鋁與鋁合金的氧化處理一般知識(shí)介紹

1、鋁與鋁合金的氧化處理鋁及鋁合金在大氣中雖能自然形成一層氧化膜，但膜薄( 40- 50A )而疏松多孔，為非晶態(tài)的、不均勻 也不連續(xù)的膜層，不能作為可靠的防護(hù)、裝飾性膜層。隨著鋁制品加工工業(yè)的不斷發(fā)展，在工業(yè)上越來(lái)越廣 泛地采用陽(yáng)極氧化或化學(xué)氧化的方法，在鋁及鋁合金制件表面生成一層氧化膜，以達(dá)到防護(hù)、裝飾的目的。一、經(jīng)化學(xué)氧化處理獲得的氧化膜，厚度一般為0.3 4um ，質(zhì)軟、耐磨和抗蝕性能均低于陽(yáng)極氧化膜。所以，除有特殊用途外，很少單獨(dú)使用。但它有較好的吸附能力，在其表面再涂漆，可有效地提高鋁制品的 耐蝕性和裝飾性。二、經(jīng)陽(yáng)極氧化處理獲得的氧化膜，厚度一般在 5-20um ，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜厚度

2、可達(dá) 60- 250um 。其膜 層還具有以下特性：(1) 硬度較高。純鋁氧化膜的硬度比鋁合金氧化膜的硬度高。通常，它的硬度大小與鋁的合金成份、 陽(yáng)極氧化時(shí)電解液的技術(shù)條件有關(guān)。陽(yáng)極氧化膜不僅硬度較高，而且有較好的耐磨性。尤其是表面層多孔的 氧化膜具有吸附潤(rùn)滑劑的能力，還可進(jìn)一步改善表面的耐磨性能。(2) 有較高的耐蝕性。這是由于陽(yáng)極氧化膜有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)測(cè)試，純鋁的陽(yáng)極氧化膜比鋁合金 的陽(yáng)極氧化膜耐蝕性好。這是由于合金成分夾雜或形成金屬化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不連續(xù) 或產(chǎn)生空隙，從而使氧化膜的耐蝕性大為降低。所以，一般經(jīng)陽(yáng)極氧化后所得的膜必須進(jìn)行封閉處理，才能 提高其耐蝕性

3、能。(3) 有較強(qiáng)的吸附能力。鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化膜為多孔結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的吸附能力，所以給孔內(nèi)填充 各種顏料、潤(rùn)滑劑、樹(shù)脂等可進(jìn)一步提高鋁制品的防護(hù)、絕緣、耐磨和裝飾性能。( 4)有很好的絕緣性能。 鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化膜， 已不具備金屬的導(dǎo)電性質(zhì)， 而成為良好的絕緣材料。(5)絕熱抗熱性能強(qiáng)。這是因?yàn)殛?yáng)極氧化膜的導(dǎo)熱系數(shù)大大低于純鋁。陽(yáng)極氧化膜可耐溫 1500 左右， 而純鋁只能耐 660 。綜上所述，鋁和鋁合金經(jīng)化學(xué)氧化處理，特別是陽(yáng)極氧化處理后，在其表面形成的氧 化膜具有良好的防護(hù)、裝飾等特性。因此，被廣泛應(yīng)用于航空、電氣、電子、機(jī)械制造和輕工工業(yè)等方面。第一節(jié) 裝飾性氧化 鋁和鋁合金裝

4、飾性氧化技術(shù)種類(lèi)很多，一般可分為化學(xué)氧化法和電化學(xué)氧化法即陽(yáng)極氧化法兩大類(lèi)。其 中，陽(yáng)極氧化處理的應(yīng)用較為廣泛。這是因?yàn)殛?yáng)極氧化法所獲得的氧化膜比一切化學(xué)氧化法所獲得的氧化膜 性能更為優(yōu)良。經(jīng)過(guò)化學(xué)或電化學(xué)拋光后的鋁及鋁合金制件，進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理后，可得到光潔、光亮、透明度較高的 氧化膜層，再經(jīng)染色，可得到各種色彩鮮艷奪目的表面。如在某種特定的技術(shù)條件下加以氧化處理，在其表 面還可形成仿釉膜層，從而使鋁制品表面獲得特殊的裝飾效果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前鋁和鋁合金的裝飾 性氧化技術(shù)已發(fā)展到幾十種之多，使我國(guó)鋁制品加工工業(yè)的發(fā)展日新月異。一、 化學(xué)氧化 鋁及鋁合金的化學(xué)氧化處理，按其溶液的性質(zhì)，可

5、分為堿性和酸性溶液氧化處理兩類(lèi)，按其膜層的性質(zhì) 則可分為氧化物膜層、磷酸鹽膜層、鉻酸鹽膜以及鉻酸磷酸鹽膜等。(一) 技術(shù)規(guī)范。1、堿液化學(xué)氧化技術(shù)規(guī)范。無(wú)水碳酸鈉 (Na2C03) 50g/L鉻酸鈉 (Na2Cr04) 15g/L氫氧化鈉( NaOH ) 25g/L溫度80-100 c時(shí)間10-20min氧化后，制件應(yīng)立即清洗干凈，在 20g/L 的鉻酸溶液中和室溫下鈍化處理5 15 秒，然后清洗，干燥。顏色為金黃色。膜厚為 0.5 1um ，適用于純鋁、鋁鎂、鋁錳合金。2、磷酸鹽一鉻酸鹽氧化技術(shù)規(guī)范 配方 1：磷酸 (H3P04) 50-60mL/L鉻酸酐 (Cr03) 20- 25g/L氟

6、化氫銨 (NHOHF2) 3 3.5g/L硼酸 (H3B03) 1 1.2g/L溫度30-36C時(shí)間3 6 分鐘此法使用磷酸較多，故又稱(chēng)磷化法。氧化膜顏色為無(wú)色到淺藍(lán)色，膜厚約 3- 49m 。膜層致密，抗蝕性 較高，氧化后零件尺寸無(wú)變化，適用于各種鋁及其合金。為了進(jìn)一步提高抗蝕能力， 還可進(jìn)行填充處理。 招制件經(jīng)氧化清洗后可在 40 - 45g/L 的重鉻酸鉀溶液中， 溫度為 90-98 ，浸漬 10 分鐘，然后經(jīng)清洗在 =70 的烘箱內(nèi)干燥即可。 適用于一般零件。 也可在 20- 30g/L 的硼酸溶液中，溫度為 90-98 ，浸漬 10-15 分鐘，然后經(jīng)清洗在 70烘箱內(nèi)干燥即可。適用

7、于鋁鉚釘?shù)取?配方 2： 磷酸( H3P04 ) 45g/L鉻酸醉 (Cr03 )6g/L氟化鈉 (NaF) 3g/L溫度 15 35時(shí)間 10- 15min 膜層較薄，韌性好，抗蝕能力較高，適用于氧化后需變形的鋁和鋁合金制件。配方 3： 磷酸( H3P04 ) 22g/L鉻酸醉( Or03 ) 2.-4g/L氟化鈉 (NaF) 5g/L卿酸 (H3BOO 2g/L溫度室溫 時(shí)間 15-60s此法又名化學(xué)導(dǎo)電氧化。氧化膜無(wú)色透明；膜層較薄，幻為 0.3- 0.5um ，導(dǎo)電性能良好 ,主要用于易變 形的鋁制電氣零件。3、鉻酸鹽法氧化技術(shù)規(guī)范 配方 1： 鉻酸酐 (Cr03 )4N 6g/L氟化

8、鈉( Na-F )lg/L鐵氰化鉀 K3Fe(CN)6 0.5g/L溫度 30-35 0C時(shí)間 20-60s 氧化膜顏色為彩虹色，膜薄，導(dǎo)電性能良好，主 要用于對(duì)導(dǎo)電性能有一定要求的鋁制電氣零件。 配方 2：鉻酸醉 (Cr03 ) 3.5 6g/L重鉻酸鈉 (NaZCrZO7 )3 3。5g/L氟化鈉( NaF )0.8g/LpH 1.5溫度 25 30時(shí)間 3min膜層無(wú)色透明，具有良好導(dǎo)電性能和抗蝕性能，與有機(jī)涂層有良好的結(jié)合力。廣泛用于航空、電氣和各 種機(jī)械制造業(yè)、日用品生產(chǎn)等方面。（二）技術(shù)流程鋁制件 -機(jī)械拋光 -化學(xué)除油及腐蝕 -清洗-中和-清洗 -化學(xué)氧化 -清洗-熱水燙（ 50

