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?鋁硬質(zhì)陽極氧化基本常識

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鋁硬質(zhì)陽極氧化處理是利用電化學(xué)的方法,在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?,以合金零件為陽極,不銹鋼、鉻、或?qū)щ娦噪娊庖罕旧頌殛帢O

一、鋁硬質(zhì)陽極氧化的原理

鋁硬質(zhì)陽極氧化處理是利用電化學(xué)的方法,在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐校院辖鹆慵殛枠O,不銹鋼、鉻、或?qū)щ娦噪娊庖罕旧頌殛帢O,在一定電壓電流等條件下,使陽極發(fā)生氧化,從而使工件表面獲得陽極氧化膜的過程。按其電解液的種類及膜層性質(zhì)可分為硫酸(可以著色)、鉻酸、(不需著色)、混酸、硬質(zhì)(不能著色)和瓷質(zhì)陽極氧化;根據(jù)各種陽極氧化膜的染色性能,只有硫酸陽極氧化獲得的氧化膜最適宜染色;其他如草酸、瓷質(zhì)陽極氧化膜(微弧氧化)雖能上色,但干擾色嚴(yán)重;鉻酸陽極氧化膜或硬質(zhì)氧化膜均不能上色;綜合所述,要達(dá)到陽極氧化上色的目的,僅有硫酸陽極氧化可行。

 

二、硫酸陽極氧化對鋁合金材質(zhì)的限制

1、合金元素的存在會使氧化膜質(zhì)量下降,同樣條件下,在純鋁上獲得的氧化膜最厚,硬度最高,抗蝕性最佳,均勻度最好。鋁合金材料,要想獲得好的氧化效果,要確保鋁的含量,通常情況下,以不低于95%為佳。
2、在合金中,會使氧化膜泛紅色,破壞電解液質(zhì)量,增加氧化缺陷;硅會使氧化膜變灰,特別是當(dāng)含量超過4.5%時(shí),影響更明顯;鐵因本身特點(diǎn),在陽極氧化后會以黑色斑點(diǎn)的形式存在。

 

三、鋁陽極氧化的預(yù)處理

鋁的表面處理是一系列機(jī)械和化學(xué)表面預(yù)處理工序于表面成膜處理工序的搭配和組合。鋁的表面預(yù)處理方法有機(jī)械法和化學(xué)(或電化學(xué))法兩大類。機(jī)械法包括噴砂、刷光、掃紋和拋光處理等;化學(xué)法包括脫脂、堿洗、亞光處理等。鋁的表面成膜技術(shù)主要有陽極氧化、化學(xué)轉(zhuǎn)化、電鍍與化學(xué)鍍和有機(jī)涂裝等?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化包括鉻化、磷鉻化、無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化,適合做有機(jī)聚合物涂裝的底層。

 

鑄造鋁合金

鑄造鋁合金和壓鑄件一般含有較高的硅含量,陽極氧化膜都是呈深色的,不可能得到無色透明的氧化膜,隨著硅含量的增加,陽極氧化膜的顏色從淺灰色到深灰色直至黑灰色。因此鑄造鋁合金不適合于陽極氧化。

 

常用壓鑄鋁合金的主要分類及成分構(gòu)成:

