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技術(shù)丨鋁型材陽(yáng)極氧化封孔工藝優(yōu)化與維護(hù)-惠州富坤陽(yáng)極氧化有限公司

鋁材常溫封孔質(zhì)量的影響因素有：封孔液中的封孔物質(zhì)鎳鹽、氟離子、封孔添加劑及其含量，這3個(gè)因素是決定鋁材封孔質(zhì)量效果的關(guān)鍵性因素；溶液的PH值、溫度和封孔時(shí)間是影響鋁型材封孔質(zhì)量的重要條件因素；而提高槽液的潔凈度、減小雜質(zhì)的含量是鋁材封孔質(zhì)量的重要保證，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，保證鋁材常溫封孔質(zhì)量適宜生產(chǎn)工藝條件很重要。

封孔工藝的優(yōu)化

工藝流程一般工業(yè)上均采用如下的生產(chǎn)工藝流程：常溫脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽(yáng)極氧化→二次水洗→封孔→二次水洗；

一、硫酸濃度優(yōu)化：生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)其它工藝條件不變時(shí)，隨著硫酸濃度的增大，陽(yáng)極氧化過(guò)程中硫酸對(duì)氧化膜的溶解作用明顯加強(qiáng)，氧化膜孔錐度加大，封孔變得困難，因而封孔時(shí)間需要適當(dāng)延長(zhǎng)。一般情況下，硫酸濃度超過(guò)185g/L即對(duì)厚膜的染斑試驗(yàn)產(chǎn)生明顯影響，但硫酸溶度過(guò)低，陽(yáng)極氧化膜著色性能不佳，故實(shí)際生產(chǎn)中，需要權(quán)衡控制在合理范圍內(nèi)。

二、鎳離子溶度優(yōu)化：封孔是通過(guò)鎳離子進(jìn)入氧化膜孔、水解沉淀得以實(shí)現(xiàn)的。鎳氟體系常溫快速封孔的機(jī)理是溶解一沉積反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物（塞孔物質(zhì)）主要由Ni（OH）、A1OOH、AlF3組成，是金屬鹽的水解沉積、水化反應(yīng)和形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜三種作用的綜合結(jié)果。鎳離子填充速度直接影響封孔速度，其含量對(duì)封孔質(zhì)量影響很大，鎳離子溶度越高，封孔質(zhì)量越好。

但是常溫封孔對(duì)坯料擠壓色差掩蓋作用十分有限，含量過(guò)高氧化膜底色發(fā)青，色差明顯。故鎳離子濃度控制在1.0～1.3g/L為宜，實(shí)際生產(chǎn)中鎳離子在0.9g/L以上即可保證封孔質(zhì)量。

三、氟離子溶度優(yōu)化：氟離子對(duì)氧化膜起電中和作用，膜表面電性轉(zhuǎn)負(fù)，有利于鎳離子向孔內(nèi)擴(kuò)散和水解。另一方面，氟離子半徑小，可以吸附在膜孔內(nèi)，與孔壁的氧化膜反應(yīng)生成氟鋁絡(luò)合物，從而使孔內(nèi)鋁離子積累和PH升高，有利于Ni向膜孔內(nèi)表面的遷移和水解，生產(chǎn)實(shí)踐表明，氟離子濃度在0.3～0.6g/L為宜，過(guò)高易起粉，過(guò)低則封孔不良。

同時(shí)在封孔過(guò)程中，氟離子消耗速度比鎳離子快，故需經(jīng)常補(bǔ)充，但不推薦單獨(dú)添加氟化氨或NH4HF2，一則易造成槽液老化；二則易引起槽液PH起伏過(guò)大；三則添加物易與鎳離子起絡(luò)合反應(yīng)造成實(shí)際補(bǔ)充到槽液中的游離態(tài)氟離子十分有限。

四、PH值優(yōu)化：提高槽液PH值，能有效降低氟離子消耗，促進(jìn)鎳離子的吸收，封孔質(zhì)量提高。但PH值太高時(shí)鎳鹽易水解，槽液渾濁嚴(yán)重，型材表面容易產(chǎn)生白灰，槽液PH值太低時(shí)，不足以造成鎳鹽水解，達(dá)不到封孔效果。依生產(chǎn)實(shí)踐，新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比較好，老槽PH控制在6.0-6.5為宜。

五、封孔溫度優(yōu)化：溫度太低時(shí)，F(xiàn)與氧化膜反應(yīng)弱，不足以引起鎳鹽水解，影響封孔效果，常溫封孔槽冬天一般也需要加溫維持在一定溫度。正常情況下，封孔溫度越高，封孔時(shí)間可以適當(dāng)縮短。老槽或者氟離子含量低于0.3g/L槽，往往需要加熱到30℃以上才能正常封孔。依生產(chǎn)實(shí)踐，當(dāng)封孔溫度低于25℃或高于35℃均會(huì)出現(xiàn)封孔不良。

六、封孔時(shí)間優(yōu)化：封孔先做的部位是氧化膜膜口處，隨時(shí)間增加，逐漸深入膜孔內(nèi)部從而完成封孔，在整個(gè)封孔過(guò)程中，前半段時(shí)間封孔速度快，后半段時(shí)間封孔速度慢。

依生產(chǎn)實(shí)踐，白料、噴砂料、色料封孔時(shí)間存在較大差異，不能一味根據(jù)膜厚高低按比例分配封孔時(shí)間，尤其是古銅料和黑料，雖然氧化膜膜底會(huì)沉積3-8UM著色微粒，但過(guò)短的封孔時(shí)間會(huì)造成脫色黏膠危險(xiǎn)。封孔時(shí)間稍長(zhǎng)即容易起灰，需要車(chē)間操作者根據(jù)實(shí)際情況決定封孔時(shí)間。由于現(xiàn)代添加劑的發(fā)展，目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間（30分鐘）封孔不起灰的封孔劑，這對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)十分有利。