9、） -壓縮空氣吹 干-烘烤（ 70） -成品檢驗(yàn)。（三）溶液配制方法 （以磷酸鹽一鉻酸鹽氧化的 配方 1 為例）根據(jù)容積計(jì)算好所需的化學(xué)試劑用量， 除磷酸外， 先分別用少量水溶解 （硼酸需加熱溶解） 后加入槽中， 然后加磷酸，加水至工作液面，攪拌均勻，經(jīng)調(diào)試氧化合格后即可進(jìn)行生產(chǎn)。（四）各種因索的影晌（以磷酸鹽一鉻酸鹽氧化的配方 1 為例）1、磷酸成膜的主要成分，含量低于 5OmL/L 或大于 80mL/L ，膜層薄、抗蝕能力較低。2、鉻酸酐溶液中的氧化劑，是促使氧化膜形成的必要成分。如不含鉻酸酐，溶液的腐蝕性加強(qiáng)，很難形成 膜層，當(dāng)含量超過(guò) 30g/L 時(shí)，膜層變壞。3、氟化氫銨溶液中的活化

10、劑，與磷酸，鉻酸共同作用，能生成致密的氧化膜層幾含量低于 1.5g/L 時(shí)，不能 生成膜層；含量達(dá)到 3g/L 時(shí)，獲得的膜層抗蝕性能最佳；過(guò)高，則氧化膜疏松。4、硼酸控制溶液的氧化反應(yīng)速度和改善膜層的外觀(guān)，使膜層致密。5、溫度低于 20C ,形成膜層薄，抗蝕能好力差；高于40 C ，膜層疏松。6、時(shí)間氧化時(shí)間可根據(jù)溶液的氧化能力和溫度來(lái)確定。溫度低、氧化能力弱時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)氧化時(shí)間；溫 度高、氧化能力強(qiáng)時(shí)，可適當(dāng)縮短氧化時(shí)間。二. 電化學(xué)氧化 （一）陽(yáng)極氧化過(guò)程機(jī)理1、陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極氧化時(shí)，由于電解質(zhì)是強(qiáng)酸性的：陽(yáng)極電位較高，因此陽(yáng)極反應(yīng)首先是水的電解，產(chǎn)生初 生態(tài)的 o ，氧原子立即在陽(yáng)極對(duì)

11、鋁制件表面發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，生成氧化鋁，即薄而致密的陽(yáng)極氧化膜。 這一過(guò)程與初始電壓、電流密度的大小有密切關(guān)系。2、生成的氧化膜在酸性一電解液中，產(chǎn)生化學(xué)溶解作用。部份氧化膜在電解液中的溶解又是必須的，否則 由于膜的電絕緣性，將阻止電流的繼續(xù)通過(guò)而影響氧化膜的繼續(xù)生成。a、陰極反應(yīng)陰極只是起導(dǎo)電作用和析氫反應(yīng)。當(dāng)鋁合金的其它合金元素在陽(yáng)極過(guò)程中溶解后，有可能在陰 極上沉積析出。3、氧化膜的成長(zhǎng)過(guò)程成長(zhǎng)過(guò)程包含著二個(gè)相輔相成的方面：膜的電化學(xué)生成過(guò)程。膜的化學(xué)溶解過(guò)程。 兩者缺一不可，而且必須使膜層的生成速度恒大于溶解速度，這樣才能獲得較厚的氧化膜。為此，所選擇的 電解液性質(zhì)及技術(shù)規(guī)范都必須具備

12、這些條件。在陽(yáng)極氧化過(guò)程中，由于電位差的作用，帶電質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于固體壁發(fā)生電滲液流。電滲液流的存在，是陽(yáng) 極氧化膜得以增長(zhǎng)的一個(gè)必要條件。（二）陽(yáng)極氧化技術(shù) 鋁和鋁合金的裝飾性陽(yáng)極氧化技術(shù)種類(lèi)很多，應(yīng)用最廣的是硫酸陽(yáng)極氧化技術(shù)，其次是草酸陽(yáng)極氧化和 鉻酸陽(yáng)極氧化技術(shù)。1、硫酸陽(yáng)極氧化技術(shù)（1）硫酸陽(yáng)極氧化技術(shù)特點(diǎn)鋁及鋁合金在 10-20% 的硫酸電解液中通電進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理， 所獲得的氧化膜具有強(qiáng)吸附能力 （孔隙 率平均為 10-15% ）、較高的硬度（ HV400 左右）、良好耐磨性和抗蝕性能，膜層無(wú)色透明，極易染成各種美 麗的色澤。特別經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)拋光的鋁制件，通過(guò)硫酸陽(yáng)極氧化，可得到鏡面狀

13、的光潔光亮表面。如氧化 后進(jìn)行妥善的封閉處理。還能進(jìn)一先提高膜層的抗蝕性和絕緣性。硫酸陽(yáng)極氧化還具有溶液穩(wěn)定、允許雜質(zhì)含量范圍較大的特點(diǎn)。與鉻酸、草酸法比較，電能消耗少，操 作方便，成本低。該技術(shù)幾平適用于所有鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化處理。(2) 硫酸陽(yáng)極氧化技術(shù)流程鋁制件 -機(jī)械拋光 -除油 -清洗-中和-清洗 -化學(xué)拋光或電解拋光 -清洗 -陽(yáng)極氧化 -清洗-中和 -清洗 - 染色 - 清洗 - 封閉 - 機(jī)械光亮 - 成品檢驗(yàn)。(3 )硫酸陽(yáng)極氧化電解液配制方法根據(jù)電解槽的容積計(jì)算所需的硫酸量，在槽內(nèi)先加入 3/4 容積的蒸餾水或去離子水，然后啟動(dòng)攪拌機(jī)， 將硫酸在強(qiáng)烈的攪拌下緩緩加入，最后

14、加水至規(guī)定容積，冷卻至技術(shù)要求，取樣分析，試樣合格后，即可生 產(chǎn)。硫酸最好用試劑級(jí)的或電池硫酸，如用工業(yè)硫酸配制，則配制后需加雙氧水 1mL/L 。也可先進(jìn)行 24 小 時(shí)以上電解處理，并在處理中將浮于液面的有色泡沫和雜物除去，直到溶液呈無(wú)色透明后即可投入生產(chǎn)。注 意切勿將水加入硫酸中。(4) 影響氧化膜質(zhì)量的諸因素1、硫酸濃度 氧化膜的成長(zhǎng)速度與電解液中硫酸濃度有密切關(guān)系。膜的增厚過(guò)程取決于膜的溶解和生長(zhǎng)速度比，通常 隨著硫酸濃度的增高，氧化膜的溶解速度也增大；反之，濃度降低，溶解速度也減小?因此，采用稀硫酸有利于膜的成長(zhǎng)。在氧化開(kāi)始時(shí)，氧化膜的成長(zhǎng)速度是濃溶液比稀溶液大，但是隨著氧化時(shí)間的

15、增加，在濃溶 液中成長(zhǎng)速度就比在稀溶液中的速度小。實(shí)驗(yàn)證明。當(dāng)使用濃度較高的硫酸溶液進(jìn)行氧化時(shí)，初始階段由于氧化膜的成長(zhǎng)速度較大，氧化膜的孔 隙率高，因此容易染色，但膜的硬度、耐磨性能等均較差。而在稀硫酸溶液中所獲得的陽(yáng)極氧化膜，堅(jiān)硬而 耐磨，反光性能好，但孔隙率較低，適宜于染成各種較淺的淡色。綜上所述，應(yīng)根據(jù)對(duì)氧化膜的要求來(lái)選擇硫酸濃度，要想獲得吸附能力強(qiáng)而富有彈性的氧化膜，可用硫 酸濃度的上限值，要獲取硬而厚的耐磨性好的氧化膜，可采用硫酸濃度的下限值。2、溫度 電解液的溫度變化對(duì)氧化膜的影響與硫酸濃度的變化的影響基本相同。溶液溫度升高，氧化膜的溶解速 度升高，膜的生長(zhǎng)速度減少，氧化膜的厚度

