陽極氧化溫度對膜層的影響
陽極氧化溫度高低對膜層有什么影響呢?
從陽極氧化的成膜過程知道,隨著陽極氧化溫度的升高,膜層的顏色逐漸變深,膜層厚度的增加也逐漸變緩,主要原因是陽極氧化膜有絕緣性,當氧化膜形成后相應加大了電阻。這些電阻通電后,會使大量的電能轉變成熱能,使氧化溶液的溫度升高,加速了對膜層的溶解。氧化溶液溫度越高,溶解作用越強,因此隨著氧化溶液溫度的升高膜層厚度的增加
氧化的
陽極氧化溫度對膜層的影響
陽極氧化溫度高低對膜層有什么影響呢?
從陽極氧化的成膜過程知道,隨著陽極氧化溫度的升高,膜層的顏色逐漸變深,膜層厚度的增加也逐漸變緩,主要原因是陽極氧化膜有絕緣性,當氧化膜形成后相應加大了電阻。這些電阻通電后,會使大量的電能轉變成熱能,使氧化溶液的溫度升高,加速了對膜層的溶解。氧化溶液溫度越高,溶解作用越強,因此隨著氧化溶液溫度的升高膜層厚度的增加會逐漸變緩。
氧化溶液溫度較低時,形成的氧化膜致密,孔隙率小,不易著色,隨著氧化溫度的升高,氧化膜逐漸變得疏松,膜層孔隙率逐步變大,膜層的顏色隨溫度的升高逐漸變深。因此氧化溶液溫度是決定氧化膜致密程度的重要因素,也是決定氧化膜顏色均勻性的重要因素。
要根據不同的鋁合金選用不同的溫度范圍,普通陽極氧化,對于硬鋁、超硬鋁及純鋁等來說,的溶液溫度范圍為15℃~25℃;對于防銹鋁合金來說,的溫度范圍為l8℃~22℃。在陽極氧化工藝中,需采用壓縮空氣攪拌,并配備制冷裝置。一些氧化工藝和生產實跋證明,在陽極氧化溶液中加入適量的有機羧酸可有效減少反應熱效應的影響,在不降低氧化膜厚度和硬度的條件下提高陽極氧化溶液的溫度允許上限。另外,控制氧化溶液溫度恒定的條件下,也要注意有效控制陽極電流密度。
鋁型材陽極氧化中冷封孔處理的優點與缺點
1、冷封孔的原理
冷封孔也叫低溫封孔,是指將鋁型材置入25-35℃的水溶液中使其發生水合作用,低溫的環境使水合反應的速度變慢,水中的氟離子是一種非常活潑的陰離子,且具有很好的吸附作用,可與氧化鋁發生化學反應而生成氟鋁化物;水中的鎳離子水向氧化膜孔中擴散,與氫氧根離子生成氫氧化二鎳,沉淀于膜孔中,從而起到封孔的作用,可用下列化學方程式表示:
Ni2﹢+2OH﹣→Ni(OH)↓
2、冷封孔的優點
①由于冷封孔的封孔溫度為25-35℃,不用加熱到很高溫度,不僅可節省很多電力能源的消耗,而且對周圍的工作環境也沒有什么影響。
②冷封孔的封孔速度為1min/μm,比熱封孔的速度要快2min/μm,不僅減少了封孔槽的數量,而且提高了封孔質量。
③冷封孔工藝中可以調解封孔液的濃度,使鎳離子的沉淀反應只在氧化膜中發生,減少鋁型材表面掛灰的現象。
3、冷封孔的缺點
①由于冷封孔的封孔溫度低,各化學物質的反應速度都變得緩慢,使得槽液中化學試劑的用量比熱封孔用量要多,在化學反應中氟離子的濃度降低,產生的氫氧根離子使槽液的pH值升高,需要不斷地對槽液進行測試和調整,不僅增加作業人員的工作量,而且生成的氟化物還會對污染空氣,對生態環境造成很大的危害。
