【doc】鋁合金（LY12）光干涉著色技術(shù)研究

1、鋁合金（ly12）光干涉著色技術(shù)研究壤囊五結(jié)論1,本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單調(diào)試方便,樹脂處理方法先進(jìn),科學(xué)2出水量大,質(zhì)量高.自帶電導(dǎo)儀,監(jiān)測(cè)交換水的質(zhì)量(責(zé)任編輯張玲)lo.o5鋁合金(ly12)光于涉著色技術(shù)研究.1一一一一-,.藝處-二替埕.謄鴦:.摘要_,i:本文耐鋁合金2)光f涉電解著色進(jìn)行了研究.研究了電解著色液的穩(wěn)定進(jìn),表面活縫垂斕淑中豫-力口痢.霓嬡了輯合金中銅的腐蝕,使其滿足工王業(yè)盛暑,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外寶自._塒光干涉電解著色的試樣進(jìn)行了耐光性耐腐蝕性租耐囊掛試驗(yàn).結(jié)果社能良好.,!一.;一,囊述.;.鋁臺(tái)盎陽極化電解著色技術(shù)的原理早在本世紀(jì)蘭十年代就被人們所發(fā)現(xiàn),贏到六十年代淺田使電解著

2、色實(shí)現(xiàn)r工業(yè)1七.從此,陽極化著色技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和不斷的發(fā)展.但電解著色存在的主要阿題是色調(diào)單一.sheasby等人開拓了蘭次電解著色,井實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生,生產(chǎn)出蘭灰色的鋁型材.我們對(duì)航空航天,機(jī)械電子,儀器儀裘工業(yè)中廣泛應(yīng)用的lyl2lyll鋁合金進(jìn)行了光干涉著色技術(shù)研究,并進(jìn)行了中試,使韓具備了批置生產(chǎn)l7能力a氧(七膜的耐耐腐蝕性任國(guó)處于領(lǐng)先水平,lyl2lyll著色技術(shù)的研究成功填補(bǔ)丁含銅鋁合金著色用于工業(yè)應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外空白.=,千涉光電解著色原理由于三次電解著色填中色素體的厚度與光的薄瑛干涉中的薄膜厚度相當(dāng),因此,鋁陽極化三次電解著色的各種色調(diào)可用光的薄膜干涉原理解釋.見圖(1).

3、同一自光源的一束光線照射在覆蓋有透明物質(zhì)a(即薄膜)的基體b上,部分光線經(jīng)a的表面反射成y,另一部分光線經(jīng)折射后進(jìn)入薄膜內(nèi),經(jīng)ab的界面反射到a表面,最后折射到原媒質(zhì)中成為z光線.因y和z來自同一光譚,一滿足發(fā)生干涉的條件因此,視薄膜厚度和光的波長(zhǎng)而定會(huì)發(fā)生加強(qiáng)(即相長(zhǎng)干涉)或削:三-弱(相消千涉).薄膜能否呈現(xiàn)顏色和色調(diào)與上述a,b兩b個(gè)反射界面的距離有關(guān).圖1光的薄膜干涉原理三,實(shí)驗(yàn)裝置,材辯及工藝過程l,實(shí)驗(yàn)裝置鋁臺(tái)壘陽極化光干涉著色的主要實(shí)驗(yàn)裝鼉見圖2,圖3,圖4.圖2硫酸陽極化槽實(shí)驗(yàn)裝置圖圖3磷酸陽極化實(shí)驗(yàn)裝置圖2,實(shí)驗(yàn)材料l8圖4電解著色實(shí)驗(yàn)裝置圖,jlf1i著色禳穩(wěn)定劑i表面活性

4、荊,封閉用添加劑i鋁臺(tái)金板材(20x15)1111111常規(guī)藥品略.3,工藝過程備料一+裝架一+前處理一+水洗一+刷光-.-i,.-堿蝕一+水洗一+出光一+水洗-.-i,.-擊離子術(shù)洗一+陽極化一+水洗一一去離子術(shù)洗一+磷酸陽根化一+水洗一+去離子7k洗一+電解著色一+水洗-.-i,.-去離子水洗一+封閉一+純水洗一+卸料.四,工藝過程中溶液鼉方的篩選殛工藝參鼙的形響工藝過程中前處理,堿蝕,尉光,出光,硫酸陽極化等等作用,配方及工藝參數(shù)的影響見參考文獻(xiàn).l,磷酸陽極化經(jīng)硫酸陽極化再磷酸陽極化,電解著色后可使色調(diào)豐富,因?yàn)榱姿彡枠O化后改變了硫酸陽極化膜的孔隙結(jié)構(gòu),磷酸陽極化與硫酸陽極化斷面構(gòu)造見