16、必然減少。同時(shí)，溫度的變化對(duì)氧化膜的厚度和耐磨性也會(huì)產(chǎn)生 嚴(yán)重的影響。一般溫度控制在 18-20 時(shí)獲得的氧化膜多孔、吸附性能好、富有彈性、抗蝕能力較好，但耐磨性能較 差。在裝飾性硫酸陽(yáng)極氧化技術(shù)中，溫度控制在。3 ，溫度波動(dòng)土 1，硬度可達(dá) HV400 以上。缺點(diǎn)是當(dāng)制件受力發(fā)生形變或彎曲時(shí)， 氧化膜易碎裂。 溶液溫度過(guò)低， 氧化膜發(fā)脆易裂。 對(duì)于易變形的零件宜在 8-10 攝氏度氧化。3、電壓 和陽(yáng)極電流密度在陽(yáng)極氧化過(guò)程中，陽(yáng)極電流密度和電壓有關(guān)鋁制件通電氧化時(shí)，開(kāi)始很快在鋁制件表 面生成一層薄而致密的氧化膜，隨之電阻增加電壓急劇升高，陽(yáng)極電流密度逐漸減小。電壓繼續(xù)升高至一定 值時(shí)，氧化

17、膜因受電解液的溶解作用在較薄弱部位開(kāi)始被電擊穿，促使電流通過(guò)，氧化過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。電解液中可能存在的雜質(zhì)是 Cl-、F-, N03- 和 Al3+, Cu2+ 、Fe2+ 等離子。當(dāng) Cl-,F- 、 N03-等陰離子雜質(zhì) 含量高時(shí)，氧化膜的孔隙率大大增加，氧化膜表面變得粗糙和疏松。這些雜質(zhì)在電解液中的允許含量為 Cl- 0.05g/L, F- 0.01 g/L 。當(dāng)超過(guò)這極限值，制品表面會(huì)發(fā)生穿孔而報(bào)廢。這些陰離子雜質(zhì)來(lái)自配制電解液 和清洗工序中的水源。因此必須嚴(yán)格控制水質(zhì)。一般要求用去離子水或蒸餾水配制電解液。4、溶液濃渡當(dāng)鋁、銅、硅等陽(yáng)離子雜質(zhì)含量高時(shí)，主要會(huì)影響氧化膜的色澤、透明度和抗蝕

18、性。A13+ 雜質(zhì)來(lái)自鋁制件本身在陽(yáng)極的溶解，使電解液中 A13+ 含量逐漸升高。當(dāng) A13+ 含量小于 20g/L 時(shí)，氧化膜表面質(zhì)量沒(méi) 有顯著影響(若在 1 l0g/L ；范圍內(nèi)，反而對(duì)陽(yáng)極氧化的速度和膜層表面質(zhì)量起有利作用)，當(dāng) A13+ 含量超過(guò) 20g/L 后，使鋁制件表面呈現(xiàn)出白點(diǎn)或塊狀白斑，氧化膜的吸附性能卞降，造成染色困難。5、雜質(zhì)合金中含銅、硅等元素時(shí)，隨著氧化過(guò)程的進(jìn)行，同樣由于在電解液中的陽(yáng)極溶解作用，使合金元素Cu2+, Si2+ 不斷集聚。當(dāng) Cu2+ 含量達(dá) 0.02g/L 時(shí)，氧化膜上會(huì)出現(xiàn)暗色條紋或黑色斑點(diǎn)。要排除 Cu2+ ， 可以用鋁電極通直流電處理，陽(yáng)極電

19、流密度控制在0.1 -0. 2A/dm2 左右，金屬銅便在陰極上析出。當(dāng) Cu2+含量很高時(shí)，可先用鉛板直接放入電解液中。這時(shí)鉛板上會(huì)很快置換上一層金屬銅。用此祛可去除含量較高 的銅離子，而后再通電處理，可徹底去除 Cu2+ 。Si2+ 常以懸浮狀態(tài)存在于電解液中，使電解液的混濁度大為提高，它往往以褐色粉狀物吸附在陽(yáng)極上。 將電解液仔細(xì)過(guò)濾可以排除 Si2+ 。一般用濾紙或微孔管過(guò)濾機(jī)過(guò)濾排除。6、電源 在硫酸電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化時(shí)，其電源可用直流電源，也可使用交流電。7、攪拌和移動(dòng)陽(yáng)極 在陽(yáng)極氧化過(guò)程中產(chǎn)生大量的生成熱和焦耳熱會(huì)導(dǎo)致氧化膜質(zhì)量下降。 因此，必須采取措施將熱量排除。在生產(chǎn)中通常

20、用蛇形管通冷卻劑冷卻電解液或以陽(yáng)極移動(dòng)和空氣攪拌的方法，加速熱量的擴(kuò)散，以防止局部 過(guò)熱。壓縮空氣攪拌時(shí)，空氣必須經(jīng)過(guò)油水分離器凈化，或用泵連續(xù)快速循環(huán)過(guò)濾、冷卻等組合方法。8、電解液混濁度 陽(yáng)極氧化時(shí)，電解液的混濁度對(duì)氧化膜表面光亮度影響極大。通常，硫酸氧化膜是透明的，它的主要成分是 A1203 。多孔狀的氧化膜具有極大的吸附性能，利用這一特點(diǎn)將鋁和鋁合金表面進(jìn)行各種色彩圖案花紋 的裝飾。若在電解液中含有各種不透明的固態(tài)混濁物，也被吸附填充到膜孔中去，會(huì)使氧化膜透明度下降， 膜層的反光率受到阻擋，從而影響氧化膜的光亮度?；鞚嵛飦?lái)源于鋁制件前處理不良和清洗水質(zhì)不凈， 或由于陰陽(yáng)極反應(yīng)劇烈與溶液

21、的對(duì)流作用使雜質(zhì)不易 沉淀于缸底，被分散懸浮在電解液中，電解液透明度較差，甚至不透明并帶有一定的色澤。因此對(duì)那些外觀(guān) 要求較高的鋁制品，在氧化過(guò)程中，必須對(duì)電解液進(jìn)行連續(xù)過(guò)濾。用燒結(jié)微孔管過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，可使電解液達(dá) 到極高的透明度。2、鉻酸陽(yáng)極氧化技術(shù)(1) 鉻酸陽(yáng)極氧化特點(diǎn)用 3 10% 的鉻酸電解液，通以直流電，在一定的工作條件下進(jìn)行鋁和鋁合金的陽(yáng)極氧化處理，所得的鉻酸 氧化膜比硫酸氧化膜和草酸氧化膜要薄得多，一般厚度只有2-5um ，能保持原來(lái)零件的精度和表面粗糙度。膜層質(zhì)軟、彈性高，基本上不降低原材料的疲勞強(qiáng)度。但耐磨性不如硫酸陽(yáng)極氧化膜。膜層不透明，顏色由 灰白色到深灰色或彩虹色。由于

22、鉻酸氧化膜幾乎沒(méi)有孔穴，一般不易染色。膜層不需要封閉就可使用，在同 樣厚度情況下它的耐蝕能力要比不封閉的硫酸氧化膜高。鉻酸氧化膜與有機(jī)物的結(jié)合力良好，是油漆的良好 底層。由于鉻酸對(duì)鋁的溶解度比在其它電解液中小，所以該技術(shù)適用于機(jī)械加工件、板金件，適用于硫酸法 難以加工的松孔度較大的鑄件、鉚接件、點(diǎn)焊件以及尺寸允差小和表面粗糙度低的鋁制件。鉻酸陽(yáng)極氧化可 用來(lái)檢查鋁材的晶粒度、纖維方向裂紋等冶金缺陷。因鉻酸對(duì)銅的溶解度較大，所以含銅量大于4% 的鋁合金一般不適用鉻酸陽(yáng)極氧化。鉻酸陽(yáng)極氧化，無(wú)論溶液成本或是電能悄耗都比硫酸陽(yáng)極氧化貴，因此，使用 上受到一定的限制。(2) 鉻酸陽(yáng)極氧化技術(shù)流程鋁制件

