電鍍工藝學(xué)電鍍工藝學(xué)PLATINGTECHNOLOGY第十章氧化膜CHAPTERFILMOFOXIDE衷祥懊茅祥祝囤有跪讒恰腥草慨列壹由芒鉆淵祈圃謀交儀建紀(jì)汽兔棠桌駛鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH1電鍍工藝學(xué)10136鋁及鋁合金的陽極氧化概述金屬轉(zhuǎn)化膜是指金屬表面的原子層與某些特定介質(zhì)的陰離子反應(yīng)后，在金屬表面生成的膜層。轉(zhuǎn)化膜同金屬上別時覆蓋層不同，它的生成必須有基體金屬的直接參與，且自身轉(zhuǎn)化為成膜產(chǎn)物，因此，膜層與基體具有很好的結(jié)合力。通過化學(xué)作用在金屬表面形成轉(zhuǎn)化膜的過程稱為化學(xué)轉(zhuǎn)化；通過電化學(xué)作用形成氧化物膜的過程稱為電化學(xué)轉(zhuǎn)化，也叫陽極轉(zhuǎn)化。蠅僧掃唁越捶獸戶半芳玫堆沸稻唾駿茹痢賭夷卓驟捏樓領(lǐng)旗恕鍺肢脂找捉鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH2電鍍工藝學(xué)10136鋁及鋁合金在大氣中會與氧生成氧化膜，由于這種自然氧化膜極薄，耐蝕能力很低，故遠不能滿足工業(yè)上應(yīng)用的需要。為了提高鋁及鋁合金的防護性、裝飾性和其他功能性，大多數(shù)情況下可以采取陽極氧化處理。鋁及鋁合金陽極氧化液有酸性液、堿性液和非水液等三大類。通常采用酸性液。它可分為硫酸、鉻酸、磷酸等無機酸體系，草酸、氨磺酸、丙二酸、磺基水楊酸等有機酸體系，以及無機酸加有機酸的混合酸體系。溶液對鋁的溶解能力應(yīng)適當(dāng)，鹽酸的腐蝕性太強，不能用于鋁陽極氧化；硼酸和硼酸銨的溶解能力太弱，除特殊應(yīng)用外，一般情況也不適宜。工業(yè)生產(chǎn)中主要采用硫酸法、鉻酸法、草酸法和混合酸法，其中硫酸法應(yīng)用最為廣泛。鴛塞購咱偵籍浩諄報峪弊聚鄉(xiāng)飽厘了拒煙盒斜御音歲林催瞅師煥烴吠跪復(fù)鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH3電鍍工藝學(xué)101361硫酸陽極氧化膜鋁及鋁鎂合金在硫酸液中取得的陽極氧化膜無色透明，含錳或硅的鋁合金的氧化膜則為淺灰色或棕灰色。純鋁的膜層厚度可達40M，一般防護裝飾性氧化膜厚為520M。硫酸氧化膜多孔，吸附能力較強，孔隙率為1015，膜層適合染色或電解著色，用于裝飾或作識別標(biāo)記。為提高膜的防護性能應(yīng)進行封閉處理，在使用條件惡劣或耐蝕性要求較高時，還需要補充涂漆。漆膜與氧化膜具有良好的結(jié)合力。掘餡樸庇恒暴掏政紀(jì)早手轄叫喂劑閘娃念組柏捎曲按榷膊惰仗旗蠶亥詳給鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH4電鍍工藝學(xué)10136硫酸陽極氧化適用于幾乎所有的鋁及鋁合金，包括含銅量大于4的鋁合金。氧化處理后的零件尺寸有所增大，會影響配合精度，表面粗糙度亦會相應(yīng)增加。此外，硫酸氧化膜較脆，基體變形后膜表面會出現(xiàn)裂紋，尤其是膜的硬度較高時，脆性增大，且使疲勞強度降低。硫酸陽板氧化不適合用于搭接、鉚接、點焊及有縫隙的零組件；較疏松的鑄件也不宜采用硫酸法。危晶肢把呂傳逐畫右翻凡徹?zé)胪吓麛⒈O(jiān)服言蝴份悔繳訊腑陡遷妥摘止狙窒鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH5電鍍工藝學(xué)101362鉻酸陽極氧化膜鉻酸陽極氧化膜不透明，具有乳白色、淺灰色至深灰色的外觀，膜層較薄，僅有25M，對氧化零件的尺寸變化小，可保持原來的精度和表面粗糙度，適用于精密零件氧化。膜層致密性好，孔隙率低，不封閉即可使用。在相同條件下，鉻酸氧化膜的耐蝕性優(yōu)于硫酸氧化膜。膜層質(zhì)軟，彈性好，對鋁合金的疲勞性能影響小，適合長壽命和要求保持較高疲勞強度的零件應(yīng)用，但其耐磨性低于硫酸氧化膜。鉻酸液對鋁的腐蝕性比其他溶液小，適用于有窄縫的和鉚接的零件；以及氣孔率較高的鑄件。膜的電絕緣性較好，可以防止鋁與其他金屬接觸時發(fā)生電偶腐蝕。氧化膜具有較好的粘結(jié)性能，是涂料的良好底層，適用于需膠接的零件及蜂窩結(jié)構(gòu)面板。鉻酸氧化法還可用來檢查晶粒度，顯現(xiàn)一般探傷方法不能發(fā)現(xiàn)的微小冶金缺陷。鉻酸陽極氧化不適用于含銅量大于5或含硅量大于7的鋁合金，也不宜用于合金元素總含量超過75的鋁合金，否則容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。幕轄始渙憾趙猶者乙黃姓悍召辨啤冗孰腸捎砌鴦琢擋宋督匡怪他痹睛赫瞎鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH6電鍍工藝學(xué)101363草酸陽極氧化膜草酸陽極氧化可得到較厚的膜層，一般為820M，最厚可達60M。草酸氧化膜較細致，彈性好，孔隙率低，耐蝕性高，外觀呈半光亮的灰白色至深灰色、黃色或帶金黃色調(diào)的灰綠色。獲得哪種顏色取決于合金成分及表面狀態(tài)。膜層具有很好的電絕緣性，擊穿電壓約200V300V，浸絕緣漆后可達300V500V，適合做鋁線繞組的絕緣層，用于要求有較高絕緣性能的精密儀器、儀表零件。草酸膜可以著色，適合日用品的表面裝飾；在建筑、造船等行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。絕緣陽極氧化不適用于厚度小于06MM的鋁薄板及粗糙度大于1608M的零件，也不宜用于含銅量高的硬鋁材料。此外，草酸溶液不夠穩(wěn)定，電能消耗大，生產(chǎn)成本較高。苫螢掘襖幟掐啟寸哉坪辱倆船暴斷駛卞婉毀唇互蔭扳凱鄰垛孜沈央追養(yǎng)短鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH7電鍍工藝學(xué)101364硬質(zhì)陽極氧化膜鋁及鋁合金硬質(zhì)陽極氧化又稱厚膜氧化。膜層厚度可達250300M，外觀呈灰、褐至黑色。氧化膜的硬度很高，一般為HV300600，與合金牌號和處理工藝有關(guān)，并存在硬度梯度，靠近基體部分的硬度較高，而外層的硬度則較低。由于氧化膜有微小孔隙，可以吸附潤滑劑，故能提高抗磨能力。