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铝氧化处理加工方法!
2019-11-20 18:10:37
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淮安冲压模具加工

   铝氧化处理加工方法!


   铝及铝合金的氧化处理的方法主要有两类:


  天然氧化


  氧化膜较薄,厚度约为0.5~4微米,且多孔,质软,具有良好的吸附性,可作为有机涂层的底层,但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜;


  电化学氧化


  氧化膜厚度约为5~20微米(硬质阳极氧化膜厚度可达60~200微米),有较高硬度,良好的耐热和绝缘性,抗蚀能力高于化学氧化膜,铝氧化处理加工多孔,有很好的吸附能力。


  化学氧化


  铝及铝合金的化学氧化处理设备简单,操作方便,生产效率高,铝氧化处理加工不消耗电能,适用范围广,不受零件大小和形状的限制。


  铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。


  按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸-磷酸盐膜。


  注:①配方1,2适用于纯铝,铝镁合金,铝锰合金和铝硅合金的化学氧化。膜层颜色为金黄色,但后二种合金上得到的氧化膜颜色较暗。碱性氧化液中得到的膜层较软,耐蚀性较差,孔隙率较高,吸附性好,适于作为涂装底层。


  ②配方3中加入硅酸钠,获得的氧化膜为无色,硬度及耐蚀性略高,铝氧化处理加工孔隙率及吸附性略低,在硅酸钠的质量分数为2%的溶液中封闭处理后可单独作为防护层用,适合于含重金属铝合金氧化用。


  ③工件经氧化处理后为提高耐蚀性,可在20g/L的CrO3溶液中,室温下钝化处理5~15s,然后在低于50℃温度下烘干。


  铝是比较活泼的金属,标准电位-1.66v,在空气中能自然形成一层厚度约为0.01~0.1微米的氧化膜,这层氧化膜是非晶态的,铝氧化处理加工薄而多孔,耐蚀性差。但是,若将铝及其合金置于适当的电解液中,以铝制品为阳极,在外加电流作用下,使其表面生成氧化膜,这种方法称为阳极氧化。

  通过选用不同类型、不同浓度的电解液,以及控制氧化时的工艺条件,可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜,其耐蚀性,耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。


  氧化膜的生长过程就是氧化膜不断生成和不断溶解的过程。


  第一段a(曲线ab段):无孔层形成。通电刚开始的几秒到几十秒时间内,铝表面立即生成一层致密的、具有高绝缘性能的氧化膜,厚度约0.01~0.1微米,铝氧化处理加工为一层连续的、无孔的薄膜层,称为无孔层或阻挡层,此膜的出现阻碍了电流的通过和膜层的继续增厚。无孔层的厚度与形成电压成正比,与氧化膜在电解液中的溶解速度成反比。因此,曲线ab段的电压就表现出由零急剧增至最大值。


  第二段b(曲线bc段):多孔层形成。随着氧化膜的生成,电解液对膜的溶解作用也就开始了。由于生成的氧化膜并不均匀,在膜最薄的地方将首先被溶解出空穴来,电解液就可以通过这些空穴到达铝的新鲜表面,电化学反应得以继续进行,电阻减小,电压随之下降(下降幅度为最高值的10~15%),膜上出现多孔层。


  第三段c(曲线cd段):多孔层增厚。铝氧化处理加工约20s后,电压进入比较平稳而缓慢的上升阶段。表明无孔层在不断地被溶解形成多孔层的同时,新的无孔层又在生长,也就是说氧化膜中无孔层的生成速度与溶解速度基本上达到了平衡,故无孔层的厚度不再增加,电压变化也很小。但是,此时在孔的底部氧化膜的生成与溶解并没有停止,他们仍在不断进行着,结果使孔的底部逐渐向金属基体内部移动。随着氧化时间的延续,孔穴加深形成孔隙,具有孔隙的膜层逐渐加厚。当膜生成速度和溶解速度达到动态平衡时,即使再延长氧化时间,氧化膜的厚度也不会再增加,此时应停止阳极氧化过程。阳极氧化特性曲线与氧化膜生长过程如下图所示。

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  工艺


  铝及其铝合金阳极氧化的方法很多,常用的有硫酸阳极氧化、铝氧化处理加工、草酸阳极氧化、硬质阳极氧化和瓷质阳极氧化。


  硫酸


  在稀硫酸电解液中通以直流和交流电对铝及其合金进行阳极氧化处理,可获得5~20微米厚,吸附性较好的无色透明氧化膜。


  硫酸阳极氧化工艺简单,溶液稳定,操作方便,允许杂质含量范围较宽,电能消耗少,成本低,且几乎可以适用于铝及各种铝合金的加工,所以在国内已得到了广泛的应用。www.harzsly.com 


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