23、 -機(jī)械拋光分除油 -清洗 -出光葉堿腐蝕-出光 -鉻酸陽(yáng)極氧化 -清洗 -干燥 -成品。(3) 鉻酸陽(yáng)極氧化技術(shù)規(guī)范直流電源)配方 1：鉻酸酐 Cr03 30-35g/L溫度40 士 2 氧化時(shí)間 60min 陰被材料 鉛板或石墨 陽(yáng)極電流密度 0.2- 0.6A/dm2 電壓 0-40VpH 值 0.65-0 。 8 陰陽(yáng)極面積比 3:1配方 2： 鉻酸酐 Cr03 50- 55g/L溫度 39 士 2 氧化時(shí)間 60min 陰極材料 鉛板或石墨 陽(yáng)極電流密度 0.3-0.7A/dm2電壓 0-40VpH 值 0.8配方 3： 鉻酸酐 Cr03 95- 100g/L溫度 37 土 2 氧化

24、時(shí)間 35min 陰極材料 鉛板或石墨 陽(yáng)極電流密度 0.3-0.5A/dm2 電壓0-40VpH 值 0.8說(shuō)明：配方 1。適用于尺寸允差小的拋光零件的陽(yáng)極氧化處理； 配方 2。適用于一般機(jī)加工件、板金件的陽(yáng)極氧化處理； 配方 3。適用于一般零件、焊接件或作油漆底層的表面氧化處理。(4) 電解液配制方法 計(jì)算槽的容積和所需的鉻酸醉，全部加入槽內(nèi)，然后加 4/5 容積的蒸餾水或去離子水，劇烈攪拌，侯鉻酸醉 全部溶解后，最后加蒸餾水至工作液面。經(jīng)分析、調(diào)試合格后，即可使用。(5) 有害雜質(zhì)的影響及排除 電解液中常有的有害雜質(zhì)為 S042-, Cl-, Cr3+ 等離子 , S042 一含量大于

25、0.5g/L, Cl- 大于 0.2g/L; 時(shí)，氧化膜變 粗糙。此外，由于在氧化過(guò)程中六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻， Cr3+ 增多，會(huì)使氧化膜變暗無(wú)光，抗蝕能力降低。溶 液中的三價(jià)鉻可采用電解法除去。用鉛制陽(yáng)極、鋼制陰極，其陽(yáng)極電流密度為 0.25A/dm2 ，陰極電流密度為 l0A/dm2 ，使 Cr3+ 在陽(yáng)極氧化成 Crb+ 。溶液中 S042 含量過(guò)高時(shí)， 可添加 0.2-0.3g/L 的 Ba(OH)2 或 BaC03 ， 通過(guò)化學(xué)沉淀法除去。溶液中 C1 一含量過(guò)高時(shí)，必須稀釋或更換溶液。(6) 電解液的維護(hù)和調(diào)整 主要由于在氧化過(guò)程中鋁的溶解，使溶液中鉻酸鋁 A12(Cr04)3 及堿

26、性鉻酸鋁 A1(OH)Cr04 的量逐漸 增多，而游離鉻酸含量減少，使電解液的氧化能力降低，因此要對(duì)電解液作定期分析，適時(shí)地添加鉻酸酐。 也可以用測(cè)量電解液的單位導(dǎo)電度或 pH 值的方法來(lái)調(diào)整電解液。此外，在生產(chǎn)過(guò)程中，由于不斷向溶液中 添加鉻酸醉，使電解液中含鉻量增高。在3 5 如的鉻酸舊極氧化溶液中，鉻的總含量(換算成CrOs)超過(guò)70g/L 時(shí)，溶液氧化能力反而降低，應(yīng)稀釋或更換溶液。(7) 技術(shù)操作須知在開(kāi)始氧化的 15 分鐘內(nèi)，電壓控制在 25V 左右，隨后將電壓逐步調(diào)整到40V ，持續(xù) 45 分鐘，斷電 取出鋁制件。隨著氧化過(guò)程的進(jìn)行，電流有下降現(xiàn)象，為了保持一定的電流密度，必須經(jīng)

27、常調(diào)整電壓，并嚴(yán)格控制 pH 值在規(guī)定范圍內(nèi) .第二節(jié) 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化 一、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的特點(diǎn)、用途和類(lèi)型鋁及其合金經(jīng)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化后，所獲的膜層具有以下的特點(diǎn)：(I) 色澤膜層的外觀(guān)有褐色、深褐色、灰色到黑色，一般是隨鋁材和采用技術(shù)的差異而有所區(qū)別，膜層愈厚， 電解溫度愈低，顏色愈深。(2) 厚度膜層厚度可達(dá) 250um 左右，因此硬質(zhì)陽(yáng)極氧化又稱(chēng)為厚膜陽(yáng)極氧化。(3) 硬度氧化膜的硬度非常高，在鋁合金上可達(dá)HV400-600 ，在純鋁上可達(dá) HV 1500 ；其氧化膜內(nèi)層硬度比外層高。不僅硬度高，而且耐磨性能極好。由于膜層具有大量的微小孔隙可吸附各種潤(rùn)滑劑，故還可進(jìn)一步 提高減摩能力。(4)

28、抗熱硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的熔點(diǎn)高達(dá).2050 ，導(dǎo)熱系數(shù)低至 67kW/ ( m?K)，是極好的耐熱材料。(5 )絕緣硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的電阻率極大，特別經(jīng)封閉處理(浸絕緣漆或石蠟)后，它的擊穿電住可高達(dá) 2000 V,(6) 耐蝕膜層在大氣中，具有較高的抗蝕能力。在 3 %NaCI 鹽霧氣氛中，能經(jīng)受數(shù)千小時(shí)而不腐蝕。(7) 結(jié)合力膜層與基體金屬具有牢固的結(jié)合 力。這是由于基體金屬本身在電場(chǎng)作用下發(fā)生氧化過(guò)程而形成的，使用一般機(jī)械方法難以從基體金屬表面除 去。根據(jù)上述特點(diǎn)， 說(shuō)明硬質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)的重要性， 在國(guó)防工業(yè)和機(jī)械零件的制造工業(yè)方面應(yīng)用極其廣泛。 主要用于制造對(duì)耐磨、耐熱、絕緣等性能要求高的鋁

29、及鋁合金零件。如各種罐筒的內(nèi)壁、活塞座、活塞、汽 缸、軸承、飛機(jī)貨倉(cāng)的地板、滾棒和導(dǎo)軌，水力設(shè)備的葉輪、齒輪、緩沖墊等零件。在一定條件下，可用來(lái) 修復(fù)受磨損的鋁合金零件。還可用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鍍硬鉻技術(shù)。此技術(shù)與鍍硬鉻技術(shù)相比較，具有成本低，膜 層結(jié)合力牢固和電解液、清洗廢液處留力，便等優(yōu)點(diǎn)，獲得硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的溶液很多。如硫酸、多種有機(jī) 酸(如草酸、丙二酸、蘋(píng)果酸、磺基水楊酸等)的混合溶液。所用電源，有直流電、交流電、交直流迭加以 及各種脈沖電流。目前應(yīng)用較廣的有下列兩種類(lèi)型：硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化直流法和混合酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化交直流 迭加法。二、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)(一)硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)1。硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極

30、氧化技術(shù)流程 鋁制件 -化學(xué)除油 -清洗-中和 -清洗 -硬質(zhì)陽(yáng)極氧化 -清洗-封閉 -成品檢驗(yàn)。2. 各種因素的影響(1) 電解液濃度用硫酸電解液進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化時(shí)，一般用10-30% 的濃度范圍。濃度低時(shí)，膜層硬度高。特別對(duì)純鋁，更為明顯，但對(duì)含銅量高的鋁合金( LY12)例外。因?yàn)楹~量較高的鋁合金中的CuAl, 化合物在氧化過(guò)程中溶解速度較快，易使這部位成為電流聚集中心而被燒毀擊穿，所以一般用高濃度(200- 300g/L )的硫酸電解液進(jìn)行氧化處理。(2) 溫度電解液的溫度對(duì)膜層的硬度和耐磨性影響極大。通常，溫度下降，硬度和耐磨性能增強(qiáng)。為了獲得 較高的硬度和耐磨性能；電解液的溫差應(yīng)

