鋁陽(yáng)極氧化常見(jiàn)問(wèn)題分析
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2013-04-27
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不同材質(zhì)的鋁合金,裸鋁和純零件或大小規(guī)格不同的鋁和鋁合金零件,一般不宜同槽氧化處理。假如表面產(chǎn)生金屬相的不平均、組織偏析、微雜質(zhì)偏析或者熱處理不當(dāng)所造成各部門(mén)組織不平均等,則易產(chǎn)生選擇性氧化或選擇性溶解。一般情況下,水中Cl-濃度達(dá)25mg/L時(shí)就會(huì)對(duì)鋁合金的陽(yáng)極氧化處理產(chǎn)生有害影響。這類(lèi)故障在流酸陽(yáng)極氧化工藝實(shí)踐中往往較多發(fā)生,嚴(yán)峻影響鋁合金陽(yáng)極氧化質(zhì)量。拉鉤宜選用銅或銅合金材料。 此類(lèi)故障雖未幾見(jiàn)但也有發(fā)生。假如雜質(zhì)含量超過(guò)答應(yīng)含量,會(huì)產(chǎn)生有害影響,可部門(mén)或全部更換硫酸溶液,才能有效保證鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化質(zhì)量。硫酸陽(yáng)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,總礦物質(zhì)≤50mg/L。 若電解液溫度超過(guò)30℃,氧化膜會(huì)產(chǎn)生松散粉化,膜層質(zhì)量差勁,嚴(yán)峻時(shí)發(fā)生“燒焦”現(xiàn)象。好比,澆鑄成型的鋁合金表面,其非機(jī)加工表面一般應(yīng)采用噴砂或噴丸除凈其原始氧化膜、粘砂等。
(4)硫酸陽(yáng)極氧化電解液所使用的水質(zhì)及電解液中的有害雜質(zhì)必需嚴(yán)格控制。硫酸陽(yáng)極氧化工藝過(guò)程中需采用壓縮空氣攪拌,并應(yīng)配備制冷裝置。要減少或避免陽(yáng)極氧化故障進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量要從微細(xì)處著手,采取有效措施。已使用過(guò)的專(zhuān)用或通用工夾具如陽(yáng)極氧化處理時(shí)再次使用,必需徹底退除其表面氧化膜,確保良好接觸。假如接觸面太小,會(huì)導(dǎo)致燒損熔蝕陽(yáng)極氧化零件。配制硫酸陽(yáng)極氧化溶液不宜用自來(lái)水,尤其不能用渾濁的含Ca2+,Mg2+,SiO32-及Cl-含量高的自來(lái)水。一般情況下,溫度應(yīng)控制在13~26℃,氧化膜質(zhì)量較佳。所以在陽(yáng)極氧化過(guò)程中,必需采用攪拌或冷卻裝置使電解液溫度保持在一定范圍。
(3)硫酸陽(yáng)極氧化溶液的溫度必需嚴(yán)格控制,最佳溫度范圍是15~25℃。陽(yáng)極氧化膜層厚一般3~15μm,鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化工藝操縱簡(jiǎn)樸,電解液不亂,本錢(qián)也不高,是成熟的工藝方法,但在硫酸陽(yáng)極化過(guò)程中往往免不了發(fā)生各種故障,影響氧化膜層質(zhì)量。鋁和鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化氧化膜層有較高的吸附能力,易進(jìn)行封孔或著色處理,更加進(jìn)步其抗蝕性和外觀。另外,當(dāng)電解液溫度恒定時(shí),陽(yáng)極電流密度也必需予以限制,由于陽(yáng)極電流密渡過(guò)高,溫升劇烈,氧化膜也易松散呈粉狀或砂粒狀,對(duì)氧化膜質(zhì)量十分不利。當(dāng)真總結(jié)分析故障產(chǎn)生的原因并采取有效預(yù)防措施,對(duì)進(jìn)步鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化質(zhì)量有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化處理是廣泛應(yīng)用且成熟的抗蝕防護(hù)裝飾處理工藝,只要嚴(yán)格執(zhí)行工藝前提,當(dāng)真操縱,硫酸陽(yáng)極氧化氧化膜質(zhì)量是完全可以保證的。
(4)無(wú)意偶然發(fā)生鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化后氧化膜暗淡無(wú)光,有時(shí)產(chǎn)生點(diǎn)狀侵蝕,嚴(yán)峻時(shí)玄色點(diǎn)狀侵蝕明顯,導(dǎo)致零件報(bào)廢,引起較大損失。對(duì)硅含量較高的鋁合金(尤其是鑄鋁)應(yīng)經(jīng)由含有5%左右氫氟酸的硝酸混合酸溶液浸蝕活化,才能有效地保持良好的活化表面,確保氧化膜質(zhì)量。接觸面積過(guò)小,電流密度太大,會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱易燒損零件和夾具。導(dǎo)電棒應(yīng)選用銅或銅合金材料并要保證足夠接觸面積。 若鋁合金中局部硅含量偏析,則往往造成局部無(wú)氧化膜或呈黑雀斑條紋或局部選擇性溶解產(chǎn)生空穴等。