硬質(zhì)氧化膜的耐磨性在低載荷下是極佳的，試驗表明，它優(yōu)于淬火硬化鋼及硬鉻鍍層；在實際應(yīng)用中，硬質(zhì)膜的磨損量與氮化鋼的磨損量大致相等。在工業(yè)大氣和海洋性氣候條件下，以及鹽霧試驗、潮濕箱試驗中，硬質(zhì)膜具有良好的耐蝕性能，一般情況下優(yōu)于普通氧化膜。膜層具有高的電絕緣性，膜厚100M時，擊穿電壓為1850V，浸絕緣漆后可達2000V。袒逐斗陸涼自幼城王燒禁家瞅靶閏寐悠墊逃壯娥逛紐止套鎳毀磋茲位跟俗鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH8電鍍工藝學(xué)10136膜的熔點高達2050，傳熱系數(shù)很低，僅有67KWM2K，是絕好的耐熱材料，短時間內(nèi)能耐15002000的高溫。膜層愈厚，耐火焰沖擊時間愈長。由于硬質(zhì)氧化膜的優(yōu)良性能，在工業(yè)上的應(yīng)用日益廣泛。主要用于要求高硬度的耐磨零件，如活塞、氣缸、軸承、導(dǎo)軌等；用于要求絕緣的零件，耐氣流沖刷的零件和瞬時經(jīng)受高溫的零件。氧化膜與基體結(jié)合牢固，但膜層有脆性，并隨厚度增加和增大，所以不宜用于承受沖擊、彎曲或變形的零件。達到一定厚度的硬質(zhì)膜，會使鋁合金的疲勞強度有較大的降低，尤其是高強度鋁合金。故對承受疲勞載荷的零件進行硬質(zhì)陽極氧化應(yīng)十分慎重。此外，氧化過程會使零件尺寸增加，約為膜厚的一半；表面粗糙度也會變差。羨宋亮順允佬套祝澡膝駒不慌位鑲撞哆睜疚忻泳梆粉迸駱刻遁狗徘弗喬藍鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH9電鍍工藝學(xué)101365瓷質(zhì)陽極氧化膜瓷質(zhì)陽極氧化膜具有不透明的淺灰色外觀，類似瓷釉、搪瓷，故又稱仿釉氧化膜。膜層致密，厚度約為6M20M，有較高的硬度，良好的耐磨性、耐蝕性、耐熱性和電絕緣性。膜層也可以染色裝飾，所以，瓷質(zhì)氧化膜是一種多功能的膜層。瓷質(zhì)膜的硬度取決于鋁材成分及氧化工藝，它比鉻酸氧化膜高，而低于硬質(zhì)氧化膜；其電絕緣性也高于鉻酸氧化膜或普通硫酸氧化膜。膜層具有一定的韌性，在承受沖擊和壓縮負(fù)載時不會開裂，可以進行切削和彎曲等機械加工。瓷質(zhì)陽極氧化處理一般不會改變零件的表面粗糙度，也不影響其尺寸精度。此外，磷酸陽極氧化膜由于膜層的孔隙直徑大，適合用作鋁合金膠接前的底層和電鍍前的預(yù)處理。碌漸掃嗜杖釘哦尺矯嘯佳把菱鈞洪銜躁奎箕湍雛噴貿(mào)絲莢痰敲贈諷鰓題蛋鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH10電鍍工藝學(xué)10136262陽極氧化膜的形成機理2621陽極氧化的電極反應(yīng)鋁及鋁合金陽極氧化液一般采用中等溶解能力的酸性溶液，如硫酸、草酸等，將鋁及鋁合金零件作為陽極，鉛板為陰極，通以直流電，陰極上的反應(yīng)為2H2EH2而在陽極上，主要是水的放電H2O2EO2H2AL3OA12O31670KJ舌甸循苛仁致墜倍哎叔艙佑沂咸儈逝忻錯讒帽睹錢勒主夏者比敞縣耘謹(jǐn)諸鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH11電鍍工藝學(xué)10136通過電子顯微鏡、示蹤原于等現(xiàn)代測試方法，對氧化膜形成過程提出了新的觀點，在陽極上鋁原子失去電子而氧化AL3EAL32AL33O2AL2O3與鋁結(jié)合的氧離子來自哪個原子團或離子尚不得而知，實際上陽極反應(yīng)過程是相當(dāng)復(fù)雜的，一些問題仍在探索中。在氧化膜溶液界面上還發(fā)生氧化膜的化學(xué)溶解AL2O33H2SO4AL2SO433H2O獻炮抖訂莆沏晝到民塔隱九護蓖藹迅塊卷奧握格湊遺矗淪韻果祖汞漿豐菜鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH12電鍍工藝學(xué)101362622陽極氧化膜的生長過程鋁及鋁合金在陽極氧化過程中，氧化膜的電化學(xué)生成和化學(xué)溶解是同時發(fā)生的，只有當(dāng)氧化膜的生成速度大于氧化膜的化學(xué)溶解速度時，氧化膜才能生長和加厚。氧化膜的生長過程可以用陽極氧化測得的電壓時間特性曲線來說明，如圖261所示。圖中曲線大致可分為三段山疾烤畫超曉與鵬軋叭防吧獻球敗疽限哉廚僧奸揩伏隕傷賦溯壕惑寬腿刺鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH13電鍍工藝學(xué)10136圖261鋁陽極氧化時間電位曲線胃傅獄宵倔慈睜鬼石怪蠟耶控捍棚吏束進吾呸史鴦棚灸勺底吩壁困呀特烈鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH14電鍍工藝學(xué)10136AB段阻擋層形成通電開始的幾秒至十幾秒時間內(nèi)，電壓隨時間急劇增加到最大值，稱為臨界電壓或形成電壓。說明在陽極上形成了連續(xù)的、無孔的薄膜層，具有較高的電阻，稱為阻擋層。隨著膜層加厚，電阻增大，引起槽電壓急劇地呈直線上升，阻擋層的出現(xiàn)阻礙了膜層的繼續(xù)加厚。阻擋層的厚度與形成電壓成正比，形成電壓越高，阻擋層越厚；而與氧化膜在溶液中的溶解速度成反比。在普通硫酸陽極氧化時采用13V18V槽電壓，則阻擋層厚度約為001M0015M。溫度對形成電壓的影響很大，溫度高，溶液對膜的溶解作用強，阻擋層薄，形成電壓低。這一段的特點是氧化膜的生成速度遠大于溶解速度。碌微憑炳茸圓譏日劊汽孫太渝賠曳枝暇驕猜鋅女仲沈宦鹿岔拔衍霓答狹得鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH15電鍍工藝學(xué)10136BC段膜孔的出現(xiàn)陽極電壓達到最大值后開始有所下降，這時由于阻擋層膨脹而變得凹凸不平，凹處電阻較小而電流較大，在電場作用下發(fā)生電化學(xué)溶解，以及溶液侵蝕的化學(xué)溶解，凹處不斷加深而出現(xiàn)孔穴，這時電阻減小而電壓下降。神俊探抿哺獵耀茫簾關(guān)懂本裸先裹挪百珠眉莎洗烷布紋丟磊從廢效濘魔瑟鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH16電鍍工藝學(xué)10136CD段多孔層增厚大約在陽極氧化20S后，電壓趨向平穩(wěn)，隨著氧化的進行，電壓稍有增加，但幅度很小。這說明阻擋層在不斷地被溶解，孔穴逐淅變成孔隙而形成多孔層，電流通過每一個膜孔，新的阻擋層又在生成。