31、控制在低溫并以 t2 為宜。(3) 陽(yáng)極電流密度提高電流密度氧化膜生成速度加快，氧化時(shí)間縮短，膜層受到硫酸化學(xué)溶解的時(shí)間相應(yīng)減 少，膜層硬度和耐磨性也相應(yīng)提高。但超過(guò)了極眼電流密度時(shí)由干氧化時(shí)發(fā)熱量大為增快。陽(yáng)極鋁制件的接 口溫度過(guò)高，膜層溶解速度加快，膜層硬度也低。因此，要獲得理想硬度的氧化膜層，應(yīng)該根據(jù)不同材料來(lái) 選擇適當(dāng)?shù)碾娏髅芏取?4 )合金成分合金元素和雜質(zhì)對(duì)鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的質(zhì)量有很大影響， 它影響膜層的均勻性和完整性等。 例如，合金元素硅易使膜層顏色變灰。當(dāng)硅的含量超過(guò) 7.5% 時(shí)，采用直流電氧化獲得的膜層，薄而多孔， 硬度低，耐磨性差，抗蝕能力也低。因此，對(duì)于高組分的鋁銅

32、、鋁硅、鋁錳合金的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化困難較大。 一般不適合用直流電進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化。采用交直流電迭加法，或脈沖電流法進(jìn)行氧化，可獲得較為滿(mǎn)意的 膜層。3. 硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)要求 為了得到質(zhì)量好的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜，并能保證工件所需要的尺寸，必須根據(jù)下列要求進(jìn)行。(1) 銳角倒圓工件如有尖角，銳邊和毛刺，這些部分易使電流集中，產(chǎn)生大量熱，導(dǎo)致工件燒焦。當(dāng)膜層較 厚時(shí)，這些部分會(huì)產(chǎn)生大量微裂紋，并出現(xiàn)灰白色疏松易脫落的膜層。因此，工件上的銳角均應(yīng)倒圓，半徑 不應(yīng)小于 0.5mm,(2) 表面粗糙度對(duì)原來(lái)表面較粗糙的，經(jīng)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理后，可變得平整些，而對(duì)原來(lái)表面粗糙度較低的工件，經(jīng)陽(yáng)極處理后，表面粗糙

33、度反而提高約1 2 級(jí)。(3) 尺寸余量經(jīng)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化后會(huì)增加工件的尺寸，大致是膜層厚度的一半左右。因此，機(jī)加工零件在氧化 前的尺寸，還必須根據(jù)膜層厚度和尺寸允許公差來(lái)決定，以便經(jīng)氧化后達(dá)到規(guī)定的公差范圍。對(duì)于氧化后要 進(jìn)一步加工的零件應(yīng)留有加工余量。(4) 專(zhuān)用夾具硬質(zhì)陽(yáng)極氧化過(guò)程中，工件要承受很高的電壓和電流。因此，一定要使工件與夾具保持良好的 接觸。杏則，由于接觸不良而擊穿和燒毀工件。為此，要求設(shè)計(jì)合理的專(zhuān)用夾具。(5) 局部保護(hù)對(duì)需要在工件表面局部進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化時(shí)，應(yīng)把不要求氧化的部位進(jìn)行絕緣保護(hù)。絕緣方法： 將已配制好的絕緣膠用噴涂、 刷涂或浸涂涂覆于表面。 涂層要求薄而均勻， 每

34、涂一層， 烘千一次， 共涂 24 次。經(jīng)陽(yáng)極氧化后。絕緣膠可用稀料洗去或用50 70的熱水浸熱剝?nèi)ゼ纯伞＝^緣膠配制方法：1) Q98-1 硝基膠 5 份Q04-3 紅色硝基磁漆 1 份(或少量甲基紅)用 X-1 稀釋劑稀釋攪拌均勻工作粘度刷涂為 60-80 秒，噴涂為 20-30 秒(四號(hào)粘度計(jì)) 烘干溫度 室溫 烘干時(shí)間 3060 分鐘2) G98-1 過(guò)氯乙烯膠液 100gG52-1 紅色過(guò)氯乙烯防腐漆 15、 20g用 X-3 稀釋劑稀釋攪拌均勻 調(diào)至適當(dāng)粘度，刷涂或浸涂。3) 聚乙烯醇 10Og ，香蕉水 500mL, 調(diào)勻，刷涂。配制方法：將聚乙烯醇溶解于香蕉水中成膠液狀，室溫固化

35、4 小時(shí)；如在 60-70C 下烘干， 30 分鐘即可。(6) 檢測(cè)用試樣為了在不損壞零件的情況下，檢測(cè)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的性能，二則檢測(cè)零件必須采用與產(chǎn)品同 批材料制成的， 并隨產(chǎn)品零件同槽進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。 一般作檢測(cè)用試樣只要形狀大致相同即可， 不必精制、5。操作須知硬質(zhì)陽(yáng)極氧化常用恒電流法。 用直流電源。 氧化開(kāi)始電流密度一般為 O.5A/dm2, 在 25分鐘內(nèi)分 5 - 8 次逐漸 升高到 2.5 A/dm2 然后保持電流密度恒定， 并每隔 5 分鐘調(diào)整次電流密度， 至氧化結(jié)束。 開(kāi)始電壓為 9-12V ， 最終電壓可根據(jù)膜層的厚度和材料的不同而定。在氧化過(guò)程中，要經(jīng)常注意電壓與電流表

36、，如有電流突然增 加，電壓突然下降現(xiàn)象，說(shuō)明有的零件膜層局部已溶解。應(yīng)立即斷電，檢查并取出已溶解的零件，其它零件 可繼續(xù)進(jìn)行氧化處理，電流可一次給足 .6。掛具設(shè)計(jì)及設(shè)備條件(1) 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化掛具設(shè)計(jì) 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化掛具應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，以免制件在攪拌電解液的急流中脫落，并且有良好導(dǎo)電性能 和重量輕、堅(jiān)固耐用、裝卸制件方便、裝載量適當(dāng)?shù)囊?。常用掛具有兩種類(lèi)型：一種是具有壓緊螺釘?shù)膴A 具，另一種是用螺栓連接夾板或夾具。其中所有與制件的觸點(diǎn)，均由鋁、鋁鎂合金、鋁硅鎂合金制成。除了 制件與接觸點(diǎn)有導(dǎo)電要求外，其它部位都要絕緣保護(hù)處理。這樣可以節(jié)約掛具的金屬材料和電能的消耗。(2) 冷凍設(shè)備

37、 由于硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化過(guò)程中，在工作表面通過(guò)較大電流，使熱金大部分集中于膜層的接口處，從而影響氧 化過(guò)程的正常進(jìn)行和膜層的質(zhì)量。因此，必須使用配套的冷凍裝置和攪拌設(shè)備，使電解液及時(shí)憐卻，始終保 持氧化過(guò)程在低溫溶液中進(jìn)行。(3) 電氣設(shè)備 硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化直流法，只需要直流發(fā)電機(jī)域整流器。其中使用整流器效率較高，并要求設(shè)置恒電流控制 和電壓上升的自動(dòng)裝置。(二)混合酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化 硫酸硬質(zhì)陽(yáng)極氧化一般在低溫下進(jìn)行。因此，必須備有配套的冷凍設(shè)備和無(wú)油的、最好是經(jīng)冷卻的壓縮空氣 攪拌。這樣，給生產(chǎn)增加一定的困難，如果在硫酸或草酸電解液中加入適量的有機(jī)酸，如丙二酸、乳酸、蘋(píng) 果酸、磺基水楊酸、檸檬酸

