鋁合金陽極氧化故障的闡發(fā)及預(yù)防

媒介

鋁的陽極氧化是以鋁或鋁合金作陽極，以鉛板作陰極在硫酸、草酸、鉻酸等水溶液中電解，使其皮相生成氧化膜層。此中硫酸陽極氧化處置懲罰 利用最為普遍 。鋁和鋁合金硫酸陽極氧化氧化膜層有較高的吸附能力，易進(jìn)行封孑L或著色處置懲罰 ，加倍 提高其抗蝕性和外不雅 。陽極氧化膜層厚一般3～15μm，鋁合金硫酸陽極氧化工藝操作簡單，電解液不變，本錢 也不高，是成熟的工藝方式 ，但在硫酸陽極化進(jìn)程 中常常 免不了發(fā)生各類 故障，影響氧化膜層質(zhì)量。當(dāng)真總結(jié)剖析 故障發(fā)生 的緣由 并采納有用 預(yù)防辦法 ，對提高鋁合金硫酸陽極氧化質(zhì)量有主要 的現(xiàn)實(shí)意義。

1常見故障及剖析

(1)鋁合金成品 經(jīng)硫酸陽極氧化處置懲罰 后，發(fā)生局部無氧化摸，顯現(xiàn)肉眼可見的黑斑或條紋，氧化膜有鼓瘤或孔穴現(xiàn)象。此類故障雖不多見但也有發(fā)生。

上述故障緣由 ，一般與鋁和鋁合金的成份 、組織及相的平均 性等有關(guān)，或 與電解液中所消融 的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。鋁和鋁合金的化學(xué)成份 、組織和金屬相的平均 性會影響氧化膜的生成和機(jī)能 。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易生成，膜的質(zhì)量也較佳。而鋁硅合金或含銅量較高的鋁合金，氧化膜則較難生成，且生成的膜發(fā)暗、發(fā)灰，光澤性欠好 。假如 皮相發(fā)生 金屬相的不平均 、組織偏析、微雜質(zhì)偏析或 熱處置懲罰 欠妥 所造成各部門組織不平均 等，則易發(fā)生 選擇性氧化或選擇性消融 。若鋁合金中局部硅含量偏析，則常常 造成局部無氧化膜或呈黑黑點(diǎn)條紋或局部選擇性消融 發(fā)生 空穴等。別的 ，假如 電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵?；蜚~鐵等金屬雜質(zhì)離子含量太高 ，常常 會使氧化膜泛起 黑黑點(diǎn)或黑條紋，影響氧化膜的抗蝕防護(hù)機(jī)能 。

(2)同槽處置懲罰 的陽極氧化零件，有的無氧化膜或膜層輕浮 或不完全 ，有的在夾具和零件接觸處有燒損熔蝕現(xiàn)象。這類故障在流酸陽極氧化工藝實(shí)踐中常常 較多發(fā)生，嚴(yán)重影響鋁合金陽極氧化質(zhì)量。

2預(yù)防故障的辦法

鋁合金硫酸陽極氧化氧化膜質(zhì)量利害 ，抗蝕防護(hù)機(jī)能 的好壞 主要取決于鋁合金的成份 ，膜層厚度和 陽極氧化處置懲罰 工藝條件，如溫度、電流密度、利用 水質(zhì)及陽極氧化后的填充封鎖工藝等。要削減 或避免陽極氧化故障提高產(chǎn)物 質(zhì)量要從微細(xì)處著手，采納有用 辦法 。