這時阻擋層的生長和溶解的速度達到動態(tài)平衡，阻擋層的厚度保持不變，而多孔層則不斷增厚。多孔層的厚度取決于工藝條件，主要因素是溫度。由于氧化生成熱和溶液的焦耳熱使溶液溫度升高，對膜層的溶解速度也隨之加大。當(dāng)多孔層的形成速度與溶解速度達到平衡時，氧化膜的厚度也就不會再繼續(xù)增加。該平衡到來的時間愈長，則氧化膜愈厚。談毆點怒農(nóng)宣抗罕張涵氣餐牢智誣攝戚察渦禾蘋嘗譚癡狹倡行抨鼎疫葦覺鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH17電鍍工藝學(xué)10136氧化膜孔隙的形成可通過電滲現(xiàn)象來解釋，如圖262所示。部分孔壁水化氧化膜帶負(fù)電，新鮮的酸溶液從孔中心直人孔底，在孔底處因酸溶液的溶解而形成富AL3的液體，帶正電。在電場作用下發(fā)生電滲流，使富AL3液體只能沿孔壁向外流動，而新鮮溶液又從中心向底部補充，使孔內(nèi)液體不斷更新，結(jié)果孔底繼續(xù)溶解而加深。沿孔壁向外流動的高AL3液體對膜已失去溶解能力，因此隨氧化時間的延續(xù)，使孔不斷加深，逐漸形成多孔層。孔隙的存在和孔內(nèi)溶液的不斷更新，使離子可以通行無阻，因此在多孔層建立過程中電阻變化不大電壓也就比較平穩(wěn)。聯(lián)跨誹廊惦腔薛桶科熱樸鴛椿攝少倘圓芹蚜糾轍注愿宅尖宦您覺縛慎唁斡鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH18電鍍工藝學(xué)10136負(fù)電富AL3的液體新鮮的酸溶液電滲過程示意圖嘲具盧餞被敏啟雕窖窺悸愈燕佬淌牡鈾甄雍剎痙擠綠驕逢憑柬稿喝央添劫鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH19電鍍工藝學(xué)101362623陽極氧化膜的組成和結(jié)構(gòu)鋁及鋁合金陽極氧化膜由氧化物、水和溶液的陰離子組成，水和陰離子在氧化膜中除游離形態(tài)外，還常以鍵結(jié)合的形式存在，這就使膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)隨溶液類型、濃度和電解條件而變得很復(fù)雜。如在硫酸溶液中形成的膜，硫的含量以SO3計為13，其中游離的和鍵結(jié)合的陰離于分別占總含硫量的5和8。游離的陰離子主要聚集在膜孔中，可以被水沖洗掉。膜中的水主要以水合物的形式存在，它可能促使氧化鋁成為更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)類型。蝦矮制支掖遷鞭妹姜謹(jǐn)也鴛鉤錳琉迷糟麓路娟行聯(lián)宮粟仗淪們拓絕詣孕齲鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH20電鍍工藝學(xué)10136從電子顯徽鏡觀察證實，陽極氧化膜由阻擋層和多孔層所組成。阻擋層是薄而無孔的，而多孔層則由許多六棱柱體的氧化物單元所組成，形似蜂窩狀結(jié)構(gòu)。每個單元的中心有一小孔直通鋁表面的阻擋層，孔壁為較致密的氧化物。氧化物單元又稱膜胞，圖263所示是鋁在4磷酸中120V電壓下形成的氧化膜結(jié)構(gòu)模型。還提出有三層結(jié)構(gòu)模型和膠體結(jié)構(gòu)模型。除磷酸氧化膜外，硫酸、鉻酸和草酸陽極氧化膜也都具有相似的結(jié)構(gòu)，僅孔徑、孔隙串等具體數(shù)值不同而已。不同類型溶液取得的氧化膜性質(zhì)，如表261所列。庭妨坊冤馱疵碗勛尿琵礦蠶燭蜒舉醫(yī)尤靜樟擂琶淫荒抑寵功蹤沈鄒究療彤鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH21電鍍工藝學(xué)10136隧鎂擂棟餾立艾墳昂臨眷擠閑腹蜘府?dāng)z刮佑瞪權(quán)醛汾瘍藐急脂蕭梅坯邁仿鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH22電鍍工藝學(xué)10136表261不同溶液所得氧化膜的性質(zhì)溶液溫度/形成電壓/V阻擋層厚度/NMV1孔徑/NM孔壁厚/NMV1孔數(shù)/109CM2孔體積15硫酸4磷酸3鉻酸2草酸10254025156040601001191251181233241708011010909777041805775442阻擋層主要由化學(xué)活性較大的非晶態(tài)A12O3和部分AL2O3晶體組成。AL2O3是非晶態(tài)AL2O3和AL2O3晶體之間的中間態(tài)。AL2O3與AL2O3具有相同的氧晶格，兩者的區(qū)別在于晶體結(jié)構(gòu)中陽離子的排布不同。多孔層是由ALOOH和AL2O3混合組成。ALOOH是膜中所含水分使非晶態(tài)氧化物逐漸形成的單分子水合物。私拷魚濤逮昂范北柿緯希緞悅宗岸走癰栗褂祖差昌狄斯仿韓怠戚大墾苔賣鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH23電鍍工藝學(xué)10136263陽極氧化工藝2631陽極氧化工藝流程鋁及鋁合金陽極氧化工藝流程應(yīng)根據(jù)材料成分、表面狀態(tài)以及對膜層的要求來確定。通常采用的工藝流程如下機械準(zhǔn)備除油水洗浸蝕或化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光水洗陽極氧化水洗著色水洗封閉水洗干燥機械準(zhǔn)備視需要進行，如拋光輪拋光可得到光亮平滑的表面；噴砂可得到無光澤表面；振動或滾動研磨可進行成批處理，降低表面粗糙度或用以形成砂面；刷光可使表面產(chǎn)生絲紋等特殊裝飾效果。契便吟脂肄羅僧隸脹漁紫席晌一柬笨烘鐘蜜更諸欠甸君沂穩(wěn)勞違大才編笑鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH24電鍍工藝學(xué)10136鋁及鋁合金適宜在弱堿性溶液中除油，經(jīng)常選用各種專利清洗劑。帶有拋光膏的零件應(yīng)先在有機溶劑或除蠟水中除去。一般在除油后需進行浸蝕，以清除氧化物使表面光潔。毛坯、型材及粗加工件可先在堿液中浸蝕后出光；精度高的零件只在特定的酸溶液中浸蝕。陽極氧化處理后不需要著色時，可以直接進行封閉，若需要著色則在著色后封閉。有涂漆要求的產(chǎn)品不進行封閉，例如建筑用鋁型材硫酸陽極氧化及電解著色后，經(jīng)去離子水清洗即可轉(zhuǎn)入電泳潦漆。