38、等，就允許提高硬質(zhì)氧化溫度。這對(duì)便于生產(chǎn)、降低成本和提高膜層質(zhì)量都有一 定好處。第三節(jié) 特種陽(yáng)極氧化一 . 瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化1.瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化的特點(diǎn)、用途和類(lèi)型瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化，實(shí)際上是由鉻酸或草酸等陽(yáng)極氧化法衍生而來(lái)的一種較 特殊的氧化方法。利用鋁育金在電解溶液中生成陽(yáng)極氧化膜的同時(shí)，份些灰色物質(zhì)被吸附于正在成長(zhǎng)的氧化 膜中， 從而獲得厚度約為 6-20um 的均勻、 光滑以及有光澤的不透明的類(lèi)似瓷釉和塘瓷色澤的氧化膜。 此外， 其膜層還具有耳下的特性：(1) 良好吸附能力，可以染成各種較深的色彩，裝飾效果很好。(2) 膜層與基體金屬結(jié)合力十分良好，可以經(jīng)受沖壓加工。(3) 膜層致密、有高于硫酸陽(yáng)極氧

39、化膜的抗腐蝕性能，有較高硬度和耐磨性，良好的絕熱性和電絕緣性。(4) 膜層的不透明性可以遮蓋加工上的缺陷，故對(duì)鋁制件表面的機(jī)加工要求較低。(5) 通常在硫酸陽(yáng)極氧化中不能達(dá)到滿(mǎn)意外觀(guān)的鋁材，進(jìn)行瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化后，往往能夠獲得良好的表面裝飾 效果。因此，該技術(shù)對(duì)鋁材要求較低。瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化已廣泛應(yīng)用于各種儀表、電子儀器上高精度零件表面或 輕工產(chǎn)品表面的防護(hù)和裝飾。瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化的電解液，目前配方很多，主要可分為二大類(lèi)：(1) 在草酸或硫酸電解液中添加稀有金屬元素(如鈦、鋯、釷等)鹽類(lèi)。在氧化過(guò)程中，主要依賴(lài)于所添加 鹽類(lèi)的水解作用，產(chǎn)生發(fā)色物質(zhì)沉積于整個(gè)氧化膜的孔隙中、形成似釉的膜層。膜層質(zhì)量好，硬度

40、較高，可 以保持零件的高精度、高光潔度。電解溶液的價(jià)格昂貴，使用周期較短，而且對(duì)技術(shù)條件的控制要求十分嚴(yán) 格。(2) 以鉻酸酐為基礎(chǔ)的混合酸電解液。它具有成分簡(jiǎn)單、價(jià)廉、形成的膜層彈性好等優(yōu)點(diǎn)。但膜層硬度比較 低。在裝飾性鋁制品表面處理中。得到廣泛的應(yīng)用。2。瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)流程鋁制件 -輕微機(jī)械拋光 -化學(xué)除油 -熱水清洗 - 冷水清洗 -HNO3 中光澤處理 -冷水 清洗-瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化 -冷水清洗 -蒸餾水洗 -染色-冷水清洗 -蒸餾水( pH5-6 、沸水)封閉 -干燥 -輕機(jī)械拋 光亮 - 成品，3。溶液配制(以 1 號(hào)配方為例)根據(jù)容積計(jì)算好所需要的化學(xué)藥品：首先將草一酸軟鉀溶解在

41、5O-60 度的 蒸餾水中，倒入槽內(nèi)，然后加入草酸、硼酸、檸檬酸，最后加蒸餾水至工作液面，攪拌均勻。用草酸調(diào)節(jié)pH 值達(dá)到 l.8 2.0，經(jīng)調(diào)試氧化合格后，即可生產(chǎn)。4. 瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化溶液成分對(duì)氧化膜性能的影響配方 1：(1) 草酸欽鉀的影響。 鋁在草酸欽鉀溶液中陽(yáng)極氧化得到陶磁般的不透明白色膜層，是自古以來(lái)就知道的有名的特殊氧化法。草酸 欽鉀在溶液中的含量不足時(shí)，所得氧化膜是疏松的甚至是粉末狀的，含量必須控制在技術(shù)范圍內(nèi)，使膜層致 密、耐磨和耐腐蝕。(2) 草酸的影響 草酸能促進(jìn)氧化膜的正常成長(zhǎng)。含量過(guò)低，膜層變?。缓窟^(guò)高，會(huì)出現(xiàn)溶液對(duì)膜層的溶解速度過(guò)快，使氧 化膜疏松，降低膜層的硬度和

42、耐磨性。(3 )檸檬酸和硼酸均對(duì)膜層的光澤和乳白色有明顯的影響，還能對(duì)溶液起緩沖作用，提高溶液的穩(wěn)定性。適當(dāng)提高含量可提高氧化膜的硬度和耐磨性。配方 2、3 ， (1)鉻酸的影響鉻酸在電解液中，除了影響溶液的電導(dǎo)和氧化膜生成速度外，還在很大程度上影響膜層的顏 色。在相同的工作條件下，如不添加鉻酸醉，則膜層呈現(xiàn)半透明狀。隨著鉻酸酐添加量的逐步增加，膜層的 透明度隨之而降低，并向灰色方向轉(zhuǎn)化，仿瓷質(zhì)效果提高。當(dāng)鉻酸酐含量在技術(shù)范圍內(nèi)時(shí)，仿釉氧化膜的色 澤最佳。超過(guò)范圍，仿釉效果下降，并且會(huì)出現(xiàn)過(guò)腐蝕現(xiàn)象。(2)草酸的影響在電解液中，隨著草酸含量的增加，膜層的仿釉漁擇逐步加深。但當(dāng)其含量過(guò)高時(shí)，膜層

43、的 透明度漢熏新增加戶(hù)使產(chǎn)品的外觀(guān)類(lèi)似普通黃色的氧化膜，欺草酸含量應(yīng)控制在技術(shù)規(guī)范之內(nèi)。草酸含量與 氧（3）硼酸的影響在草酸鉻酸混合液中，硼酸含量增加，能顯著地改善氧化膜的成長(zhǎng)速度，同時(shí)膜層向乳白 色轉(zhuǎn)化。含量過(guò)高，氧化速度反而降低，同時(shí)，膜層一般向霧狀透明轉(zhuǎn)化。所以瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化電解液中，銘 酸的增加使仿釉膜層的顏色向不透明的灰色方向轉(zhuǎn)化；草酸含量釣增加會(huì)使膜層向黃色方向轉(zhuǎn)化，而硼酸含 量的增力馬，膜層向乳白色方向轉(zhuǎn)化。總之，電解液成分的適當(dāng)配比對(duì)瓷質(zhì)氧化膜色澤起著決定性的作用。 6.瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)條件對(duì)氧化膜性能的影響（1）時(shí)間的影響關(guān)于 配方 2,3 的氧化時(shí)間對(duì)仿釉氧化膜成長(zhǎng)速度，當(dāng)膜

44、層厚度達(dá)到 16um 以后，其成長(zhǎng)速 度極為緩慢， 從氧化 60 分鐘至 100 分鐘之間布膜厚只增加了 2um 左右。 說(shuō)明其膜層的極很厚度與鉻酸陽(yáng)極 氧化法具有相同之處，是很低的。（2）溫度的影響電解液的溫度升高，膜層的成長(zhǎng)速度增加溫度過(guò)高，其膜層的厚度反而下降。膜層的透明度 也隨之提高，表面粗褪而無(wú)光澤。在恒定的電壓條件下，電流密度隨溫度的提高而自動(dòng)增天，因此氧化膜的 透明度及光澤變化可以認(rèn)為是溫度和電流密度相互影響的綜合結(jié)果，其中起主導(dǎo)作用的應(yīng)該是溫度的變化。（3 ）電壓的影響 電壓對(duì)仿釉瓷質(zhì)氧化膜的主要影響是膜層的色澤。在過(guò)低的電壓下，膜層薄而透明。過(guò)高時(shí)，膜層由灰色轉(zhuǎn) 變?yōu)樯罨疑?/p>