(1)對分歧 的鋁合金，如鍛造 成型、壓延成型或機(jī)械加工成型或經(jīng)熱處置懲罰 焊接等工序，要憑據(jù) 現(xiàn)實(shí) 情形 選擇適合 的前處置懲罰 方式 。好比 ，澆鑄成型的鋁合金皮相，其非機(jī)加工皮相一般應(yīng)采取 噴砂或噴丸除凈其原始氧化膜、粘砂等。對硅含量較高的鋁合金(特別 是鑄鋁)應(yīng)經(jīng)由 含有5%擺布?xì)浞岬南跛釆A雜 酸溶液浸蝕活化，才能有用 地連結(jié) 精良的活化皮相，確保氧化膜質(zhì)量。分歧 材質(zhì)的鋁合金，裸鋁和純零件或年夜 小規(guī)格分歧 的鋁和鋁合金零件，一般不宜同槽氧化處置懲罰 。

對 搭接、點(diǎn)焊或鉚接的鋁合金組合件，對 在陽極氧化進(jìn)程 中易構(gòu)成 氣袋不容易 解除的鋁合金制件，從質(zhì)量斟酌 ，一般不答應(yīng) 采取 硫酸陽極氧化工藝。

(2)裝掛夾具材料必需 確保導(dǎo)電精良，一般選用硬鋁合金棒，板材要包管 有必然 彈性和強(qiáng)度。拉鉤宜選用銅或銅合金材料。已利用 過的專用或通用工夾具如陽極氧化處置懲罰 時再次利用 ，必需 完全 退除其皮相氧化膜，確保精良接觸。工夾具既要包管 足夠?qū)щ娊佑|面積，又要盡量削減 夾具印痕。假如 接觸面太小，會致使 燒損熔蝕陽極氧化零件。[pagebreak]

(3)硫酸陽極氧化溶液的溫度必需 嚴(yán)厲 節(jié)制 ，最好 溫度規(guī)模是15～25℃。硫酸陽極氧化工藝進(jìn)程 中需采取 緊縮 空氣攪拌，并應(yīng)配備制冷裝配 。在無制冷裝配 的情形 下，在硫酸電解液中插手1.5%～2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸，可使 陽極氧化溶液溫度規(guī)模跨越 35℃而避免或削減 氧化膜的松散 或粉化。—些工藝實(shí)驗(yàn) 和出產(chǎn)實(shí)踐已證實(shí)，在硫酸陽極氧化電解液中插手適當(dāng) 羧酸或丙三醇可有用 削減 反映熱效應(yīng)的不良影響，可以在不下降 氧化膜厚度和硬度的條件下提高陽極氧化電解液的溫度答應(yīng) 上限，在包管 質(zhì)量的條件 下，提高出產(chǎn)效力 。別的 ，節(jié)制 溫度恒定的條件下，也要注重有用 節(jié)制 陽極電流密度，才能更好地包管 氧化膜質(zhì)量。

(4)硫酸陽極氧化電解液所利用 的水質(zhì)及電解液中的有害雜質(zhì)必需 嚴(yán)厲 節(jié)制 。配制硫酸陽極氧化溶液不宜用自來水，特別 不克不及 用混濁的含Ca2+，Mg2+，SiO32-及Cl-含量高的自來水。一般情形 下，水中Cl-濃度達(dá)25mg/L時就會對鋁合金的陽極氧化處置懲罰 發(fā)生 有害影響。Cl-(包孕 其它鹵族元素)可破損氧化膜生成，乃至 基本 形不成氧化膜。硫酸陽極氧化應(yīng)選用軟化水、去離子水或蒸餾水，電解液中的Ccl-≤15mg/L，總礦物資 ≤50mg/L。

硫酸溶液在陽極氧化工藝進(jìn)程 中，會發(fā)生 油污泡沫及懸浮雜質(zhì)，應(yīng)按期 解除。硫酸陽板氧化溶液中常見的其他有害雜質(zhì)還有Cu2+，F(xiàn)e3+，Al3+等。假如 雜質(zhì)含量跨越 答應(yīng) 含量，會發(fā)生 有害影響，可部門或全數(shù)改換硫酸溶液，才能有用 包管 鋁合金硫酸陽極氧化質(zhì)量。