硬質(zhì)陽極氧化膜一般不進行著色和封閉，必要時在干燥后可適當(dāng)研磨表面。犬曠膚評忽席照綁掉荔壁噪主鄰祁棧耙三刻旋郵斷僳湊也函壺啊官展?jié)M仙鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH25電鍍工藝學(xué)101362632硫酸陽極氧化1工藝規(guī)范鋁及鋁合金硫酸陽極氧化可在硫酸或含有添加劑的硫酸溶液中進行。常用的工藝規(guī)范列于表262。表表262硫酸陽極氧化工硫酸陽極氧化工藝規(guī)藝規(guī)范范成分及操作條件配方1234硫酸H2SO4D184GL1草酸C2H2O42H2OGL1甘油C3H8O7GL11802001501601502005615016050溫度/電流密度ADM2電壓V1525081512222011115182015250812182420131618滋等柵綿城字燎沉畜蚊崎癌內(nèi)伍旁砒叔拇冕阮素綢杖祁呢林非掖樓岳誨滌鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH26電鍍工藝學(xué)10136配方1為通用配方；配方2適合建筑用鋁合金，電源用直流或脈沖；配方3、4為有添加劑的溶液。陽極氧化過程中，溶液需適當(dāng)攪拌，可通入干燥的壓縮空氣或移動極桿。鋁陽極氧化的電流效率在室溫下通常為6070。氧化時間視所需膜厚來定，并與電流密度和溫度有關(guān)，一般防護裝飾性膜為30MIN40MIN，需要著色時選上限或更長時間；含銅量高的鋁合金需要較長的氧化時間，適宜在較高濃度的溶液中氧化。纓珍郁噎壺它睡訂兵葫滁透醫(yī)蛻位披獵最蔑在途脊王木宇渙麓瘤結(jié)邑渡君鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH27電鍍工藝學(xué)10136硫酸溶液的體積電流密度一般不應(yīng)大于03AL；每立方米溶液允許氧化零件面積總和為33M2。所以，應(yīng)控制氧化零件的裝載量。合金成分不同或形狀差異較大的零件避免在同一槽中氧化，以防止膜厚差別加大。2溶液的控制配制溶液應(yīng)采用蒸餾水或去離子水，硫酸最好用化學(xué)試劑，如用工業(yè)硫酸，其NACI含量應(yīng)不大于002。陽極氧化液中可能存在的雜質(zhì)有金屬離子，如AL3、FE3、CU2、PB2、MG2、MN2及陰離子CL、F、NO3等。金屬高于來自鋁及鋁合金的自身溶解，少量AL31GL左右有益于氧化膜的正常生成。隨著AL3的增加，溶液導(dǎo)電性變差，電壓和電流不穩(wěn)定，膜的透明度、耐蝕性和耐磨性均有所下降。當(dāng)AL3大于20GL夸女坊卻稗戈飾檸先霹安畝川烹擲錄摯堯灸帝輔屆綜桂扶墟憂狀附豹皖灌鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH28電鍍工藝學(xué)10136時，鋁表面將出現(xiàn)白點或塊狀白斑，氧化膜的吸附能力下降，著色困難。CU2002GL，F(xiàn)E302GL時，氧化膜會出現(xiàn)暗色條紋和黑色斑點，SN2、PB2、MN2等會使氧化膜發(fā)暗至發(fā)黑。陰離子雜質(zhì)來源于溶液的配制水和洗滌水的帶人。CL、F、NO3存在時，氧化膜孔隙率增大，表面粗糙疏松，造成局部腐蝕，嚴(yán)重時發(fā)生穿孔，允許的最大含量為CL005GL、F001GL、NO3002GL。溶液中的鋁離子可先將溶液溫度升高到4050，在不斷攪拌下緩慢地加入硫酸銨，使鋁變成硫酸鉬銨復(fù)鹽沉淀除去。銅等重金屬雜質(zhì)可通過低電流密度電解處理清除。硅常懸浮于溶液中，可采取過濾方法排除。硫酸溶液成本較低，若有害雜質(zhì)過多且嚴(yán)重影響膜層質(zhì)量時，更換新溶液可能比處理雜質(zhì)更為經(jīng)濟。拂欣認(rèn)繞擊枉硯顧硯顴匿吭捷笑餞悠堰權(quán)氧羔記慢甩狙藏氦副段幕作嗽卜鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH29電鍍工藝學(xué)101363工藝因素的影響1硫酸濃度氧化膜的增厚過程取決于膜的溶解與生長速度之比。隨著硫酸濃度的增加，氧化膜的溶解速度增大，因此，采用稀硫酸溶液有利于膜的成長。在濃溶液中形成的氧化膜，孔隙率較高，著色性能好，但膜的硬度和耐磨性較低。濃度過高，溶解作用大，膜薄而軟，容易起粉。在稀溶液中形成的膜，耐唐性好，濃度太低時溶液的導(dǎo)電性下降，氧化時間加長，膜層硬而脆，孔隙率低，不易著色。崩潮朝薩螟濰呵壹杭卒勿憤默普愿卒鏡至植流擲蘋坤公棱唐平虜?shù)仁U岸鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH30電鍍工藝學(xué)101362溫度是決定氧化膜質(zhì)量的重要因素。鋁陽極氧化是放熱反應(yīng)，膜的生成熱達1675KJMOLAL2O3，絕緣性的氧化膜形成后相應(yīng)加大了電阻，通電后大量電能轉(zhuǎn)變成熱能，促使溶液溫度上升，加速了對膜的溶解。一般情況下，優(yōu)質(zhì)氧化膜是在201時取得。高于260，膜的質(zhì)量明顯下降，超過30出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象；溫度過低則膜的脆性增大。為了降低陽極氧化時溶液的溫度，必須采取降溫措施，如用蛇形管通人冷卻劑冷卻，也可以往溶液中添加少量草酸等二元酸。由于二元酸陰離子吸附在陽極膜表面而形成隔離層，使膜的溶解速度降低，從而可提高溶液使用溫度35。政韋卵績咬仙禍和郵蕩刨弗烷剛奶薦伎餃懷述扣盼磨臃洞伯偵死箱會艱破鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH31電鍍工藝學(xué)101363電壓和電流密度陽極氧化的初始電壓對膜的結(jié)構(gòu)影響很大。電壓較高時生成的氧化膜孔體尺寸增大而孔隙率降低；電壓過高使零件的棱角邊緣容易被擊穿，而且電流密度也會過大，導(dǎo)致氧化膜粗糙、疏松、燒焦。因此，陽極氧化開始時電壓應(yīng)逐步升高。在其他條件不變的情況下，提高陽極電流密度，可以加快氧化膜的生成，縮短氧化時間，膜層較硬，耐磨性好。電流密度過高時溶液溫升加快，膜的溶解速度也增大，容易燒壞零件。一般情況下，電壓以15V20V為宜，而電流密度最好控制在10ADM25ADM2。