5、圖5.磷酸陽極化螬加了底部孔豫,使沉積的金屬產(chǎn)生光學(xué)干涉效應(yīng),產(chǎn)生各種顏色.對(duì)加強(qiáng)性的干涉,膩中的光程差是,n是奇整數(shù),是光的波長(zhǎng).對(duì)于削弱性的干涉,光程差是n(/2).a硫酸阻極化斷面圖b磷酸陽極化斷面圖圖5硫酸陽極化與磷酸陽極化斷面構(gòu)造圖磷酸陽極化配方及工藝參數(shù).磷酸loog/l溫度室溫時(shí)間4lomin電壓()1015v.對(duì)極純鋁磷酸陽極化工藝參數(shù)對(duì)著色的影響如下.()擴(kuò)孔時(shí)間的影響必須保證一定的擴(kuò)孔時(shí)間,時(shí)間太短,無明顯的于涉效應(yīng).但足不能太長(zhǎng),否剮扁部壘部腐蝕掉,形成大片孔洞,不能著色,且容易魄落.在恒電壓下,磷酸陽極化電流與時(shí)間的關(guān)系見圖6.可見,隨著擴(kuò)孔時(shí)間的延長(zhǎng),電流不斷增大,說

6、明陽極氧_化膜不斷被腐蝕掉.(2)電壓的影響ln電壓過小,由于氧化膜是絕緣的,電流不能進(jìn)入膜砘底部,陽極l七擴(kuò)孔不聘顯,不能產(chǎn)生干涉色.電壓過大,腐蝕速度太快,操作不易控翩,時(shí)間稍長(zhǎng),就不能著上色.蘭圖6恒電壓下磷酸陽極化電流與時(shí)間的關(guān)系(3)溫度的影響窀溫對(duì).磷馥擴(kuò)孔對(duì)電解著色影響不大,但溫度高低對(duì)著色重現(xiàn)性有較大影響.2,電解著色一電解著色照用鎳,錫混臺(tái)鹽配方,此配方兼聵了鎳鹽配方和錫鹽配方的優(yōu)點(diǎn),克服了其不足.配方具有著色均勻,牿著性,再生性好,生產(chǎn)效率高,溶液使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)溶液配方如下niso41525g/lsnso.0.53g/lh2soloml/l穩(wěn)定劑0.52g/l,表面活性l

7、劑適囂電壓l5vph0.52溫度202.c對(duì)極不銹鋼時(shí)間o.5fimin(根據(jù)顏色而定)光于涉著色的均勻性和質(zhì)鼉除磷酸陽極f等因素外,著色l液配方及工藝參數(shù)是決j匿.素.1)溶液配方晦影響鎳鹽的影響?鎳鹽是著色液的主要成份,一般隨著濃度的升高,色調(diào)變換加快.在zsg/lr,a上,著色膜色調(diào)不易控制,重現(xiàn)性差.在i5g/l以下,著色膜均勻性差.一般職20g/l為宜.錫鹽的影響!.錫鹽能引發(fā)鎳鹽共同沉積到膜孔中,但錫鹽含量不能太高,否剛顏色控制筒難.?含量太低,不能起到共沉積的作用一般為1.5g/l為宜,.,穩(wěn)定劑的影響穩(wěn)定劑可提高著色電極的極化作用,使著色膜均句,進(jìn)可以防止亞錫離子氧,使溶液穩(wěn)定

8、.不使用穩(wěn)定劑,著色噗均勻性差,且溶液穩(wěn)定性差配制的新溶澈幾詹己不能著2o色表面活性村的影響:表面潘性劑對(duì)改善著色均勻性有顯著效果.原因可能是由于其表面活性和吸附的戢晌,使氧化膜表面的金屬沉積更均勻一致,從而使著色膜均勻.因此,表面活性郝的選擇是電解著色的一個(gè)關(guān)鍵,必須十分重視.(2)工藝參數(shù)的影著色電壓,搟液pji,溫度等對(duì)著色膜的均勻性和重現(xiàn)性均有顯著影響.操作目.,必須確定最佳工藝,嚴(yán)格操怍.圖7冶出了在恒電壓下電流與時(shí)間曲線關(guān)系.3,封姍處理經(jīng)電解著色的鍋氧化膜必須封孔,以提高其耐腐蝕和耐光住封閉澈配方圖7恒電壓下電流與時(shí)間去離子水的曲線盞系添加劑+一0.020.5g/l.ph+一70

