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鋁陽極氧化工藝介紹
一、硫酸陽極氧化
硫酸陽極氧化有以下特點:
(1)槽液成本低,成分簡單,操作維護簡便,一般隻需将硫酸稀釋到一定的濃度即可,無需添加其他化學藥品,推薦使用化學純硫酸,雜質較少的工業級硫酸也可采用,所以成本特别低。
(2)氧化膜透明度高。純鋁的硫酸陽極氧化膜,是無色透明的,對于鋁合金,随着合金元素Si、Fe、Cu、Mn的增加,透明度會下降。相對其他電解液,硫酸陽極氧化膜的顔色是最淺的。
(3)着色性高,硫酸氧化膜透明,多孔層吸附性強,易于染色和着色,着色鮮豔不易退去,有很強的裝飾作用。
(4)硫酸陽極氧化操作條件為:
H2SO4(體積) 10%~30%
溫度℃ 18~22
Al/g.L-1 ≤20
電流密度/A.dm-2 0.6~3
時間/min 10~60
二、草酸和鉻酸陽極氧化
草酸陽極氧化在日本應用較普遍,草酸氧化膜的特點和硫酸氧化膜相近,孔隙率低于硫酸氧化膜,耐蝕性和硬度高于硫酸氧化膜。草酸的槽液成本和操作電壓高于硫酸,有些合金的草酸氧化膜顔色較深。草酸和硫酸陽極氧化都需要良好的冷卻系統配套。
草酸陽極氧化操作條件為:
草酸(體積分數) 2%~10%
溫度/℃ 15~35
電流密度/A.dm-2 0.5~3
電壓/V 40~60
鉻酸陽極氧化膜特别耐腐蝕,主要應用幹飛機制造工業,鉻酸氧化膜和油漆的附着力強,也用于作油漆的底層,鉻酸陽極氧化膜灰色不透明,一般不用于裝飾。
鉻酸陽極氧化操作條件為:
Cr03/g.L-1 30~100
溫度/℃ 40~70
電流密度/A.dm-2 0.1~3
電壓/V O~100
時間/min 35~60
三、硬質陽極氧化
在二世界大戰後期,為了提高陽極氧化膜的硬度和厚度,把硫酸氧化槽的溫度降低至0℃,電流密度提高至2.7~4.0A/dm2,獲得了25~50μm的“硬質氧化膜”。用草酸加少量硫酸可以在5~15℃得到硬質氧化膜。有些專利用優化硫酸的濃度,加有機酸或其他添加劑,如苯六羧酸進行硬質陽極氧化。
在蘇格蘭,Campbell發明了采用交流—直流疊加電源,電解液高速流動,0℃,電流密度25~35A/dm2,獲得100μm的硬質陽極氧化膜。
現在,脈沖電流用于硬質陽極氧化時,特别是高銅鋁合金一般很難硬質陽極氧化,使用脈沖電流可以防止“燒蝕”。還有許多電源用于硬質陽極氧化,交流加直流,各種頻率的單相或三相脈沖電流、反相電流等。傳統的直流硬質陽極氧化,電流密度一般不能超過4.0A/dm2,單相整流脈沖電源,電流的脈沖峰值可以很大,但保持氧化膜厚度的均勻一緻是重要的問題。
由于硬質陽極氧化膜具有獨特的硬度和耐磨性,所以正逐步被航空、航天、自動化、汽車、計算機設備、電子和其他工業采用。目前正在開發用聚四氟乙烯、二硫化钼等固體潤滑劑封閉,使硬質陽極氧化膜具有自潤滑性能,應用前景更加廣泛。
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