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简述铝表面氧化处理工艺的缺陷和应对方法

      制品生产工艺的主要流程:喷砂处理一一表面清洁、除油一一氧化一一染色(需要染色时使用)一封孔一一烘干等。

      铝型材喷砂是指为去除铝型材表面的拉伸痕而采用的打砂工艺。氧化是指通过阳极氧化工艺对铝型材的表面形成一层保护膜。染色是由于氧化膜是由大量垂直于金属表面的六边形晶胞组成,每个晶胞中心有一个膜孔,并具有极强的吸附力,当氧化过的铝制品浸入染料溶液时,染料分子通过扩散作用进入氧化膜的膜孔中,同时与氧化膜形成难以分离的共价键和离子键,即可形成染色。封孔是因为这种键结合是可逆的,在一定条件下会发生解吸附作用。

      所以,染色之后,铝材阳极氧化,必须经过封孔处理,将染料固定在膜孔中。在氧化染色整个流程中,阳极氧化厂家,因为氧化工艺原因造成染色不良是比较普遍的。氧化膜的膜厚和孔隙均匀是否一致是染色时是否能够获得均匀一致颜色的前提和基础,为获得均匀一致的氧化膜,保证足够的循环量、冷却量,与保证良好的导电性是举足轻重的,此外就是氧化工艺的稳定性。阳极氧化作为染色的前工序,是染色的基础。


有哪些因素会对阳极氧化造成影响

      1、硫酸浓度。改变硫酸浓度对氧化膜的阻挡层厚度、电解液的导电性和对氧化膜的溶解作用、氧化膜的耐蚀性和耐磨性以及后道处理的封孔质量都将产生一定影响。硫酸浓度高,对氧化膜的溶解作用大,形成的阻挡层则薄,维持一定电流密度则所需的电压降低;反之阻挡层则厚,所需的电压升高。

       2、槽液温度。在阳极氧化过程中,部分电能会转化为热量,因此必须对槽液进行冷却降温,以维持一个适宜的温度范围。随着温度升高,膜质量与金属损失比明显减小,而且膜的外层硬度较低。这种膜容易出现“粉化”现象。

      3、氧化电压。阳极氧化的氧化电压决定氧化膜的孔径大小,低压生成的膜孔径小、孔数多,而高压使膜孔径大,但孔数少。在一定范围内高压有利于生成致密、均匀的膜。

     4、氧化电流密度。氧化电流密度与生产效率有直接的关系。当采用较高氧化电流密度时,得到预定厚度氧化膜所需时间可以缩短,生产,但是电源的电容量大。此外氧化电流密度过高,使膜厚波动大,还引起工件“伤”。在一定电流密度范围内,阳极氧化处理,膜层耐蚀性、耐磨性与电流密度的关系也很大。

     5、槽液搅拌。为了使阳极氧化槽液温度和浓度均匀,特别是当采用较大电流密度时,及时将氧化膜附近的大量热量带走,一般在阳极氧化过程中对槽液进行搅拌。槽液搅拌有两种方式。一是用无油空气搅拌,搅拌时不宜过于剧烈,阳极氧化,以免工件接点松动,造成伤。二是用酸泵循环搅拌,将槽液从槽中部抽出或靠液面溢流,再从底部的钻孔管打回槽内。

    6、氧化时间。氧化时间的控制较为麻烦,因为它要根据硫酸浓度、槽液温度、电流密度、氧化铝工件对氧化膜厚度和性能的要求来决定。需要有丰富的操作经验。



1、阳极氧化膜生成的一般原理

    以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料,如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时,在阴极上,放出氢气;在阳极上,析出的氧不仅是分子态的氧,还包括原子氧(O)和离子氧,通常在反应中以分子氧表示。

2、阳极氧化电解溶液的选择

     阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。

3、阳极氧化的种类

     阳极氧化按电流形式分为:直流电阳极氧化,交流电阳极氧化,脉冲电流阳极氧化。按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有: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。其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用为普遍。

4、阳极氧化膜结构、性质

     阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的,后者称为阻挡层(也称活性层)。用电子显微镜观察研究,膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。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


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