降趨勢(shì)減緩。氧化時(shí)間為40min,能同時(shí)獲得相對(duì)較好的膜厚度和膜硬度。

二、直流陽極氧化電壓對(duì)膜層性能的影響

氧化膜厚度隨著氧化電壓的升高幾乎呈線性增加。這是因?yàn)橐欢妷悍秶鷥?nèi),氧化電壓越大,氧化膜的阻擋層越厚,而多孔層的產(chǎn)生和增長(zhǎng)是建立在阻擋層不斷向鋁基體延伸的基礎(chǔ)上的,阻擋層越厚,則產(chǎn)生的多孔層越厚膜層表面顯微硬度亦隨氧化電壓的增加而增加。這是因?yàn)樘岣哐趸妷?氧化膜的生長(zhǎng)速度加快,成膜時(shí)間縮短。膜層發(fā)生化學(xué)溶解的時(shí)間減少,其厚度和硬度相應(yīng)提高。值得注意的是氧化電壓超過10V后,膜硬度增長(zhǎng)趨勢(shì)相對(duì)減緩。