机械设计中的铝材阳极氧化工艺:铝是地壳中含量丰富的金属元素,也是机械设计中常用的金属材料之一,在航空、建筑、汽车、电子等工业的发展中,以其优异的综合性能,发挥着重要作用。在机械设计中,为使铝材料发挥其较大的性能,往往需要对材料进行处理,阳极氧化处理就是其中一种。阳极氧化是20世纪开发的一种简单的电化学工艺,可在铝表面形成氧化铝保护涂层。尽管铝具有足够的耐腐蚀性能,使其在暴露于大气时仍能保持其结构完整性,但仍会发生表面腐蚀,损害其外观。硬质阳极氧化处理采用直流电源或直流和交流叠加电源。山东喷砂阳极氧化
阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约0.03-0.05μm,为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成,此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时,膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的,它们都与阳极氧化条件密切相关。直流电硫酸阳极氧化:在硫酸电解液中阳极氧化,作为阳极的铝制品,在阳极化初始的短暂时间内,其表面受到均匀氧化,生成极薄而有非常致密的膜。苏州铝阳极氧化单位阳极氧化需要的时间往往要几十分钟。
硬质阳极氧化:一、操作条件方面的差异:1、温度不同:普通氧化18-22℃左右,有添加剂的可以到30℃,温度过高易出现粉末或裂纹;硬质氧化一般在5℃以下,相对来说温度越低硬质越高。2、浓度差异:普通氧化一般20%左右;硬质氧化一般在15%或更低。3、电流/电压差异:普通氧化电流密度一般:1-1.5A/dm2;而硬质氧化:1.5-5A/dm2;普通氧化电压≤18V,硬质氧化有时高达120V。二、膜层性能方面的差异:1、膜层厚度:普通氧化膜层厚度相对较薄;硬质氧化一般膜层厚度>15μm,过低达不到硬度≥300HV的要求。2、表面状态:普通氧化表面较光滑,而硬质阳极氧化表面较粗糙(微观,和基体表面粗糙度有关)。3、孔隙率不同:普通氧化孔隙率高;而硬质氧化孔隙率低。4、普通氧化基本是透明膜;硬质氧化由于膜厚,为不透明膜。5、适用场合不同:普通氧化适用于装饰为主;而硬质氧化以功能为主,一般用于耐磨、耐电的场合。
氧化膜厚度计算:阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。σ= Kit。式中σ为阳极氧化膜厚度(μm),I为电流密度(A/dm2),t 为氧化时间(min),K为系数(当氧化铝密度γ=kg/立方米则K=0.309)。上述公式计算的前提是以认为通过的电量全用于氧化铝析出,同时也把氧化铝及膜的密度视为纯净的氧化铝密集的值。但实际情况并非完全如此,为了使K值更切合实际,应将电流效率和在这种工艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在内,即:K = 1.57η/γ式中η为电流效率(电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比)。K实值各国取值大小各异。极氧化生成的膜有几个微米到几十个微米。
阳极氧化早就在工业上得到普遍应用。冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方 法:按电流型式分有:直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、以及可缩短达到要求厚度的生产时间,膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以有机磺酸溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性质分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。直流电硫酸阳极氧化法的应用为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理;膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性;膜层无色透明、吸附能力强极易着色;处理电压较低,耗电少;处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化;硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。阳极氧化铝型材,膜厚均匀,有良好的金属质感。太仓高光阳极氧化批发
电流也是影响氧化膜质量的重要因素之一。山东喷砂阳极氧化
铝型材阳极氧化的原理:铝型材的阳极氧化是将铝型材置入硫酸、铬酸或草酸溶液中,在电流的作用下以铝作为阳极进行电解而被氧化,使其表面氧化形成一层5-30μm的氧化膜,以提高铝型材表面的抗腐蚀性、耐磨性、耐高温以及装饰性能,把生成阳极氧化设备的这一个过程称为铝型材的阳极氧化,如果没有特别强调,铝型材阳极氧化通常指的是硫酸阳极氧化,这是应用较多的一种方法。阳极氧化的流程:上件→机械抛光→除油→水洗→酸洗→水洗→碱洗→水洗→中和→除灰→水洗→化学抛光→水洗→阳极氧化→水洗→封孔→水洗→烘干→下件→检查→包装→入库。山东喷砂阳极氧化
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