鋁合金硫酸陽極氧化處置懲罰 是普遍 利用且成熟的抗蝕防護(hù)裝潢 處置懲罰 工藝，只要嚴(yán)厲 履行 工藝條件，當(dāng)真操作，硫酸陽極氧化氧化膜質(zhì)量是完全可以包管 的。

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由于鋁氧化膜的絕緣性較好，所以鋁合金制件在陽極氧化處置懲罰 前必需 牢靠 地裝掛在通用或?qū)Ｓ脢A具上，以包管 精良的導(dǎo)電性。導(dǎo)電棒應(yīng)選用銅或銅合金材料并要包管 足夠接觸面積。夾具與零件接觸處，既要包管 電流自由經(jīng)由過程 ，又要盡量 削減 夾具和零件間的接觸印痕。接觸面積太小 ，電流密度太年夜 ，會發(fā)生 過熱易燒損零件和夾具。無氧化膜或膜層不完全 等現(xiàn)象，主如果 由于夾具和制件接觸欠好 ，導(dǎo)電不良或 是由于夾具上氧化膜層未完全 斷根而至 。

(3)鋁合金硫酸陽極氧化處置懲罰 后，氧化膜呈松散 粉化乃至 手一摸就失落 ，分外是填充封鎖后，制件皮相泛起 嚴(yán)重粉層，抗蝕性差勁 。這一類故障多發(fā)生在夏日 ，特別 是沒有冷卻裝配 的硫酸陽極化槽，常常 處置懲罰 1-2槽零件后，松散 粉化現(xiàn)象就會泛起 ，顯著地影響氧化膜的質(zhì)量。

由于鋁合金陽極氧化膜電阻很年夜 ，在陽極氧化工藝進(jìn)程 中會發(fā)生 年夜 量焦耳熱，槽電壓越多發(fā) 生 熱量越年夜 ，從而致使 電解液溫度接續(xù)上升。所以在陽極氧化進(jìn)程 中，必需 采取 攪拌或冷卻裝配 使電解液溫度連結(jié) 在必然 規(guī)模。一般情形 下，溫度應(yīng)節(jié)制 在13～26℃，氧化膜質(zhì)量較佳。若電解液溫度跨越 30℃，氧化膜會發(fā)生 松散 粉化，膜層質(zhì)量差勁 ，嚴(yán)重時發(fā)生“燒焦”現(xiàn)象。別的 ，當(dāng)電解液溫度恒守時，陽極電流密度也必需 予以限制，由于 陽極電流密渡過 高，溫升猛烈 ，氧化膜也易松散 呈粉狀或砂粒狀，對氧化膜質(zhì)量十分晦氣 。

(4)無意偶爾發(fā)生鋁合金硫酸陽極氧化后氧化膜昏暗 無光，有時發(fā)生 點(diǎn)狀侵蝕 ，嚴(yán)重時黑色點(diǎn)狀侵蝕 顯著，致使 零件報廢，引發(fā) 較年夜 損失。

這類故障常常 是無意偶爾發(fā)生并有非凡 緣由 釀成的 。在鋁合金陽極氧化進(jìn)程 中，半途 斷電又從新 給電，常常 會使氧化膜昏暗 無光，而半途 停電零件在清洗槽逗留 太久 ，清洗水槽酸渡過 高，水質(zhì)不凈，含懸浮物、泥砂等較多，常常 會使鋁合金制件發(fā)生電化學(xué)侵蝕 ，發(fā)生點(diǎn)狀侵蝕 黑斑等。有時向電解液中添加自來水，水經(jīng)漂白粉處置懲罰 且Cl-含量超標(biāo)或有時艷服 過HCl的容器未經(jīng)完全 清洗又艷服 硫酸，都邑 使陽極氧化電解液中混人超量的Cl-，從而致使 鋁合金零件陽極氧化發(fā)生 點(diǎn)狀侵蝕 使產(chǎn)物 報廢等。