因?yàn)殇X合金陽(yáng)極氧化膜電阻很大,在陽(yáng)極氧化工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量焦耳熱,槽電壓越高產(chǎn)生熱量越大,從而導(dǎo)致電解液溫度不斷上升。 另外,假如電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵?;蜚~鐵等金屬雜質(zhì)離子含量過(guò)高,往往會(huì)使氧化膜泛起黑雀斑或黑條紋,影響氧化膜的抗蝕防護(hù)機(jī)能。另外,控制溫度恒定的前提下,也要留意有效控制陽(yáng)極電流密度,才能更好地保證氧化膜質(zhì)量。
因?yàn)殇X氧化膜的絕緣性較好,所以鋁合金制件在陽(yáng)極氧化處理前必需牢固地裝掛在通用或?qū)S脢A具上,以保證良好的導(dǎo)電性。這一類(lèi)故障多發(fā)生在夏季,尤其是沒(méi)有冷卻裝置的硫酸陽(yáng)極化槽,往往處理1-2槽零件后,松散粉化現(xiàn)象就會(huì)泛起,顯著地影響氧化膜的質(zhì)量。
(3)鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化處理后,氧化膜呈松散粉化甚至手一摸就掉,特別是填充封鎖后,制件表面泛起嚴(yán)峻粉層,抗蝕性差勁。 —些工藝試驗(yàn)和出產(chǎn)實(shí)踐已證明,在硫酸陽(yáng)極氧化電解液中加入適量羧酸或丙三醇可有效減少反應(yīng)熱效應(yīng)的不良影響,可以在不降低氧化膜厚度和硬度的前提下進(jìn)步陽(yáng)極氧化電解液的溫度答應(yīng)上限,在保證質(zhì)量的條件下,進(jìn)步出產(chǎn)效率。
硫酸溶液在陽(yáng)極氧化工藝過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生油污泡沫及懸浮雜質(zhì),應(yīng)按期排除。在鋁合金陽(yáng)極氧化過(guò)程中,半途斷電又重新給電,往往會(huì)使氧化膜暗淡無(wú)光,而半途停電零件在清洗槽停留過(guò)久,清洗水槽酸渡過(guò)高,水質(zhì)不凈,含懸浮物、泥砂等較多,往往會(huì)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。
上述故障原因,一般與鋁和鋁合金的成分、組織及相的平均性等有關(guān),或者與電解液中所溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。
1常見(jiàn)故障及分析
鋁的陽(yáng)極氧化是以鋁或鋁合金作陽(yáng)極,以鉛板作陰極在硫酸、草酸、鉻酸等水溶液中電解,使其表面天生氧化膜層。
(2)同槽處理的陽(yáng)極氧化零件,有的無(wú)氧化膜或膜層輕薄或不完整,有的在夾具和零件接觸處有燒損熔蝕現(xiàn)象。
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(1)鋁合金制品經(jīng)硫酸陽(yáng)極氧化處理后,發(fā)生局部無(wú)氧化膜,呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的黑斑或條紋,氧化膜有鼓瘤或孔穴現(xiàn)象。
鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化氧化膜質(zhì)量好壞,抗蝕防護(hù)機(jī)能的優(yōu)劣主要取決于鋁合金的成分,膜層厚度以及陽(yáng)極氧化處理工藝前提,如溫度、電流密度、使用水質(zhì)及陽(yáng)極氧化后的填充封鎖工藝等。
(2)裝掛夾具材料必需確保導(dǎo)電良好,一般選用硬鋁合金棒,板材要保證有一定彈性和強(qiáng)度。其中硫酸陽(yáng)極氧化處理應(yīng)用最為廣泛。無(wú)氧化膜或膜層不完整等現(xiàn)象,主要是因?yàn)閵A具和制件接觸不好,導(dǎo)電不良或者是因?yàn)閵A具上氧化膜層未徹底清除所致。鋁和鋁合金的化學(xué)成分、組織和金屬相的平均性會(huì)影響氧化膜的天生和機(jī)能。
(1)對(duì)不同的鋁合金,如鍛造成型、壓延成型或機(jī)械加工成型或經(jīng)熱處理焊接等工序,要根據(jù)實(shí)際情況選擇相宜的前處理方法。硫酸陽(yáng)板氧化溶液中常見(jiàn)的其他有害雜質(zhì)還有Cu2+,Fe3+,Al3+等。
對(duì)于搭接、點(diǎn)焊或鉚接的鋁合金組合件,對(duì)于在陽(yáng)極氧化過(guò)程中易形成氣袋不易排除的鋁合金制件,從質(zhì)量考慮,一般不答應(yīng)采用硫酸陽(yáng)極氧化工藝。
2預(yù)防故障的措施
這類(lèi)故障往往是無(wú)意偶然發(fā)生并有特殊原因造成的。 Cl-(包括其它鹵族元素)可破壞氧化膜天生,甚至根本形不成氧化膜。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜輕易天生,膜的質(zhì)量也較佳。工夾具既要保證足夠?qū)щ娊佑|面積,又要盡量減少夾具印痕。而鋁硅合金或含銅量較高的鋁合金,氧化膜則較難天生,且天生的膜發(fā)暗、發(fā)灰,光澤性不好。有時(shí)向電解液中添加自來(lái)水,水經(jīng)漂白粉處理且Cl-含量超標(biāo)或有時(shí)艷服過(guò)HCl的容器未經(jīng)徹底清洗又艷服硫酸,都會(huì)使陽(yáng)極氧化電解液中混人超量的Cl-,從而導(dǎo)致鋁合金零件陽(yáng)極氧化產(chǎn)生點(diǎn)狀侵蝕使產(chǎn)品報(bào)廢等。夾具與零件接觸處,既要保證電流自由通過(guò),又要盡可能減少夾具和零件間的接觸印痕。在無(wú)制冷裝置的情況下,在硫酸電解液中加入1.5%~2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸,可以使陽(yáng)極氧化溶液溫度范圍超過(guò)35℃而避免或減少氧化膜的松散或粉化。