常用的壓鑄鋁合金,主要可以分為三大類;一是鋁硅合金,主要包含YL102(ADC1、A413.0等)、YL104(ADC3、A360);二是鋁硅銅合金,主要包含YL112(A380、ADC10)、YL113(A383、ADC12)、YL117(B390、ADC14);三是鋁鎂合金,主要包含302(5180、ADC5、ADC6)。
對于鋁硅合金、鋁硅銅合金,顧名思義,其成分除鋁之外,硅與銅是主要構(gòu)成;通常情況下,硅含量在6-12%之間,主要起到提高合金液流動性的作用;銅含量僅次之,主要起到增強(qiáng)強(qiáng)度及拉伸力的作用;鐵含量通常在0.7-1.2%之間,在此比例之內(nèi),工件的脫模效果最佳;通過其成分構(gòu)成可以看出,此類合金是不可能氧化上色的,即使采用脫硅氧化,也難以達(dá)到理想效果。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,光澤性不好。
對于鋁鎂合金的氧化膜容易生成,膜的質(zhì)量也較佳,是可以氧化上色的,這是區(qū)別與其它合金的一個(gè)重要特點(diǎn);但比較而言,也存在部分缺點(diǎn)。
1、陽極氧化膜具備雙重性,且孔隙較大、分布不均,難以達(dá)到最佳防腐效果;
2、鎂有產(chǎn)生硬化及脆性、降低伸長率、增大熱裂的傾向,如ADC5、ADC6等,在生產(chǎn)中,因其凝固范圍寬、收縮傾向大,經(jīng)常產(chǎn)生縮松和裂紋,鑄造性能極差,因此,在其使用范圍上有較大局限性,結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜的工件,根本不宜生產(chǎn);
3、市場上常用的鋁鎂合金,因其成分復(fù)雜,鋁純度過低,硫酸陽極氧化時(shí),難以產(chǎn)生透明防護(hù)膜,多呈乳白色,上色狀態(tài)也差,按正常工藝難以達(dá)到理想效果。
綜合所述,可以看出,常用壓鑄鋁合金是不宜采取硫酸陽極氧化的;但是,并非所有壓鑄鋁合金都不能達(dá)到氧化上色的目的,如鋁錳鈷合金DM32、鋁錳鎂合金DM6等,壓鑄性能與氧化性能俱佳,只是因?yàn)檫M(jìn)入國內(nèi)時(shí)間短,未得到普及罷了。

 

四、不同含量的鋁合金氧化后的顏色

如果從氧化后要求氧化膜無色透明來看,5和6系列的鋁合金是比較好的,并且也可以氧化后著色。如果只是要求能陽極氧化,形成一層致密的陽極氧化膜,對于顏色沒有要求的話,大部分鋁合金是可以氧化的。在選取氧化工藝前,應(yīng)對鋁或鋁合金材質(zhì)有所了解,因?yàn)?,材料質(zhì)量的優(yōu)劣、所含成份的不同,是會直接影響到鋁制品陽極氧化后的質(zhì)量的。比如,鋁材表面如有氣泡、劃痕、起皮、粗糙等缺陷,經(jīng)陽極氧化后,所有疵病依然會顯露出來。而合金成份,對陽極氧化后的表面外觀,也產(chǎn)生直接的影響。
前述已經(jīng)提到鋁合金中含有銅、硅、鐵等雜質(zhì)對氧化膜表面外觀的影響。其影響性能如下:銅會使氧化膜泛紅色,破壞電解液質(zhì)量,增加氧化缺陷;硅會使氧化膜變灰,特別是當(dāng)含量超過4.5%時(shí),影響更明顯;鐵因本身特點(diǎn),在陽極氧化后會以黑色斑點(diǎn)的形式存在。
另外還有合金中其他雜質(zhì)成分對氧化膜外觀的影響:1~2%錳的鋁合金,氧化后呈棕藍(lán)色,隨鋁材中含錳量的增加,氧化后的表面色澤從棕藍(lán)色到深棕色轉(zhuǎn)化。含硅0.6~1.5%的鋁合金,氧化后呈灰色,含硅3~6%時(shí),呈白灰色。含鋅的呈乳濁色,含鉻的呈金黃至灰色的不均勻色調(diào),含鎳的呈淡黃色。一般而言,只有含鎂和含鈦量大于5%的鋁含金,經(jīng)氧化后可以得到無色透明且光亮、光潔的外觀。

另外需說明的是:有些型材外觀做出不同的顏色,這些顏色不是氧化上去的,而是鋁材經(jīng)過陽極氧化后,染色或者電解著色形成的。染色基本什么顏色都有,而電解著色就比較少了,可以做,黑色,古銅色,香檳色,金黃色,仿不銹鋼色。

?鋁硬質(zhì)陽極氧化

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