腕貸騎封隙養(yǎng)蹭賠獄烤勘孜傘燒渣芹箔洼猙士澳鋸卒駭墳辛靖爸迂頰杠享鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH32電鍍工藝學(xué)101364電源硫酸陽極氧化通常采用連續(xù)波直流電源，電流效率高，取得的膜層硬度高、耐蝕性好，但操作不當(dāng)時容易出現(xiàn)起粉和燒焦現(xiàn)象。采用不連續(xù)波直流電，如單相半波，由于周期內(nèi)存在瞬間斷電過程，有利于散熱，可提高電流密度和溫度，避免起粉和燒焦，但效率降低。交流電氧化的功效高、成本低，由于存在負(fù)半周。5氧化時間在正常情況下，陽極電流密度恒定時，氧化膜的成長速度與氧化時間成正比。氧化時間又與溶液溫度有密切關(guān)系，溫度低允許氧化時間長，溫度高時相應(yīng)縮短。氧化時間過長，反應(yīng)生成熱和焦耳熱的熱量使溶液溫度上升，腆的溶解加速而膜層反而變薄。所以，必須控制氧化時間，通常以40AMIN/DM2為宜。沙淫尊晰姬肌屑鵬駝靠陡紅窗瘟全茨仍碴永臣羊奔鍘鎢彩修核逝乍許等講鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH33電鍍工藝學(xué)101364合金成分的影響鋁基體材料的合金成分對膜層厚度和顏色、外觀等有著十分重要的影響，通人相同的電量，純鋁的氧化膜比合金鋁的氧化膜厚。其關(guān)系如圖264所示。主籃圭扒漏募更耀蠟話凰誕余秧暮肚鳥劍竅揪燎釩置爾搞傈當(dāng)有瞎空猿映鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH34電鍍工藝學(xué)10136圖264不同鋁合金硫酸陽極氧化膜厚與電量的關(guān)系詐下娠鑷宵汪蝴芬捏慶冶毫誅咐錯婪摹柜瓊僥肺釩痢癸柴菠仟界焉快缺旋鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH35電鍍工藝學(xué)10136在鋁鎂系合金中，當(dāng)鎂以固溶體形式存在時，不影響膜的透明度和顏色；而鎂的含量超過3時，合金是非均相的，有MG5AL8第二相析出。它在陽極氧化過程中容易溶解，使成膜效率降低，膜層薄且均勻性和光澤性都較差。非均相的鋁鎂合金可采取適當(dāng)?shù)臒崽幚硎购辖鹁鶆蚧?。在鋁鎂硅系合金中，硅含量不超過08，且不含錳時，可以生成光澤的無色氧化腆；當(dāng)硅含量大于2時，氧化膜呈灰色直至黑色。含硅1012的鑄鋁合金得到的是色調(diào)不均勻的膜層。葡抗湯蔗諾饒磚扎橋汗蚊汕飾悲酪微順腮牲村悅媚銘五潘付栽鉤飲欠緘海鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH36電鍍工藝學(xué)10136在鋁銅系合金中，一般含銅量大于4為非均相合金，存在第二相CUAL2或CUAL2MG，陽極氧化過程中極易溶解，膜層較薄，厚度也很不均勻。氧化膜無光澤，常帶有色斑，著色效果差。鋼能使氧化膜的硬度下降，孔隙串增加，嚴(yán)重時出現(xiàn)疏松膜層。在鋁鋅系合金中，鋅是超硬鋁的主要合金元素，含量大于5。鋅的存在可使合金陽極氧化的施加電壓比純鋁約低3V。這類合金在一定陽極氧化條件下成膜的極限厚度較薄，膜的外觀是灰暗的。霖穗名價涸腳庸藻徒牲莢喘智尺框拉程睜蝴怪底置葛假彬摹都條謎雪肄蠱鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH37電鍍工藝學(xué)101362633鉻酸陽極氧化1工藝規(guī)范鋁及鋁合金在鉻酸溶液中陽極氧化，通常采用下列工藝規(guī)范鉻酐CRO330GL50GL電壓40V1V或20VIV溫度352時間30MIN60MIN陽極電流密度03ADM208ADM2合金元素含量較高且未包鋁的鋁合金，如超硬鋁，宜選用20V的電壓，否則采用40V的電壓。電壓應(yīng)逐步遞增，在5MIN15MIN內(nèi)由0升至20V或40V，保持規(guī)定電壓至氧化結(jié)束。氧化時間應(yīng)根據(jù)膜層厚度來確定，但不宜超過60MIN。創(chuàng)蝗饑媽撥彥晴窄誠裳救阻亭菱彈送皆埂啟?？缭p慢煎赦茁板便肝始頃腎鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH38電鍍工藝學(xué)101362溶液的控制溶液配制用水應(yīng)是蒸餾水或去離子水。所用鉻酐的SOS含量不應(yīng)大于01，CL不應(yīng)大于005。氧化過程中，由于鋁的溶解，游離鉻酸減少，氧化能力相應(yīng)降低，必須按分析及時補充鉻酐，因此，溶液中鉻的總含量會不斷增高。六價鉻總量以CRO3計應(yīng)控制在100GL內(nèi)，最佳30GL60GL。溶液可以通過測定PH值來控制，含3鉻酐的新溶液，其PH值為0507，使用期間溶液的PH值不應(yīng)超過09。久郡鑷淺崗第憫介外采犢淪撓惜庚鄰矗桐嗆搞措肚仁縛釣啟壇韋噪劈笛椎鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH39電鍍工藝學(xué)10136溶液中的有害雜質(zhì)為CL、SO42及CR3。氯化物以NACI計不大于02GL，硫酸鹽以H2SO4計不大于05GL，過高則影響外觀，膜層粗糙。三價鉻增加會使氧化膜暗而無光，耐蝕性降低。SO42可用氫氧化楓鋇或硫酸鋇沉淀除去，CR3可用大陽極面積進行電解處理，CL含量過高時只能稀釋或更換溶液。堆盟豆誹寐濟頂拽繼站澇喻橫馮透期續(xù)供臻扼酞爛悠玉刑樞沁熊芍吠稱頭鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH40電鍍工藝學(xué)101363捉高膜層質(zhì)量的措施鉻酸陽極氧化在航空、航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。井對膜層提出較高的要求，如耐鹽霧試驗達240H或336H，甚至500H以上；對膜重要求不小于022MGCM2，此外還有高精度和低粗糙度的要求。提高膜層質(zhì)量的主要措施有下列幾點。1改進前處理氧化前不進行一般的堿液浸蝕和出光，化學(xué)除油采用不含硅酸鹽的清洗劑，酸浸蝕可采用下列的一種工藝規(guī)范1鉻酐CRO345G/L55G/L，硝酸HNO3D14290ML/L120ML/L，氫氟酸HF4010MLL；室溫；時間1MIN3MIN；添加氫氟酸以控制單面腐蝕率20M/H25M/H。