电镀行业知识 一批铝合金零件，从放到铝合金阳极氧化标准处理设备上，到氧化结束需要耗时多久？三个小时？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-23 00:45 标签： 铝合金本色阳极氧化
铝合金阳极氧化
核心提示：―、实验目的(1)了解铝合金阳极氧化的基本原理;(2)学会硫酸阳极氧化和重铬酸钾封闭处理工艺及操作;（3）用点滴法检测填充前后的―、实验目的
(1)了解铝合金阳极氧化的基本原理;
(2)学会硫酸阳极氧化和重铬酸钾封闭处理工艺及操作;
（3）用点滴法检测填充前后的耐蚀性能。
二、实验原理
铝在硫酸溶液中进行阳极氧化，发生下列电化学反应：
铝氧化而产生氧化膜。这层氧化膜厚度达几十微米至几百微米，它的防腐蚀性能、耐
磨性能都比铝在大气中自然形成的氧化膜要好得多，而且它是多孔和无色的，具有高度的吸附能力，可以染上各种颜色，经封闭处理后，色彩耐久性好。
封闭处理的目的在于提高抗蚀性、耐磨性、绝缘性。封闭处理的方法有很多种，应根据具体情况选择使用。
铝合金阳极氧化依其应用性质不同，又分为硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、硬质阳极氧化、瓷质阳极氧化、硫酸瓷质阳极氧化等。其工艺特点各有不同，用途也不同，应根据实际情况，选择合适的工艺。
三、实验要求
（1）硫酸阳极氧化溶液的配方及工艺条件，并配制1L溶液。
(2)重铬酸钾封闭处理溶液的配方及操作方法，并配制0.2L溶液。
（3）LY12铝合金阳极氧化的工艺流程;试件准备。
（4）耐蚀性能检测一点滴法的操作方法。
利用填充前后的试件进行对比实验，说明封闭处理的必要性。
四、实验报告内容要求
（1）实验目的;
(2)实验原理;
（3）实验所需仪器及试剂、材料;
（4）实验步骤;
(5)实验结果分析;
(6)思考题。
五、思考题
（1）铝合金阳极氧化膜有何性能?
（2）铝合金硫酸阳极氧化时，出现氧化膜无光泽、疏松、有粉末、膜层耐蚀性差的原因是什么?如何解决?
（3）铝合金阳极氧化膜为什么要进行封闭处理?
（4）为什么铝合金阳极氧化后零件表面有浮灰?
（5）硫酸阳极氧化工艺中，若将电流密度加大，对零件有何影响?
1.硫酸阳极氧化工艺(以一般招合金为例〕：
2.重铬酸钾封闭处理工艺
3，耐蚀性能检测--- 点滴溶液
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阳极氧化DIY铝合金硬质处理
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铝及铝合金的阳极氧化
1.铝及铝合金的硬质阳极氧化
铝及其合金经硬质阳极氧化处理后，可在其表面生成厚度达几十到几百微米的氧化膜，由于这层氧化膜具有极高的硬度(铝合金上可达400-6000kg/mm2，纯铝上可达1500kg/mm2)，优良的耐磨性、耐热性(氧化膜熔点可达2050℃)和绝缘性，大大提高了材质本身的物理性能、化学性能和机械性能，在国防及机械制造领域获得了广泛应用。 2.普通阳极氧化
铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜，使用不同的阳极氧化液，得到的Al2O3膜结构不同。阳极氧化时，铝表面的氧化膜的成长包含两个过程：膜的电化学生成和化学溶解过程。只有膜的成长速度大于溶解速度时，氧化膜才能成长、加厚。普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等，以下介绍一些普通阳极氧化新工艺。
4.低压硬质阳极氧化[6]
绝大多数铝合金硬质阳极氧化零件，特别是零件的密封面和滑动配合部位，不仅要求膜层具有较高的硬度和厚度，而且还要求低的粗糙度(Ra0.08-0.16)。雷宁等通过对氧化过程中零件表面状态的分析及膜层增长速率的测定，找出了影响氧化膜质量及表面粗糙度的主要原因，提出了低压硬质阳极氧化工艺：
硫酸(ρ=1.84g/cm3)220-240g/L
0.8-1.0A/dm2
给电方式：初始20min内，电流密度升至0.8-1.0A/dm2，并始终保持至氧化结束。
5.其它方面工艺的改进