45、不能達(dá)到裝飾的目的。綜上所述，瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化膜的色澤，在特定的電解液中，可以通過(guò)變更 工作條件來(lái)控制。一般采取以下方法： （1）恒定電壓、溫度，變動(dòng)氧化時(shí)間；（2） 恒定電壓、時(shí)間，變動(dòng)氧化溫度；（3）恒定溫度、時(shí)間，變動(dòng)氧化電壓。從效果和操作方便來(lái)看，以（ 3） 為佳。但為了便于控制色澤，也可采用（1），在氧化過(guò)程中，可以巾途將零件取出，隨時(shí)校對(duì)膜層色澤，若不合要求還可繼續(xù)進(jìn)行氧化。7。技術(shù)說(shuō)明配方 1。氧化開(kāi)始后以 2- 3A/dm2 的陽(yáng)極電流密度，在 5 10 分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)電壓到 90-120V 進(jìn)行氧化，然后 保持電壓恒定，電流隨著膜層增厚、電阻變大而自然下降，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，電流密度使達(dá)

46、到一個(gè)穩(wěn)定值（ 1 - 1.5A/dm2 ），直至氧化結(jié)束，到規(guī)定時(shí)間后斷電取出零件。氧化過(guò)程中，溶液會(huì)變成棕色。這是由于生成偏 欽酸的緣故。氧化結(jié)束后，溶液的顏色又會(huì)消失，這種變化對(duì)氧化過(guò)程沒(méi)有影響。溶液中適當(dāng)提高檸檬酸與 草酸含量，使 pH 值降為 11.3, 可提高氧化膜硬度和耐磨性。配方2 、 3.氧化開(kāi)始后，將電壓由零逐步調(diào)節(jié)到 20-40V ，然后保持電壓在 20-40V 范圍內(nèi)的某一定值，直至氧化結(jié)束，到規(guī)定時(shí)間，斷電取出零件。溶液 中雜質(zhì)最大允許含量為 A13+ 30g/L ， C1-0.03-0.04g/L ， Cu2+lg/L 。超過(guò)含量，需稀釋或更換溶液。 二、陽(yáng)極氧化與

47、絲網(wǎng)印刷技術(shù) （一）陽(yáng)極權(quán)化與絲網(wǎng)印別技術(shù)的特點(diǎn)和用途隨著鋁和鋁合金陽(yáng)極氧化技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不新發(fā)展，各種裝 飾性表面處理新技術(shù)如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來(lái)。陽(yáng)極氧化與絲網(wǎng)印刷技術(shù)特點(diǎn)，就是用裝飾性陽(yáng)極氧化和絲 網(wǎng)印刷等技術(shù)在鋁及鋁合金表面進(jìn)行綜合性處理，從而獲得一次氧化、多次染色，二次氧化、多次染色的色 彩鮮艷的雙色或多色的有規(guī)則的字、線(xiàn)、圖案和花紋。特別是經(jīng)過(guò)二次氧化多次染色處理形成的凹凸形圖案 花紋，富有立體感，裝飾效果很好，打破了鋁制件表面花色單調(diào)的局面。陽(yáng)極氧化與絲網(wǎng)印刷技術(shù)簡(jiǎn)單、經(jīng) 濟(jì)。主要用于儀表和電機(jī)、電器的標(biāo)牌以及輕工產(chǎn)品的裝飾件，如鋁制化裝品容器及書(shū)寫(xiě)工具的表面處理等 等。 （四

48、）絲網(wǎng)印刷 絲網(wǎng)印刷即絲網(wǎng)露印，簡(jiǎn)稱(chēng)絲印。欲制雙色或多色有規(guī)則的花紋圖案，方法很多，絲印是其中較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單 而又可行的一種方法 絲印原理與蠟紙油印原理相似。 用橡膠板 （或硅橡膠板） 刮刀將印料從絲網(wǎng)露孔圖案的 上面擠壓滲透到下面的基材表面，從而形成局部的永久裝飾性油墨圖案或暫時(shí)起防護(hù)作用的油墨圖案。（1）絲網(wǎng)制備1） 絲網(wǎng)材料的選擇用于絲印技術(shù)中的絲網(wǎng)材料種類(lèi)和規(guī)格較多，一般常用 150-300 目的滌綸絲網(wǎng)和尼龍絲 網(wǎng)。因?yàn)樗哂袕椓谩?qiáng)度高、伸縮性小、能夠耐多種溶劑及酸堿的腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，因此使用壽命較長(zhǎng)，是目前較理想的絲印用網(wǎng)。2.）絲網(wǎng)框架制作常用木質(zhì)框架。一般選用質(zhì)硬、不易變形的午燥

49、木料，如鐵杉、紅松、楠木等制作?？蚣芤?0 x 20-30 x 30mm 的木條，帶膠樟接。3）繃網(wǎng) 繃網(wǎng)方法有機(jī)械繃網(wǎng)和手工繃網(wǎng)兩種，木質(zhì)框架一般采用手工繃網(wǎng)法（如翻拉繃網(wǎng)法和嵌壓繃網(wǎng) 法）。 翻拉繃網(wǎng)此法效率較高，質(zhì)量好，方法簡(jiǎn)單易行。首先將絲網(wǎng)裁剪成每邊比框架對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng) 5cm 的塊料， 在框架的任一邊上刷涂粘結(jié)劑，與絲網(wǎng)的一對(duì)應(yīng)邊粘接。同時(shí)在框架的另三邊，平行于框邊粘接三根木條， 其距離為框架厚度的 1 /5 2/5. 待粘接劑干燥后，先將與第一條相對(duì)的木條翻上框架，用鐵釘釘牢，然后同 時(shí)翻拉另外兩根木條，并釘牢，即得繃緊的絲網(wǎng)框。采用翻拉繃網(wǎng)，用力要均勻，注意絲網(wǎng)經(jīng)緯線(xiàn)的相互垂 直。

50、嵌壓繃網(wǎng)先將絲網(wǎng)用鐵釘或膠水固定在嵌槽以外的木框上，然后將嵌條壓入嵌槽內(nèi)，使絲網(wǎng)緊繃。用此法 繃制，其絲網(wǎng)繃緊程度的一致性較好。4）絲網(wǎng)預(yù)處理繃好的絲網(wǎng)，應(yīng)進(jìn)行除油處理。因?yàn)榻z網(wǎng)上任何油脂、雜質(zhì)及網(wǎng)孔堵塞，都對(duì)絲網(wǎng)圖形的制作 產(chǎn)生不利影響。常用處理方法如下： 去污粉除油將繃好絲網(wǎng)浸濕置于平臺(tái)上， 用毛刷蘸取去污粉刷洗絲網(wǎng)，待絲網(wǎng)親水后即用清水沖洗千凈，晾干即可。 溶劑除油用棉紗蘸取丙酮、酒精或香蕉水 等擦拭絲網(wǎng)表面，晾干后待用。 堿液除油用 10% 的氫氧化鈉溶液刷洗，然后用水清洗干凈、晾千即可。（2）絲網(wǎng)圖形制作 絲網(wǎng)圖形的制作方法有直接法和間接法兩種。 直接法是依附于絲網(wǎng)上的感光膜直接用光

51、化學(xué)法將圖形建立在 絲網(wǎng)上。間接法是將預(yù)先在載體上制作完畢的圖形轉(zhuǎn)移貼附于絲網(wǎng)上。在鋁和鋁合金的絲網(wǎng)印刷中，由于一 般采用木質(zhì)框架，所以不太適宜用直接感光法來(lái)制作圖形，通常均采用間接法制作絲網(wǎng)圖形。方法如下： 1）銅箔板漆膜轉(zhuǎn)移法鋅板與銅箔板漆膜轉(zhuǎn)移法的技術(shù)完全相同，只是鋅板圖形的腐蝕液有所不同，腐蝕深 度需嚴(yán)格控制。敷銅箔板具有腐蝕簡(jiǎn)單，腐蝕深度一致性好，金屬材料消耗量少等優(yōu)點(diǎn)，故而已逐步取代鋅 板。這里僅介紹銅箔板漆膜轉(zhuǎn)移法。1. 技術(shù)過(guò)程a. 圖形希咋用液體感光膠或 G1l 籠翻攪蝕干膜敷于銅箔板上，經(jīng)曝光、顯影等工序，建立抗蝕圖形，經(jīng)腐蝕 （用三氯化鐵、氯化銅等）后，得到凸起的銅箔所組