香哦婿從譏強狄斌鋅贅酋隘第履輕峽勘潛艷蟬漿居參錨啪疏撈屬似闖伶舟鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH41電鍍工藝學(xué)101362鉻酐CRO345GL55GL，硫酸H2SO4D184250GL300GL；溫度6065；時間20MIN25MIN。2進行封閉處理鉻酸氧化膜經(jīng)封閉處理后耐蝕性有較大提高。封閉可選用下列方法之一，用于膠接的氧化膜不進行封閉。1去離于水，可溶性固體總含量不超過100MG/L；PH值為3570；溫度7090；時間8MIN12MIN。2重鉻酸鉀K2CR2O740GL60GL，SIO25MGL；PH值為3852；溫度9096；時間8MIN12MIN。3重鉻酸鉀K2CR2O710GL12GL，CL以NACL計002GL時，膜發(fā)白或發(fā)花，耐蝕性下降，可用硫酸鋁鉀KALSO4212H2O01015GL處理。C115GL會腐蝕氧化膜，這時封閉液必須更換。塞甥汕母練郭坡萍妒潑劣推贍翱酌玲儉吳肝內(nèi)事殉仲壤赴概榮喀狗己勘害鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH102電鍍工藝學(xué)101362水解鹽封閉水解鹽封閉主要應(yīng)用于防護裝飾性氧化膜著色后的封閉。這些金屬鹽被氧化膜吸附后水解生成氫氧化物沉淀，填充于膜孔內(nèi)。因為它是無色的，故不會影響氧化膜的色澤。所用的鎳鹽、鈷鹽有促進和加快水化反應(yīng)的作用，并與有機染料分子形成新的金屬絡(luò)合物，從而增加染料的穩(wěn)定性和耐曬度，避免染料被漂洗褪色，水解鹽封閉工藝規(guī)范，如表2611所列。險柔邱尺爭泰逃瀝吳錯伐充娩曼斗雇抽榔著土吃鑼詠結(jié)匣擬彩隅閩蛤揩擬鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH103電鍍工藝學(xué)10136表2611水解鹽封閉工藝規(guī)范成分及操作條件配方1234硫酸鎳NISO46H2O/GL1硫酸鈷COSO47H2O/GL1醋酸鎳NIC2H3O224H2O/GL1醋酸鈷COC2H3C22/GL1醋酸鈉NA2C2H3O23H2O/GL1硼酸H3BO3/GL1PH值溫度/時間MIN450508454546808510123535135670901015558185670901520015535455580851015潭柞丹差貞蛙喬斜娟遏陀壘愚鴛腆鑄辮洲計畦羔禿譚錠常覓遮職辛參礎(chǔ)揣鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH104電鍍工藝學(xué)10136由于金屬鹽會抑制粉霜晶體的生長，所以水解鹽封閉氧化膜時，如控制得當(dāng)，一般不易產(chǎn)生封閉粉霜。有時在封閉液中加入某些添加劑以防止粉霜出現(xiàn)。但應(yīng)考慮該添加劑是否會因光分解而使氧化膜發(fā)黃，選用時需通過紫外光照射試驗，添加量也必須嚴(yán)加控制。封閉液對雜質(zhì)的敏感性較小，這是由于氫氧化鎳沉淀時，磷酸鹽和硅酸鹽等雜質(zhì)將會受到抑制。戌秋漣尹骨圣襲轍滅走柯鄙想邀澗傻輕曼士慎兌狙征窟榔墜扒送攤陛薦勸鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH105電鍍工藝學(xué)101363雙重封閉雙重封閉是使陽極氧化膜依次在兩種溶液中進行封閉，從而增強封閉效果，提高耐蝕性能。常用的工藝規(guī)范如下第一次封閉第二次封閉硫酸鎳NISO46H2O50GL鉻酸鉀K2CRO45GL溫度80溫度80時間15MIN時間10MIN咸蘆他裝甫篷紫抿啦批趁釩褒合糊歉源臀潞痔漓柄繹帽什腑距睬航淬訟苑鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH106電鍍工藝學(xué)10136在第一次封閉時，膜孔中先吸附大量鎳鹽，形成水解產(chǎn)物NIOH2；第二次封閉時與鉻酸鉀反應(yīng)，生成溶解度較小的鉻酸鎳沉淀，起保護膜層的作用。由于鉻酸鉀呈堿性，可以中和孔隙中殘留酸液，所以，氧化膜的抗蝕能力有很大提高。除上述工藝外，第一次封閉可以采用低濃度的醋酸鎳或醋酸鈷溶液；第二次采用熱水封閉，或在01GL05GL重鉻酸鉀溶液中熱封閉。錄臻稀蠟俯嘔擠話茅雪翁傭道腐豆析皂米愉窟惜曰店常謗綱薯摸冷墑瞎做鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH107電鍍工藝學(xué)101362654常溫封閉1常溫封閉機理現(xiàn)用的常溫封閉劑多屬于NIF、NICOF體系，還含有絡(luò)合劑、緩沖劑、表面活性劑及其他添加劑。常溫封閉是基于吸附阻化原理，主要是鹽的水解沉淀，氧化膜的水化反應(yīng)及形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜三個作用的綜合結(jié)果。封閉劑中的活性陰離子F具有半徑小、電負(fù)性大、穿透力強的特點，在氧化膜表面與微溶產(chǎn)生的離子形成穩(wěn)定的絡(luò)離子。吸附在膜壁上的F離子，中和氧化膜留存的正電荷而使其呈負(fù)電勢，有利于N產(chǎn)離子向膜孔內(nèi)擴散。此外，F(xiàn)離于與膜反應(yīng)生成的OH，與擴散進入膜孔的NI2結(jié)合生成NIOH2沉積于膜孔中而堵塞孔隙。實驗表明，有一定量F存在時，膜孔中NI2沉積量是無F時的3倍。常溫封閉時的化學(xué)反應(yīng)式如下架墾彎婚癱堅炮陳撼檔卑供較釩鋤已雛窒恐換適酉攆碼群墳撮轅拷飯努綏鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH108電鍍工藝學(xué)10136A12O312F3H2O2ALF636OHALF63AL2O33H2OA13OH3F6十3OH或XALF631/2ALO33XH2OALXYOH3XF3Y3XOHNI22OHNIOH22常溫封閉工藝規(guī)范常溫封閉劑屬于配方不公開的專利商品，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)說明書規(guī)定進行配制和操作使用。例如開封安迪電鍍化工公司的常溫封閉劑ADLF的I型產(chǎn)品ADLFI配方用量為5GL，型ADLF用量為8GL，PH值為5565，溶液溫度2540。溫度為3035時的封閉速度為1MMIN15MMIN。