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分析金屬表面氧化處理主要的方法

如今的鋁合金產品在我們生活中可以說是隨處可見，因為鋁合金材料性能好，可以應用于多個產品的加工，鋁合金的氧化處理的效果好壞關系著產品的質量。所以，鋁合金硬質氧化處理不當的話，可能防腐效果和孔隙分布不均勻的情況都會發生。

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

2、鎂有產生硬化及脆性、降低伸長率、增大熱裂的傾向，如ADC5、ADC6等，在生產中，因其凝固范圍寬、收縮傾向大，經常產生縮松和裂紋，鑄造性能極差，因此，在其使用范圍上有較大局限性，結構稍復雜的工件，根本不宜生產;

3、市場上常用的鋁鎂合金，因鋁合金硬質氧化處理的對象，鋁合金產品的成分復雜，鋁純度過低，硫酸陽極氧化時，難以產生透明防護膜，多呈乳白色，上色狀態也差，按正常工藝難以達到理想效果。所以，鋁合金硬質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

針對鋁合金的陽極氧化，比較多，可以應用在日常生活中，以為這種工藝的特性，使鋁件表面產生堅硬的保護層，可用于生產廚具等日用品。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，下面為大家簡單的介紹一下鋁板氧化處理的方法。  

近十年來，我國的鋁氧化著色工藝技術發展較快，很多工廠已采用了新的工藝技術，并且在實際生產中積累了豐富的經驗。已經成熟和正在發展的鋁及其合金陽極氧化工藝方法很多，可以根據實際生產需要，從中選取合適的工藝。  

在選取氧化工藝之前，應對鋁或鋁合金材質情況有所了解。因為，材料質量的優劣、所含成份的不同，是會直接影響到鋁制品陽極氧化后的質量的。關于這一點，洪九德、范濟同志已有專門論述(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，經陽極氧化后，所有疵病依然會顯露出來。而合金成份，對陽極氧化后的表面外觀，也產生直接的影響。

硬質陽極氧化處理工藝條件及要求

硬質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 硬質陽極氧化處理較普遍。

采用H2SO4 硬質陽極氧化法時，應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，槽液的相對密度(室溫下)為1．12～1．15。

(2)水：水是硬質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，因為自來水中含有氯離子，當Cl一>1％時，其制件在氧化過程中就會腐蝕，并出現白斑。

(3)氧化處理的溫度：溫度是影響氧化膜質量的重要因素之一。嚴格控制溫度，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系。電流密度過低時，氧化膜的生成速度緩慢，處理時間增加；反之，過高時，會導致溶液和電極因焦耳效應而過熱，使氧化膜溶解速度增加，硬度下降，表面粗糙、疏松起粉。

(5)初始電壓與處理時間：硬質陽極氧化處理的初始電壓與時間對氧化膜質量的影響也是很大的。初始的電壓過大，會導致電流的增加，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。

對于氧化處理時間，一般是隨著氧化處理時間的延長，氧化膜厚度增加，但到一定時間后，若不增加外加電壓，氧化膜實際不增加。如果繼續延長時間，則氧化膜硬度低，疏松起粉。相反，氧化處理時間太短，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(氧化膜質量)有關。

直流陽極氧化時間與電壓對膜層性能的影響

一、直流陽極氧化時間對膜層性能的影響

特定時間范圍內,隨氧化時間的延長,膜厚度增加很快,氧化時間>50min后,膜厚度幾乎不再增長。氧化前,實驗用工業純鋁L2基體的顯微硬度約4615HV。經陽極氧化的試樣表面顯微硬度極度提高,但隨氧化時間的增加,尤其是氧化時間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,阻擋層硬度對膜層的硬度影響占優勢,隨著氧化時間的延長,多孔層增厚,阻擋層的影響減小,從而導致表面的顯微硬度降低。(ii)在氧化膜的生長過程中,成膜反應和溶膜反應同時進行。當成膜速度大于溶膜速度時,一定時間內膜層厚度不斷增加,隨著氧化膜膜層向基體不斷延伸的同時,多孔層的孔壁逐漸變薄,孔徑逐漸增大,導致顯微硬度隨氧化時間的增加呈下降趨勢。值得注意的是,封孔后,隨氧化時間的延長,氧化膜的硬度下降趨勢減緩。氧化時間為40min,能同時獲得相對較好的膜厚度和膜硬度。

二、直流陽極氧化電壓對膜層性能的影響

氧化膜厚度隨著氧化電壓的升高幾乎呈線性增加。這是因為一定電壓范圍內,氧化電壓越大,氧化膜的阻擋層越厚,而多孔層的產生和增長是建立在阻擋層不斷向鋁基體延伸的基礎上的,阻擋層越厚,則產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。這是因為提高氧化電壓,氧化膜的生長速度加快,成膜時間縮短。膜層發生化學溶解的時間減少,其厚度和硬度相應提高。值得注意的是氧化電壓超過10V后,膜硬度增長趨勢相對減緩。