铝及其合金材料由于其高的强度/重量比,易成型加工以及优异的物理、化学性能,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而,铝合金材料硬度低、耐磨性差,常发生磨蚀破损,因此,铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性,减少磨蚀,延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层,以显着改变铝合金的耐蚀性,提高硬度、耐磨性和装饰性能。
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。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。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-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。
1、-浓度:通常采用15%~20%。浓度升高,膜的溶解速度加大,膜的生长速度降低,膜的孔隙率高,吸附力强,富有弹性,染色性好(易于染深色),但硬度,耐磨性略差;而降低-浓度,则氧化膜生长速度加快,膜的孔隙少,硬度高,耐磨性好。所以,硬质氧化用于防护,装饰及纯装饰加工时,多使用允许浓度的上限,即20%浓度的-做电解液。
2、电流密度:在一定限度内,电流密度升高,膜生长速度升高,铝阳极氧化处理,硬质氧化时间缩短,生成膜的孔隙多,铝阳极氧化染料,易于着色,且硬度和耐磨性升高;电流密度过高,则会因焦耳热的影响,铝阳极氧化厂,使零件表面过热和局部溶液温度升高,膜的溶解速度升高,且有烧毁零件的可能;电流密度过低,则膜生长速度缓慢,但生成的膜较致密,硬度和耐磨性降低。
3、氧化时间:氧化时间的选择,取决于电解液浓度,温度,阳极电流密度和所需要的膜厚。相同条件下,当电流密度恒定时,膜的生长速度与氧化时间成正比;但当膜生长到一定厚度时,由于膜电阻升高,影响导电能力,而且由于温升,膜的溶解速度增大,所以膜的生长速度会逐渐降低,到后不再增加。
4、搅拌和移动:可促使电解液对流,强化冷却效果,-溶液温度的均匀性,不会造成因金属局部升温而导致氧化膜的下降。
5、铝合金成分:一般来说,铝金属中的其它元素使膜的下降,龙岩铝阳极氧化,且得到的氧化膜没有纯铝上得到的厚,硬度也低,不同成分的铝合金,在进行硬质氧化处理时要注意不能同槽进行。
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