②低溫封孔處理中,氧化膜的性增加了,同時硬度也增加了,對于氧化膜厚度在25μm以上的鋁型材,很容易出現膜層剝落和開裂。建議氧化膜厚度超過25μm的鋁型材,采用中溫或高溫封孔的處理方法,降低膜層的脆性,防止氧化膜層剝落和開裂現象的發生。
鋁合金陽極氧化的工藝
1.陽極氧化的常用工藝
鋁合金陽極氧化的常用工藝有:硫酸陽極氧化工藝、鉻酸陽極氧化工藝、草酸陽極氧化工藝和磷酸陽極氧化工藝。的是硫酸陽極氧化。
2.硫酸陽極氧化
目前國內外廣泛使用的陽極氧化工藝就是硫酸陽極氧化,和其他方法相比他在生產成本、氧化膜特點和性能上都具有很大優勢,它成本低、膜的透明性好、耐腐蝕耐摩擦性好、著色容易等優點。它是以稀硫酸作電解液,對產品進行陽極氧化,膜的厚度可達5um—20um,膜的吸附性好,無色透明,工藝簡單,操作方便。
3.鉻酸陽極氧化
鉻酸陽極氧化得到的膜較薄,只有2-5um,能保持工件原有的精度和表面粗糙度;孔隙率低難染色,不做封孔也可使用;膜層軟,性較差但彈性好;耐腐蝕力較強,鉻對鋁的溶解度小,使和縫隙內殘留液對部件的腐蝕較小,適于鑄件等結構件,該工藝在軍事上用得較多。同時可以對部件質量進行檢驗,在裂紋處褐色電解液就會流出,很明顯。
4.草酸陽極氧化
草酸對鋁的氧化膜溶解性小,所以氧化膜孔隙率低,膜層性和電絕緣性比硫酸膜好;但草酸氧化成本高是硫酸的3~5倍;同時草酸在陰極和陽極都會被反應,導致電解液穩定性差;草酸氧化膜的色澤易隨工藝條件變化,導致產品產生色差,所以該工藝應用受到一定限制。但草酸可做硫酸氧化添加劑使用較常見。
5.磷酸陽極氧化
氧化膜在磷酸電解液中溶解比硫酸大,因此氧化膜薄(只有3um),同時孔徑大。因磷酸膜有較強的防水性,可阻止膠黏劑因水合而老化使膠接劑的結合力比較好,所以主要用于印刷金屬板的表面處理和鋁工件膠接的預處理。
鋁合金氧化膜的封孔
1.鋁合金氧化膜封孔的定義
鋁陽極氧化之后對氧化膜進行的物理或化學處理過程,以降低氧化膜的孔隙率和吸附能力,以便把染料密封在微孔中,同時提高膜的耐蝕性、等性能。在建筑行業對氧化膜的封孔基本上采用高溫蒸汽法、冷封孔、電泳涂裝法三種工藝,但目前中溫封孔有擴大的趨勢。從封孔原理來分主要有水合反應、無機物填充或有機物填充三大類。
2.熱封孔工藝
a.沸水封孔:在接近沸點的純水中(溫度95度以上,去離子水),通過氧化鋁的水合反應將非晶態的氧化鋁轉化成水合氧化鋁,由于水合氧化鋁比原來的體積大了30%,體積膨脹使的氧化膜的微孔填充封閉。
b.高溫蒸汽封孔:原理和沸水封孔一樣,優點:速度快、水質的依賴性小、少出現白灰、褪色風險小。設備需要密閉來保證溫濕度,一般溫度115~120度,壓力在0.7~1atm為佳,成本高!
3.冷封孔工藝
冷封孔是我國基本的封孔技術,操作溫度20~25的室溫,時間和熱封孔比縮短一半,是依靠微孔中的沉積的填充物來進行封孔的,成熟的工藝為氟化鎳為主成分的冷封工藝。冷封孔完成后要進行熱水陳化后(60