9、.5溫度+一98l00.c時(shí)間+一2o一60min(根據(jù)膜厚定)如坷選攆封閉時(shí)鯽添加劑是整個(gè)鋁合金(ly12,lyl1)陽極化電解著色的關(guān)鍵.添擁劑必須具有列鉛合金中的銅元素有鈍化作用,使鉛臺(tái)金耐腐蝕,并滿足工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用-l兩時(shí)添加劑應(yīng)具備擊除粉霜的能力,使著色驥外觀華麗漂亮.且對(duì)水化反應(yīng)的毒性小.現(xiàn)選用的添加劑具備了以上各項(xiàng)要求,實(shí)際應(yīng)用中獲得了理想曲效果.五,實(shí)驗(yàn)結(jié)果1,著色時(shí)間與顏色的關(guān)系由予坷:同電解著色時(shí)間產(chǎn)生不同的干涉顏色,其關(guān)系見表1.裹1著色時(shí)間與色調(diào)的關(guān)系磕酸陽磷酸剛電解著色【著色時(shí)間對(duì)凝.色的,影晌.11.極化極化條件0.5mi2mta-j4min右n.so17sg/lh.

10、poloo/lnisn電解液紫淺f灰些.li:一20l.c20l.ci201c藍(lán)藍(lán)綠綠4rainphl2d;1a/dm110v()20v()!色色色色1.1.l212,著色膜性能比較經(jīng)對(duì)常規(guī)陽極氧化膜和光于涉著色膜進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試,其耐磨性,耐腐蝕性,耐光性結(jié)果見表2,表3,表4從中可以看出,光干涉著色膜的耐磨性稍差,這是由于擴(kuò)孔所影響的,其它性能基本一致.裹2耐磨性試驗(yàn)結(jié)果序號(hào)編號(hào)磨前膜厚磨后膜厚磨削數(shù)耐磨情況l5m2um220次67次/urn25m2um200次67次/urn35um2uill200次67次/uml7um5um100次50次/um27um5umi00次5o次/urn_37urn

11、?5uill100次50次,um耐磨試驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)1so/dp8251和日本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jish-8682測(cè)試儀器(1)平面磨耗試驗(yàn)機(jī)(2)wh一1oo0渦流鍘厚儀測(cè)試條件:(1)砂紙金相砂紙一(2)負(fù)荷400g表中序號(hào)一為常規(guī)陽極化電解著色,序號(hào)二為光干涉電解著色.從中可以看出,光干涉電解著色的耐磨性稍差,原因可能是由于擴(kuò)孔引起的.(表3見下頁)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)iso377ocass試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1so1462試驗(yàn)設(shè)備df-27型多用腐蝕試驗(yàn)箱.試驗(yàn)條件溫度502c溫度95樣品安裝位置t成20角表中序號(hào)一為常規(guī)電解著色,序號(hào)二為光于涉著色,結(jié)果兩者耐腐蝕性能相當(dāng).22裹3耐腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果序號(hào)編號(hào)第一次出現(xiàn)腐

12、蝕時(shí)間最終評(píng)價(jià)及備注l24h出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)120h6.3級(jí)237.1級(jí)一47.3級(jí)55.4級(jí)l6.3級(jí)26.6級(jí)36.3級(jí)436h出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)7.1級(jí)524h出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)6.3級(jí)裹4耐光性試驗(yàn)結(jié)果l6767級(jí)以上26767級(jí)以上l3676.7階以上._,試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn).gb680884,.試驗(yàn)設(shè)備及條件ixenost150r曝曬倉(cāng)內(nèi)溫度20.c-黑極溫度36.c相對(duì)濕度405o.,.表中序號(hào)一為常規(guī)電解著色,序號(hào)二為光干涉著色,可見耐光性相同六,結(jié)論一l,鋁臺(tái)盒(lyl2)陽檄氧化膜經(jīng)磷酸擴(kuò)孔后電解著色,可得到各種鮮艷的顏,色,豐富了陽極他著色膜的顏色2,著色鹽工藝范圍寬,穩(wěn)定性好,著色均勻性好,溶液使用壽命長(zhǎng).3,封閉添加剞和電解著色穩(wěn)定幫,表面活性劑選擇優(yōu)良.4,著色膜耐光性,耐腐蝕性好,耐磨性稍差.5,光干涉著色亟現(xiàn)性差,色髑控0較困難.參考文獻(xiàn)(1淺田,日永特許3104011963(2)陽極弛鋁著色的干涉效砬p?g?sheasby等l1屆國(guó)際金屬表面處理會(huì)議論文選譯武漢材料保護(hù)所譯.(3)鋁及鋁臺(tái)金閉檄,電解著色技術(shù)研究華春煜等鑒定資料(4】銷及鋁合金陽極氧化腆國(guó)際