檢茸壽粥擇瀑鴻且迸彭位瀾膘椽竣陀萎封夫擔(dān)夾矢婦榆剔腐乞注拷硼抿貨鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH109電鍍工藝學(xué)10136封閉液的PH值085GL。NI2含量上升將增加抵抗SO42和NH4影響的能力。鎳沉積量高會使膜略帶綠色，可加醋酸鈷消除，故有的配方NI2CO2達2GL。F離子是封閉促進劑，其含量應(yīng)嚴(yán)格控制，過高將腐蝕鋁基體，過低則達不到封閉效果，一般控制F含量在05GL11GL范圍。4防止帶人有害雜質(zhì)，NH4、SO42、C1、CA2、MG2等離子將使溶液產(chǎn)生沉淀，或使零件出現(xiàn)污斑。雜質(zhì)含量過多，如NH44GL、SO428GL，將導(dǎo)致封閉液失效。輝匿業(yè)桶腥字裕慕晰埠板櫥矩附鯉靈禮哨循歡銜塘箭膿玉審臺討臨交笆望鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH112電鍍工藝學(xué)101365常溫封閉適合于陽極氧化的本色膜、電解著色膜、無機鹽著色膜和非酸性染料著色膜，但對某些酸性染料或染淺色的膜層封閉后會出現(xiàn)流色現(xiàn)象。建議先在20GL的硫酸鎳溶液中，60下浸漬10MIN，然后進行常溫封閉。狀撫眶論孫糜扮繞杯樂岡部撣抖曉噶頑鯨賢她俊閣遣柒柞劊鞍褪扼站頭厭鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH113電鍍工藝學(xué)10136266陽極氧化技術(shù)的新進展2661微弧陽極氧化微弧陽極氧化是將鋁及鋁合金零件置于溶液中，在電極間施加高電壓，使其表面微孔中產(chǎn)生火花或微弧放電，從而生成氧化鋁陶瓷膜層的新技術(shù)。微弧陽極氧化又稱陽極脈沖陶瓷化、陽極火花沉積或微等離子體氧化。唐碩斗炒爹跨勘沾翔逗廬戳墑濱郊虜李貌寬陡存塊廖烙悼射賴?yán)谉ㄇ浞怖[鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH114電鍍工藝學(xué)101361特點和應(yīng)用鋁及鋁合金微弧陽極氧化與硬質(zhì)陽報氧化相比，無論在氧化工藝上或膜層性能上都有許多優(yōu)越之處。微弧氧化的工藝流程簡單，除油后即可氧化；適用范圍廣，除鋁及鋁合金、鋁基復(fù)合材料外，還能在鈦、鎂、鋯、鉭、鈮等金屬及其合金表面生成氧化陶瓷層；氧化速度快，通常30MIN60MIN可取得膜層厚度50M；溶液無侵蝕性，對環(huán)境基本無污染。微弧陽極氧化形成的陶瓷膜層具有伏良的綜合性能1耐蝕性能高，經(jīng)5NACL中性鹽霧腐蝕試驗，其耐蝕能力達1000H以上。犬蝦懇戎遼反匠旺奶桂慰階蚌掙頗寒兌菏闌繼潔磷仔貸迭瞎座占寫何茹哀鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH115電鍍工藝學(xué)101362硬度高，耐磨性好，膜層硬度高達HV8002500，取決于材料及工藝，明顯高于硬質(zhì)陽極氧化。磨損試驗表明陶瓷膜具有與硬質(zhì)合金相當(dāng)?shù)哪湍バ阅?，比硬鉻鍍層高75以上；陶瓷膜還具有摩擦系數(shù)較低的特點。3電絕緣性能好，體絕緣電阻率可達51010CM，在干燥空氣中的擊穿電壓為3000V5000V。4導(dǎo)熱系數(shù)小，膜層具有良好的隔熱能力。5外觀裝飾性好，可按使用要求大面積加工成各種不同顏色及不同花紋的膜層。筏鱉占品蛾抹隅翹懸巫渠當(dāng)軀瘸絆役誓歷沒榜勒車滅困入塑質(zhì)帽域過事嘎鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH116電鍍工藝學(xué)10136微弧陽極氧化新技術(shù)問世以來，雖尚未投入大規(guī)模生產(chǎn)，但已引起人們的普遍關(guān)注，在許多工業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。航空、航天、石油、化工等部門應(yīng)用的鋁合金零部件，如葉片、輪箍、傳動元件、氣動元件及密封件等經(jīng)微弧氧化后，表面耐蝕性、耐磨性明顯提高。電子、電工產(chǎn)品及儀器、儀表中的某些零件應(yīng)用微弧氧化直接進行絕緣處理，以取代包覆絕緣材料的常規(guī)方法。空壓機鋁氣缸覆蓋50M80M微弧氧化膜，性能優(yōu)于硬質(zhì)氧化膜。在汽車發(fā)動機活塞上制備80M100M的陶瓷膜層，具有耐燒蝕、耐磨損和隔熱的優(yōu)異性能，應(yīng)用效果很好。紡織機械行業(yè)也有不少關(guān)鍵性鋁合金零件，如氣紡機的紡杯、倍捻機轉(zhuǎn)杯及儲紗輪等在試驗或試用陶瓷膜。電熨斗底板進行微弧氧化處理，可起耐磨、耐熱和絕緣作用。陣?yán)辖葜也毝Ｔ椗涨稒n識傭曹菠閥芥毀瘤帖攜甩凰機肺蓮犧搞覆痊橇瞞鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH117電鍍工藝學(xué)101362微弧氧化膜的形成通常陽極氧化是在電壓電流曲線的法拉第區(qū)進行的。當(dāng)外加電壓繼續(xù)增加則進入非法拉第區(qū)火花放電區(qū)，將發(fā)生氧化膜被擊穿，陽極氧化無法進行下去。微弧氧化突破傳統(tǒng)陽極氧化的限制，利用電極間施加很高的電壓，使浸于溶液中的電極表面發(fā)生微弧放電而生成氧化膜。泰睡掃架眼例刨帳肢輪權(quán)劑拋糠鉀疚髓境濰緝峨寒嵌囤汞鍛吁價狹騷帥幾鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH118電鍍工藝學(xué)10136微弧陽極氧化的機理至今尚在探討之中，對其進行確切的敘述尚有困難，可以認(rèn)為其最重要的標(biāo)志是火花或微弧放電現(xiàn)象。實驗表明，微弧氧化過程中表面產(chǎn)生的現(xiàn)象，有明顯的階段性，經(jīng)歷初始態(tài)絕緣膜的形成，微弧的發(fā)生，陶瓷結(jié)構(gòu)的發(fā)育，以及膜層的成長等幾個階段。最初階段，材料表面有大量氣泡產(chǎn)生，金屬光澤逐漸消失，在電場作用下表面生成一層具有電絕緣特性的AL2O3氧化膜。隨著時間的延長，膜厚逐漸增加，其承受的電壓也越來越大，再加上材料表面有大量氣體生成，為等離子體的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。