52、成的圖形。b。涂覆脫膜劑可選用凡士林或生橡膠的汽油溶液，一均勻涂布于圖形板面上。若用生橡膠溶液作脫膜劑時(shí)，需待膠膜稍干后方可噴漆。c; 噴漆漆膜厚度不能超過(guò)銅箔厚度，漆膜應(yīng)保持良好韌性。漆液配方：配方 1。硝基軟性清漆200mL堿性鎳3 5g蓖麻油 2-3mL香蕉水 適量配方 2。硝基清漆200mL堿性鎳 3-5g蓖麻油5lOmL香蕉水 適量d。打磨對(duì)于面積較大的圖形線(xiàn)條，宜采用鏟削的方法去掉漆膜，對(duì)精密圖形宜用 360 以上的砂紙水磨或加 少量汽油打磨至銅箔圖形全部裸露，并清潔表面。e. 轉(zhuǎn)移圖形轉(zhuǎn)移上網(wǎng)前，必須刮除圖形板四周的漆膜包邊，然后將圖形板漆膜朝上置于絲網(wǎng)下面，使絲網(wǎng)與 漆膜緊貼，

53、用棉紗沾適量香蕉水在絲網(wǎng)面上擦拭。粘接漆膜圖形時(shí)應(yīng)迅速有力，一次完成，切忌反復(fù)擦拭或 用手指按壓未粘牢部分，以防被溶化的漆漿堵塞圖形網(wǎng)孔。未粘牢的局部，可用描筆沾少量香蕉水，輕微點(diǎn) 粘。f.脫膜待圖形上香蕉水揮發(fā)干燥后， 從圖形板一角進(jìn)行脫膜。 用凡士林或頭蠟作脫膜劑的， 可在 40-50 烘箱中加熱 2 3 分鐘后脫膜，漆膜便易與圖形板脫離而牢固地粘附在絲網(wǎng)上，如遇脫膜困難，應(yīng)從反方向 進(jìn)行。脫膜后宜用棉紗沾適量香蕉水在絲網(wǎng)面輕拭一次，保證漆膜貼牢，忌用力按壓。放置自千。g。封網(wǎng)及封網(wǎng)材料 封網(wǎng)是指對(duì)絲網(wǎng)露孔圖形以外的網(wǎng)孔進(jìn)行封閉，以防止絲印時(shí)，印料流漏。因此，封網(wǎng)材料必須不受印料溶 劑的溶

54、脹。通常用硝基漆或蟲(chóng)膠漆進(jìn)行封網(wǎng)。在一般情況下只要封網(wǎng)材料所用的溶劑與印料溶劑不屬同一類(lèi) 性質(zhì)的就可起到封網(wǎng)的作用。3）絲網(wǎng)感光法 技術(shù)過(guò)程a。絲網(wǎng)準(zhǔn)備（同上） 。b. 感光膜準(zhǔn)備按底片實(shí)際尺寸，適當(dāng)放大裁剪所需大小的感光膜（即原名 XH一菲林紙），用綢布輕輕擦去膜上的滑石粉。c.敏化貼膜用 4% 左右的重鉻酸錢(qián)（重量比）水溶液在絲網(wǎng)上均勻刷上一層，再將絲網(wǎng)感光膜貼在絲網(wǎng)上，然后再在絲網(wǎng)背面刷一次重鉻 酸按，而后用硬橡皮或有機(jī)玻璃刮刀先刮聚醋膜趕凈氣抱，再把背面余液輕輕刮除。d.烘干于 40（+/- ）5 度的干燥烘箱中烘干，約 10 15 分鐘取出，剝?nèi)ゾ鄞啄ぴ倩睾?2 分鐘。e.曝光用 1

55、000 W 高壓汞燈，燈距 30cm 左右，約 3 4 分鐘。（底片務(wù)必平整貼緊絲網(wǎng)）f。顯影在 40 度左右的溫水中輕輕擺動(dòng)，約 1 2 分鐘，待圖形大部分出現(xiàn)，再用冷水輕輕沖洗，直到圖形 全部顯現(xiàn)為止。J. 影后任其自行晾干，或低溫烘干網(wǎng)板。 h。修版、封網(wǎng)不需漏印的地方涂布封網(wǎng)漿進(jìn)行修板封。 技術(shù)說(shuō)明 a,顯影時(shí)絲網(wǎng)背面內(nèi)粘液流掛或烘干后線(xiàn)條邊緣有殘膜，說(shuō)明曝光不足。在顯影時(shí)膜面如能用誰(shuí)手指面輕磨 而不會(huì)損壞膠面，則曝光適宜。b.顯影時(shí)如果顯不出或顯影困難，主要有以下幾個(gè)原因：（a） 烘箱溫度過(guò)高； （b） 烘時(shí)過(guò)長(zhǎng)， （c） 曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)， （d） 曝光箱內(nèi)溫度過(guò)高。c。出現(xiàn)鋸齒形，主

56、要原因有：（a）底片質(zhì)量差；（b）絲網(wǎng)目數(shù)底，（c）繃網(wǎng)沒(méi)繃好： （ d）曝光時(shí)底片沒(méi)壓緊。（3）印料性能及配制 絲網(wǎng)印刷陽(yáng)極氧化技術(shù)所選用的印料（油墨或油漆）必須具有較強(qiáng)的抗酸堿腐蝕性和牢固的附著力、易干并 易除去等性能，才能保證整個(gè)技術(shù)的順利進(jìn)行。印料配制：厚漆（鋅鋇厚白漆） 85%酚醛清漆（或醇酸清漆） 15%松節(jié)油 調(diào)節(jié)粘度厚漆應(yīng)選用干性油厚漆，以免油性擴(kuò)散。印料配制后攪拌均勻，并用200-300 目絲網(wǎng)過(guò)濾，去除雜質(zhì)，以免堵塞絲印網(wǎng)孔。為進(jìn)一步提高印料成膜性及抗蝕性，可加入適量的耐酸瀝青等。（4）絲網(wǎng)印刷技術(shù)流程起網(wǎng)-送料 -落網(wǎng) -刮印-起網(wǎng) -回鋪。（5）技術(shù)說(shuō)明定位絲印過(guò)程中，

57、定位精度越高，絲印質(zhì)量越好。 絲網(wǎng)與制件的間距間距大小視絲網(wǎng)大小和繃緊程度而定，通常為2-5mm 。 刮刀口形狀刮刀口應(yīng)平直， 否則會(huì)造成圖形失真， 破壞圖形的清晰度。 刮刀的傾角刮刀傾角的理論值為 45 度，這時(shí)刀口與絲網(wǎng)的接觸面最小，傾角無(wú)論增大或減小都會(huì)使其接觸面積增大。但在實(shí)際操作中，刮刀的 傾角都大于 45 度，有時(shí)甚至達(dá) 60-70 ：這是由于絲印，時(shí)用力，使橡膠板刮刀產(chǎn)生彈性形變，接觸絲網(wǎng)的 一端傾角會(huì)變小，使實(shí)際工作傾角接近理論值。圖形精度圖形精度包括：最細(xì)線(xiàn)條的清晰度（分辨率）和絲印圖形尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的誤差（失真度）兩個(gè) 方面。目前采用的絲網(wǎng)膠、絲網(wǎng)干膜，漆膜轉(zhuǎn)移等制網(wǎng)技術(shù)，制作線(xiàn)寬為 0.2mm 的完整一線(xiàn)條并不困難。 要達(dá)到這種精度，只需對(duì)制圖、印料過(guò)濾、刮刀磨制及絲印方法等每一環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制即可。第四節(jié) 染色與著色 隨著著色氧化鋁在輕工、建筑等方面應(yīng)用的激增，從而促進(jìn)了著色技術(shù)的迅速發(fā)展，以提供色彩鮮艷，非常 耐光、耐氣候的精飾表面。根據(jù)著色物質(zhì)和色素體在氧化膜中分布的不同，可以把鋁陽(yáng)極氧化膜著色方法