陽(yáng)極氧化可顯著改善鋁合金的耐蝕性能,提高鋁合金的表面硬度和耐磨性,經(jīng)過適當(dāng)?shù)闹幚砗缶哂辛己玫难b飾性能。鋁及其合金陽(yáng)極氧化膜著色技術(shù)可分為3 種:化學(xué)染色、電解著色及電解整體著色?;瘜W(xué)染色是利用氧化膜層的多孔性與化學(xué)活性吸附各種色素而使氧化膜著色,根據(jù)著色機(jī)理和工藝可分為有機(jī)染料著色、無(wú)機(jī)染料著色、色漿印色、套色染色和消色染色等。電解著色是將陽(yáng)極氧化后的鋁及其合金在含有金屬鹽的水溶液中進(jìn)行交流電解,在氧化膜多孔層的底部沉積陽(yáng)極氧化鋁板氧化過程分為四大類,陽(yáng)極氧化鋁板氧化膜生成的一般原理、陽(yáng)極氧化鋁板氧化電解溶液的選擇、陽(yáng)極氧化鋁板氧化的種類、陽(yáng)極氧化鋁板氧化膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。
1、陽(yáng)極氧化鋁板氧化膜生成的一般原理:
以鋁板為陽(yáng)極置于電解質(zhì)溶液中,利用電解作用,使其表面形成氧化鋁薄膜的過程,稱為鋁板的陽(yáng)極氧化處理。其裝置中陰極為在電解溶液中化學(xué)穩(wěn)定性高的材料,如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽(yáng)極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過時(shí),在陰極上,放出氫氣;在陽(yáng)極上,析出的氧不僅是分子態(tài)的氧,還包括原子氧(O)和離子氧,通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽(yáng)極的鋁被其上析出的氧所氧化,形成無(wú)水的氧化鋁膜,生成的氧并不是全部與鋁作用,一部分以氣態(tài)的形式析出。
2、陽(yáng)極氧化鋁板氧化電解溶液的選擇:
陽(yáng)極氧化膜生長(zhǎng)的一個(gè)先決條件是,電解液對(duì)氧化膜應(yīng)有溶解作用。但這并非說(shuō)在所有存在溶解作用的電解液中陽(yáng)極氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性質(zhì)相同。
3、陽(yáng)極氧化鋁板氧化的種類:
陽(yáng)極氧化按電流形式分為:直流電陽(yáng)極氧化,交流電陽(yáng)極氧化,脈沖電流陽(yáng)極氧化。按電解液分有:***、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機(jī)酸為主溶液的自然著色陽(yáng)極氧化。按膜層性子分有:普通膜、硬質(zhì)膜(厚膜)、瓷質(zhì)膜、光亮修飾層、半導(dǎo)體作用的阻擋層等陽(yáng)極氧化。鋁及鋁合金常用陽(yáng)極氧化方法和工藝條件見表-5。其中以直流電***陽(yáng)極氧化法的應(yīng)用***為普遍。
4、陽(yáng)極氧化鋁板氧化膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì):
陽(yáng)極氧化膜由兩層組成,多孔的厚的外層是在具有介電性質(zhì)的致密的內(nèi)層上上成長(zhǎng)起來(lái)的,后者稱為阻擋層(也稱活性層)。用電子顯微鏡觀察研究,膜層的縱橫面幾乎全都呈現(xiàn)與金屬表面垂直的管狀孔,它們貫穿膜外層直至氧化膜與金屬界面的阻擋層。阻擋層是又無(wú)水的氧化鋁所組成,薄而致密,具有高的硬度和阻止電流通過的作用。阻擋層厚約0.03-0.05μm,為總膜后的0.5%-2.0%。以各孔隙為主軸周圍是致密的氧化鋁構(gòu)成一個(gè)蜂窩六棱體,稱為晶胞,整個(gè)膜層是又無(wú)數(shù)個(gè)這樣的晶胞組成。當(dāng)電解液為***時(shí),膜層中***鹽含量在正常情況下為13%-17%。氧化膜多孔的外層主要是又非晶型的氧化鋁及小量的水合氧化鋁所組成,此外還含有電解液的陽(yáng)離子。氧化膜的大部分優(yōu)良特性都是由多孔外層的厚度及孔隙率所覺決定的,它們都與陽(yáng)極氧化條件密切相關(guān)。
6063合金的化學(xué)成份(以***高百分比表示,除非列出的是一個(gè)范圍值)
硅Si |
鐵Fe |
銅Cu |
錳Mn |
鎂Mg |
鉻Cr |
鋅Zn |
鈦Ti |
其它元素 |
鋁 |
|
每個(gè) |
總計(jì) |
|||||||||
0.2-0.60 |
0.35 |
0.1 |
0.1 |
0.45-0.9 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.05 |
0.15 |
余量 |
|
抗拉強(qiáng)度MPa 290 |
熱傳導(dǎo)性能W/m°C 167 |