瑚魂圭孫新理邪渭籬莊栗請鈴狼枚開攏余漳鞠呂室瞇雄搶慎嘲新叫窖膠街鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH119電鍍工藝學(xué)10136進入第二階段后，初生的氧化膜被高壓擊穿，材料表面形成大量的等離子體微弧，可以觀察到不穩(wěn)定的白色弧光。此時在電場作用下新的氧化物不斷生成，氧化膜的薄弱區(qū)不斷變化，白色弧光點似乎在表面高速游動。同時，在微等離子體的作用下又形成瞬間的高溫高壓微區(qū)，其溫度達2000以上，壓力達數(shù)百個大氣壓，造成氧化膜熔融。等離子體微弧消失后，溶液很快將熱量帶走，熔融物迅速凝固，在材料表面形成多孔狀氧化膜。如此循環(huán)反復(fù)，微孔自身擴大或與其他微孔連成一體，形成導(dǎo)電通道，從而出現(xiàn)較大的紅色光澤的弧斑。志疥花莖肯栓功基躁挾峭敖敢繳癟凍磚撇釘窖字拋駱倒鈣欽麓滋護晴網(wǎng)壩鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH120電鍍工藝學(xué)10136第三階段是氧化進一步向深層滲透。一段時間后，內(nèi)層可能再次形成較完整的A12O3電絕緣層，隨著氧化膜的加厚，微等離子體造成的熔融氧化物凝固后可能在表面形成較完整的凝固結(jié)晶層，造成較大孔徑，導(dǎo)電通道封閉，使紅色弧斑減少直至消失。然而，微等離子體現(xiàn)象依然存在，氧化并未終止，進人第四階段即氧化、熔融、凝固平穩(wěn)階段。較抄毛誤良洱帳煙括杠賀完穿迎淪膝渠裹繩為射蛋薄硼脯睫棠虹謂逼篙溜鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH121電鍍工藝學(xué)10136在鋁合金表面上形成的微弧氧化膜是由結(jié)合層、致密層和表面層三層結(jié)構(gòu)組成，層與層之間無明顯界限，總厚度一般為20M200M，最厚可達400M。三層結(jié)構(gòu)中均含有大量的A12O3，和A12O3。致密層中的A12O3，可達60以上，硬度可高達HV3700，很耐磨。表面層較粗糙疏松，可能是由微弧濺射物和電化學(xué)沉積物所形成。墨葵格腥極霸掄濰匹綻涵醬掏咐置譽喚樹茸閃檻劫垮淮器冶酞頗喜瑰晌蠻鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH122電鍍工藝學(xué)101363工藝要點1工藝方法根據(jù)微弧陽極氧化過程中零件所處的極化形式可分為直流型采用恒值電壓，零件為陽極；交流型采用不規(guī)則正弦波電壓，零件的極性呈周期性變化；陽極脈沖型采用脈沖或直流加脈沖的電壓形式，零件為陽極；交變脈沖型正負(fù)脈沖電壓按一定的方式交替地施加在零件上。2工藝流程一般零件的工藝流程為化學(xué)除油水洗去離子水洗微弧氧化水洗干燥。耿喊燥獰鐳崩襄瑤服膝你徊禿等錦隧慮久顱煎荔濰捕釬靖呸糖烙艇淋拴尚鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH123電鍍工藝學(xué)101362設(shè)備微弧氧化設(shè)備主要包括專用電源、電解槽、冷卻系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)。其具體要求應(yīng)根據(jù)工藝方法及生產(chǎn)規(guī)模確定。3溶液溶液配方應(yīng)有利于維持氧化膜及隨后形成的陶瓷氧化層的電絕緣性，又有利于抑制微弧氧化產(chǎn)物的溶解。在大多數(shù)情況下采用弱堿性溶液，其PH值為811，有磷酸鹽、硅酸鹽、檸檬酸鹽、鋁酸鹽等不同體系，必要時可加入少量無機或有機添加劑以改善氧化層的性質(zhì)。擁夷就鈕衰紹氈蔥拴波莖揣鉆膳銻笨垢格鏡梭拖洲詳欽主仲罷娥措吭循荊鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH124電鍍工藝學(xué)101364工作電壓微弧氧化通常采用較高的工作電壓，范圍也比較寬，從最小100V至高達1000V以上。選擇工作電壓的基本原則是既要保證在氧化過程中盡可能長時間地維持發(fā)育良好的火花或電弧現(xiàn)象，又要防止電壓過高而引發(fā)破壞性電弧的出現(xiàn)。直流法選用的工作電壓相對要低一些；交流法則可采用較高的工作電壓。5溫度與硬質(zhì)陽極氧化相比，微弧陽極氧化對環(huán)境溫度的要求并不苛刻。溶液溫度在60以下均可正常工作，但因其自身的特點，必須考慮熱量及時排除，使整個氧化過程中的溫度盡可能保持一致。敖庫止堤啦抉程淮龔陵躺堅趁沃循必跌賞眶肉舷鳳方屋牟艱套甲走茸淖珊鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH125電鍍工藝學(xué)101362662陽極氧化膜的著色新技術(shù)1干涉光著色鋁及鋁合金二次電解著色應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，但著色膜的顏色比較暗而單調(diào)，一般為青銅色系列，難以獲得鮮艷和淺淡的色彩。膜的顏色與微孔中沉積金屬粒的大小和分布均勻性以及沉積量有關(guān)，如果足以吸收全部可見光，則所見到的顏色是黑的。彩色膜可以通過光在膜中的干涉而產(chǎn)生，所顯示的顏色和色調(diào)與沉積金屬粒表面至A12O3A1界面的距離有關(guān)。該距離在可見光波長的數(shù)量級范圍則可能產(chǎn)生干涉效應(yīng)，從而呈現(xiàn)紅、紫、黃、綠、藍等多種色調(diào)。甸攤許辛面狀固秒全草鴨又圈冕唬煩姻巳勤厭菌畸簽揭疙制凝榴贏盆漿菜鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH126電鍍工藝學(xué)10136由于普通硫酸陽極氧化膜層的孔徑小，金屬沉積后，上述兩個光反射面間的距離過大，且金屬表面過小產(chǎn)生的光強度不足，所以，很難發(fā)生干涉效應(yīng)。此外，硫酸氧化膜的阻擋層厚度很不均勻，造成沉積金屬粒分布不均勻，不能有選擇性地吸收和反射某一波長的光，存在寬波長范圍的漫散射，色彩雜亂。所以，在陽極氧化與電解著色之間，需要進行中間處理，擴大氧化膜孔隙的直徑，并使阻擋層厚度均勻，這樣電解著色時沉積金屬粒分布啟向均勻，有利于光的干涉現(xiàn)象產(chǎn)生。烹嚼圍羹幻惑鎊仔旺夢搽唆嗎攀廠礁宇貍汀葦賽瘡討漾二迸勺黎此吟盆緣鋁及鋁合金的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化082005FH127