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。将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。山东阳极氧化加工
通过对铝及铝合金进行硬质阳极氧化,可以在其表面获得厚而硬的氧化铝膜层。这种膜层不仅具有较高的硬度和厚度,而且还有低的粗糙度。在硫酸或草酸溶液中,也可以通过阳极氧化的方法在铝制品上获得硬而厚的氧化膜。多孔的厚氧化膜能够储备润滑油,因此它可以有效地应用于摩擦状态工作的铝制品,例如汽车及拖拉机的发动机气缸、活塞等经过阳极氧化后,可提高其耐磨性。作为电镀的底层,铝及铝合金制品在进行电镀前,必须事先对其施加底层,而后才能进行电镀。在基质表面上施加底层的方法很多,除了电镀锌、浸锌、化学镀镍之外,阳极氧化处理也是重要方法之一。纯铝阳极氧化强铝及铝合金型材的成分及热处理状态对所生成的阳极氧化膜的外观及性能有很大的影响。
铝制品表面的自然氧化铝既软又薄,耐蚀性差,不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中,部分基体金属发生反应,使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程,常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜,它们既薄吸附性又好,可进行着色和封孔处理,化学氧化膜与阳极氧化膜相比,膜薄得多,抗蚀性和硬度比较低,而且不易着色,着色后的耐光性差,所以金属铝着色与配色*介绍阳极化处理。
阳极氧化的膜的厚度是分级的,其等级规格取决于应用,范围从5微米到25微米不等。装饰性装饰应用通常使用5微米的厚度,内部应用使用10或15微米的厚度。外部饰面要求25微米的薄膜厚度。阳极氧化适用于挤压,铸造,轧制,拉制和锻造铝制品。阳极氧化的处理顺序:该过程从化学清洁和蚀刻开始。这使铝表面具有无光泽的表面,可以通过阳极膜看到。通过将铝浸入稀硫酸浴中并使电流在充当阳极的铝和阴极之间通过,来形成阳极膜。电流在20伏时约为6000安。由于薄膜是多孔且透明的,因此可以电解或用有机染料着色。通过在沸腾水中控制水合来密封表面。铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜,这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。
阳极氧化的氧化膜的孔径在100nm~200nm之间,氧化膜厚度10微米左右,孔隙率20%左右,孔距300~500nm之间。氧化膜的截面图表明氧化膜孔基本上是管状结构,氧化膜发生溶膜反应基本上是在孔的底部发生的。而一般的硫酸直流阳极氧化膜的孔径是20nm左右,如果是12微米的氧化膜,那是多深的细管状结构啊!假设这是一个直径1m的井,那么它的井深将有600m深。氧化膜的绝大部分优良特性,如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,然而这两者却与阳极氧化条件密切相关, 因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针, 其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中, 膜层随着时间的增加而增厚。在逹到较大厚度之后, 则随着处理时间的延长而逐渐变薄, 有些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此, 氧化的时间一般控制在逹较大膜厚时间之内。对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化。常熟高光阳极氧化厂
阳极氧化可以用来提高铝材的耐磨性,延长使用寿命并增加色泽。山东阳极氧化加工
其他阳极氧化:草酸阳极氧化。对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化,草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小;用直流电氧化易出现孔蚀,采用交流电氧化则可防止,随着交流成分的增加,膜的抗蚀性提高,但颜色加深,着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%,一般为3%-5%,在氧化过程中每A·h约消耗0.13-0.14g,同时每A·h有0.08-0.09g的铝溶于电解液生成草酸铝,需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下,当含30g/L铝时,溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感,阳极氧化纯铝或铝合金时,氯化物的含量分别不应超过0.04-0.02g/L,溶液可以用纯水配制。山东阳极氧化加工
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