铝阳极氧化常见问题分析
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2013-04-27
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不同材质的铝合金,裸铝和纯零件或大小规格不同的铝和铝合金零件,一般不宜同槽氧化处理。假如表面产生金属相的不平均、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部门组织不平均等,则易产生选择性氧化或选择性溶解。一般情况下,水中Cl-浓度达25mg/L时就会对铝合金的阳极氧化处理产生有害影响。这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生,严峻影响铝合金阳极氧化质量。拉钩宜选用铜或铜合金材料。 此类故障虽未几见但也有发生。假如杂质含量超过答应含量,会产生有害影响,可部门或全部更换硫酸溶液,才能有效保证铝合金硫酸阳极氧化质量。硫酸阳极氧化应选用软化水、去离子水或蒸馏水,电解液中的Ccl-≤15mg/L,总矿物质≤50mg/L。 若电解液温度超过30℃,氧化膜会产生松散粉化,膜层质量差劲,严峻时发生“烧焦”现象。好比,浇铸成型的铝合金表面,其非机加工表面一般应采用喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。
(4)硫酸阳极氧化电解液所使用的水质及电解液中的有害杂质必需严格控制。硫酸阳极氧化工艺过程中需采用压缩空气搅拌,并应配备制冷装置。要减少或避免阳极氧化故障进步产品质量要从微细处着手,采取有效措施。已使用过的专用或通用工夹具如阳极氧化处理时再次使用,必需彻底退除其表面氧化膜,确保良好接触。假如接触面太小,会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。配制硫酸阳极氧化溶液不宜用自来水,尤其不能用浑浊的含Ca2+,Mg2+,SiO32-及Cl-含量高的自来水。一般情况下,温度应控制在13~26℃,氧化膜质量较佳。所以在阳极氧化过程中,必需采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围。
(3)硫酸阳极氧化溶液的温度必需严格控制,最佳温度范围是15~25℃。阳极氧化膜层厚一般3~15μm,铝合金硫酸阳极氧化工艺操纵简朴,电解液不乱,本钱也不高,是成熟的工艺方法,但在硫酸阳极化过程中往往免不了发生各种故障,影响氧化膜层质量。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力,易进行封孔或着色处理,更加进步其抗蚀性和外观。另外,当电解液温度恒定时,阳极电流密度也必需予以限制,由于阳极电流密渡过高,温升剧烈,氧化膜也易松散呈粉状或砂粒状,对氧化膜质量十分不利。当真总结分析故障产生的原因并采取有效预防措施,对进步铝合金硫酸阳极氧化质量有重要的现实意义。
铝合金硫酸阳极氧化处理是广泛应用且成熟的抗蚀防护装饰处理工艺,只要严格执行工艺前提,当真操纵,硫酸阳极氧化氧化膜质量是完全可以保证的。
(4)无意偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光,有时产生点状侵蚀,严峻时玄色点状侵蚀明显,导致零件报废,引起较大损失。对硅含量较高的铝合金(尤其是铸铝)应经由含有5%左右氢氟酸的硝酸混合酸溶液浸蚀活化,才能有效地保持良好的活化表面,确保氧化膜质量。接触面积过小,电流密度太大,会产生过热易烧损零件和夹具。导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。 若铝合金中局部硅含量偏析,则往往造成局部无氧化膜或呈黑雀斑条纹或局部选择性溶解产生空穴等。
因为铝合金阳极氧化膜电阻很大,在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热,槽电压越高产生热量越大,从而导致电解液温度不断上升。 另外,假如电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高,往往会使氧化膜泛起黑雀斑或黑条纹,影响氧化膜的抗蚀防护机能。另外,控制温度恒定的前提下,也要留意有效控制阳极电流密度,才能更好地保证氧化膜质量。
因为铝氧化膜的绝缘性较好,所以铝合金制件在阳极氧化处理前必需牢固地装挂在通用或专用夹具上,以保证良好的导电性。这一类故障多发生在夏季,尤其是没有冷却装置的硫酸阳极化槽,往往处理1-2槽零件后,松散粉化现象就会泛起,显著地影响氧化膜的质量。
(3)铝合金硫酸阳极氧化处理后,氧化膜呈松散粉化甚至手一摸就掉,特别是填充封锁后,制件表面泛起严峻粉层,抗蚀性差劲。 —些工艺试验和出产实践已证明,在硫酸阳极氧化电解液中加入适量羧酸或丙三醇可有效减少反应热效应的不良影响,可以在不降低氧化膜厚度和硬度的前提下进步阳极氧化电解液的温度答应上限,在保证质量的条件下,进步出产效率。
硫酸溶液在阳极氧化工艺过程中,会产生油污泡沫及悬浮杂质,应按期排除。在铝合金阳极氧化过程中,半途断电又重新给电,往往会使氧化膜暗淡无光,而半途停电零件在清洗槽停留过久,清洗水槽酸渡过高,水质不净,含悬浮物、泥砂等较多,往往会使铝合金制件发生电化学侵蚀,发生点状侵蚀黑斑等。
上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及相的平均性等有关,或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。
1常见故障及分析
铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极,以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解,使其表面天生氧化膜层。
(2)同槽处理的阳极氧化零件,有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整,有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。
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(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化膜,呈现肉眼可见的黑斑或条纹,氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。
铝合金硫酸阳极氧化氧化膜质量好坏,抗蚀防护机能的优劣主要取决于铝合金的成分,膜层厚度以及阳极氧化处理工艺前提,如温度、电流密度、使用水质及阳极氧化后的填充封锁工艺等。
(2)装挂夹具材料必需确保导电良好,一般选用硬铝合金棒,板材要保证有一定弹性和强度。其中硫酸阳极氧化处理应用最为广泛。无氧化膜或膜层不完整等现象,主要是因为夹具和制件接触不好,导电不良或者是因为夹具上氧化膜层未彻底清除所致。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的平均性会影响氧化膜的天生和机能。
(1)对不同的铝合金,如锻造成型、压延成型或机械加工成型或经热处理焊接等工序,要根据实际情况选择相宜的前处理方法。硫酸阳板氧化溶液中常见的其他有害杂质还有Cu2+,Fe3+,Al3+等。
对于搭接、点焊或铆接的铝合金组合件,对于在阳极氧化过程中易形成气袋不易排除的铝合金制件,从质量考虑,一般不答应采用硫酸阳极氧化工艺。
2预防故障的措施
这类故障往往是无意偶然发生并有特殊原因造成的。 Cl-(包括其它卤族元素)可破坏氧化膜天生,甚至根本形不成氧化膜。纯铝或铝镁合金的氧化膜轻易天生,膜的质量也较佳。工夹具既要保证足够导电接触面积,又要尽量减少夹具印痕。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金,氧化膜则较难天生,且天生的膜发暗、发灰,光泽性不好。有时向电解液中添加自来水,水经漂白粉处理且Cl-含量超标或有时艳服过HCl的容器未经彻底清洗又艳服硫酸,都会使阳极氧化电解液中混人超量的Cl-,从而导致铝合金零件阳极氧化产生点状侵蚀使产品报废等。夹具与零件接触处,既要保证电流自由通过,又要尽可能减少夹具和零件间的接触印痕。在无制冷装置的情况下,在硫酸电解液中加入1.5%~2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸,可以使阳极氧化溶液温度范围超过35℃而避免或减少氧化膜的松散或粉化。