巩运兰等对铝在铬酸中高电压阳极氧化进行了研究[3]，结果表明，铬酸体系高电压阳极氧化得到的氧化膜多孔，膜孔径极不规整，呈树枝状，浓度对孔径和膜厚都有影响。 在磷酸中采用直流恒压电解的方法对铝试样进行阳极氧化处理。实验表明，随着电解电压的升高，阻挡层厚度、多孔层胞径和孔径均呈线性增加，其原因与离子迁移等密切相关。此项技术起源于本世纪30年代，由于磷酸氧化膜具有很强的粘合力，是电镀、涂漆的良好底层，因此得到越来越广泛的应用。
合金中含有较多的硅(超过7%)就很难在硫酸体系中进行阳极氧化，而ZL102合金含硅量高达10%-13%，高硅的存在，容易造成硅的晶向偏析，导致成膜困难，膜层均匀性差。
欧阳新平等人通过实验研究，研制出了适合高硅铝合金硬质阳极氧化的工艺配方，使直流电源成功地在ZL102合金上制取性能良好的硬质氧化膜。该实验采用恒电流法，附加空气搅拌，得出的最佳工艺配方为[4]：
硫酸(ρ=1.84g/cm3)
磺基水杨酸
2.5-5.0g/L
6.硫酸硬质阳极氧化
硫酸法成分简单稳定，操作容易，低温氧化可获得数十至数百微米的硬质膜。硫酸硬质阳极氧化的主要缺陷是一般要在低温下进行，而且受铝合金组成的影响很大。
7.混合酸常温硬质阳极氧化 混合酸常温硬质阳极氧化是指以硫酸为主，加入少量草酸等二元酸，以获得较厚的膜，同时扩大使用温度的上限，可允许将阳极氧化温度提高到10-20℃之间，所获得氧化膜的特征与硫酸阳极氧化膜相似。在10-20℃下电解，能获得耐磨性好的氧化膜和高着色率；实行高电流密度的混合酸电解，可防止氧化膜溶解，可在较高的温度下实施，降低生产成本，使膜层更加平滑、光洁、细密，厚度更大，硬度更高。 8.硼酸-硫酸阳极氧化[2]
硼酸-硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。硼酸-硫酸阳极氧化溶液的组成为：45g/L H2SO4＋8g/L H3BO3。 阳极氧化膜退膜溶液：按ASTMB137(美国实验材料标准)规定溶液，即：20g/L CrO3＋35mL/L H3PO4。
9.脉冲硬质阳极氧化
脉冲硬质阳极氧化采用间断电流或交替的高低电流进行氧化，成功避免了烧焦和粉末，在室温下，所获得氧化膜在硬度、耐蚀性、柔性、电阻和厚度的均匀性方面均优于一般的直流氧化，并且生产效率可提高3倍。氧化膜性能比较见表1。
10.铸铝合金硬质阳极氧化[4]
其中MY是一种阴离子表面活性剂，同时也是Al3＋的络合剂。它能优先吸附在高电流密度处并放电使电场分布均匀，同时也能起到缓冲作用，抑制氧化膜的溶解，从而获得均匀平整的氧化膜。
周建军等人以直流叠加脉冲电源对含铜的高硅铸造铝合金进行硬质阳极氧化，研究了电源脉冲幅度对膜层性能的影响。实验的最佳工艺条件为[5]：
硫酸(ρ=1.84g/cm3)120-160g/L
2.5-3.5A/dm2
结果表明，提高氧化时电源的脉冲幅度能明显提高膜层性能。利用直流叠加脉冲硬质阳极氧化，能够在难于氧化的含铜、高硅的铸造铝合金上生成性能较好的氧化膜。
11.宽温快速阳极氧化[1]
硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下，当溶液的温度高于25℃时，氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差，因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进，改进后的溶液配方为：
硫酸(ρ＝1.84g／cm3)150-200g／L(最佳值160g／L)CK-LY添加剂
20-35g／L(最佳值30g／L)铝离子
0.5-20g／L(最佳值5g／L)
CK-LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐，前者能提高电解液的工作温度，抑制阳极氧化膜的化学溶解，在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用；后者能增强电解液的导电性，提高电流密度，加快成膜速度。该添加剂溶于硫酸电解液，对电解液中的金属离子有络合作用，使溶液中铝离子的容忍量提高，氧化液的寿命延长，操作温度可达30℃以上，而普通硫酸氧化工艺21℃以上就必须开冷水机；同时减少了氧化时间，并可获得高质量的氧化膜。
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