七、陳化過(guò)程優(yōu)化：封孔過(guò)程中氧化膜根部未完全封閉，需要陳化一段時(shí)間。正常工藝條件下，封孔后自然陳化1-3天內(nèi)即可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是自然封孔膜抗熱裂性能不佳，部分厚膜料在外暴曬一段時(shí)間即會(huì)出現(xiàn)明顯裂紋。采用熱純水陳化能顯著提高氧化膜熱裂性，熱純水電導(dǎo)率不大于50；溫度60-80℃；時(shí)間1um/min；熱水洗溫度對(duì)表面質(zhì)量影響比較明顯，過(guò)高的陳化溫度會(huì)起灰。

鋁陽(yáng)極氧化處理基礎(chǔ)-惠州富坤陽(yáng)極陽(yáng)極氧化有限公司

在酸性電解液中，以鋁為陽(yáng)極，經(jīng)過(guò)電解使鋁表面產(chǎn)生氧化膜的材料保護(hù)技術(shù)。鋁的陽(yáng)極氧化有多種電解液，但基本上是以硫酸、鉻酸、乙二酸或硼酸為主要組分配制的。其中廣泛使用的是硫酸基的。電源可采用直流、交流或交變直流的。電壓在5～25伏間，溫度低于25℃。

電解過(guò)程中，氧的陰離子與鋁作用產(chǎn)生氧化膜。這種膜初形成時(shí)還不夠細(xì)密，有一定的電阻，使電解液中的負(fù)氧離子仍能到達(dá)鋁表面繼續(xù)形成氧化膜。隨著膜厚度的增長(zhǎng)，電阻變大，電解電流變小，而與電解液接觸的外層氧化膜同時(shí)發(fā)生化學(xué)溶解，在鋁表面形成氧化物的速度漸與化學(xué)溶解的速度平衡時(shí)，這一氧化膜便可達(dá)到這一電解參數(shù)下的厚度。鋁的陽(yáng)極氧化膜的結(jié)構(gòu)與其他轉(zhuǎn)化膜有所不同,靠近基體金屬部分的是0.01～0.1微米的致密層，其上是許多空心六角柱體所構(gòu)成的狀層，總厚度為2～100微米不等。由各種電解液產(chǎn)生的陽(yáng)極氧化膜色調(diào)不一，有的是整體著色的，多用于建筑工業(yè)，有的可以染料著色或利用水解和復(fù)分解的方法，使形成的顏料沉積在六角柱的空心部分，增加美感。

后還需要進(jìn)行封閉和烘干。有陽(yáng)極氧化鋁膜的鋁材，抗蝕性有時(shí)優(yōu)于經(jīng)過(guò)鉻酸鹽處理的鋁材。這種鋁材除在建筑工業(yè)和日用五金產(chǎn)品方面廣泛使用外，也用于飛機(jī)、汽車(chē)、民用船舶。利用低溫、溶解力微弱的電解液和較高的電壓(100～150伏)，可形成工程用的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜，用于與纖維、紙張和橡膠接觸的機(jī)械零件和液壓元件。在普通陽(yáng)極氧化鋁層的六角柱體空洞中填充聚四氟乙烯，可以獲得摩擦系數(shù)極低的零件。

手機(jī)外殼陽(yáng)極氧化做好必須把控哪幾點(diǎn)？

隨著鋁制品加工的發(fā)展，鋁制品表面處理的代表-陽(yáng)極氧化越來(lái)越受到手機(jī)行業(yè)的關(guān)注。如蘋(píng)果推出的Iphone6S：通過(guò)表面陽(yáng)極氧化處理，既能得到很高的硬度，又能得到天空灰、玫瑰金等效果。

經(jīng)陽(yáng)極氧化處理獲得的氧化膜，厚度一般在5-20um，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜厚度可達(dá)60-2500um。為什么諸如蘋(píng)果、華為、小米等手機(jī)巨頭如此青睞陽(yáng)極氧化，我們來(lái)具體看看陽(yáng)極氧化能夠帶來(lái)什么？

一．陽(yáng)極氧化膜能帶來(lái)什么？

1、較高的硬度

陽(yáng)極氧化膜的硬度比鋁基體高得多：基體的硬度為HV100左右,普通陽(yáng)極氧化膜的硬度約HV300,而硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜可達(dá)到HV500左右。

陽(yáng)極氧化膜不僅硬度較高，而且有較好的耐磨性，尤其是表面層多孔的氧化膜具有吸附潤(rùn)滑劑的能力，還可進(jìn)一步改善表面的耐磨性能。

2、較高的耐蝕性

一般認(rèn)為，汗水腐蝕性非常強(qiáng)，很多金屬很容易被汗水腐蝕。而陽(yáng)極氧化膜耐腐蝕性強(qiáng)，因?yàn)樗茄趸铮粚?dǎo)電，即使沾到汗?jié)n腐蝕也很慢。

經(jīng)測(cè)試，純鋁的陽(yáng)極氧化膜比鋁合金的陽(yáng)極氧化膜耐蝕性好。這是由于合金成分夾雜或形成金屬化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不連續(xù)或產(chǎn)生空隙，從而使氧化膜的耐蝕性大為降低。所以，一般經(jīng)陽(yáng)極氧化后所得的膜必須進(jìn)行封閉處理，才能提高其耐蝕性能。