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铝型材表面处理工艺条件与阳极氧化铝型材膜质量有何关系?

返回列表 来源:www.aps.com.cn 作者:发布日期:2017-08-11 11:26 | 加入收藏阅读次数-

铝型材表面处理工艺条件与阳极氧化铝型材膜质量有何关系?

 阳极氧化工艺条件的掌握与氧化铝型材膜质量关系密切,这是因为工艺条件是根据不同的工艺配方,经过一系列实验而得出的,进行阳极氧化之前,对所指定的工艺条件均应做到心中有数,操作时应严格按照工艺要求做.其中最基本,也是对质量影响最敏感的因素有:溶液温度、电压和电流密度的控制范围,阳极氧化时间、溶液搅拌方法、槽液体积电流密度和槽液体积与阳极氧化面积之比等等.在执行这些工艺条件的过程中若有偏差,则阳极氧化铝型材膜的质量将会受到明显的影响,当偏差过大时,还可能引起制件报废,造成经济损失.

  各项工艺条件超越控制范围时,对阳极氧化铝型材膜质量关系的影响程度,不同的症状现象以及纠正方法等有关技术,在以下各问答题中分别进行探讨.

  阳极氧化时电压如何控制?

  电压的调节要随溶液温度而定.溶液温度较低时要采用规定上限的电压,这是因为溶液温度较低时所获得的氧化铝型材膜致密,氧化铝型材膜电阻大,要加厚氧化铝型材膜必然要采取较高电压,否则难以获得正常的氧化铝型材膜质量.溶液温度较高时则相反,要降低电压,否则会出现因所生成的氧化铝型材膜疏松而引起铝型材膜层溶液过快,难以获得理想的氧化铝型材膜厚度.

  例如:在无冷却装置的单位,夏季溶液温度会接近极限温度,如仍需继续工作的,则电压不可超过12V.而冬季溶液温度低于极限温度下限,此时电压要升至高位值,如18V.

  阳极氧化是放热反应,当工作量较饱满时,溶液的温度会逐渐上升,故要随时测试,作为提供调节电压的依据.若温度继续升高,此时电压将至规范以下也难以保证质量.此时应停止生产.采取相应措施予以降温,待符合工艺要求时再进行加工.

  阳极氧化时电流密度如何控制?

  在正常的温度条件下(20℃左右),除特种的工艺配方之外,一般铝及其合金阳极氧化的电流密度控制在1——1.5A/dm2之间.

  根据溶液的温度、溶液浓度、制件形状及其他有关工艺条件进行选择.

在可能条件下,适当提高电流密度有利于加速铝型材膜的生成速度,缩短阳极氧化时间,增加铝型材膜层的孔隙率,提高着色效果.但当继续升高电流密度时,阳极氧化过程中会增加受到焦耳热的影响,铝型材膜孔内热效应加大,局部温升显著,从而加快的氧化铝型材膜的溶解速度,成铝型材膜速度下降,遇到复杂件还会造成电流分布不均,影响着色效果.在制件表面还可能出现容易擦去的疏松氧化铝型材膜、或铝型材膜层发脆、开裂,或出现白色痕迹,严重时还可能引起烧蚀制件.

  选择合适的电流密度在一定范围内可加速铝型材膜的生长速度,但当超过一定值后,成铝型材膜速度反而降低.

  根据上述规律,为保证产品质量及提高生产效率,可采取以下的方法.

  在冷却条件好、溶液能满足强烈搅拌时,可采用电流密度的上限,以提高工作效率.

  在既无冷却装置、又无强烈搅拌的条件下,虽然当时溶液的温度适中,电流密度仍要适当控制,以防阳极氧化过程中因升温过快而出现质量问题,严重时还可能引起制件烧蚀.此时最有效的方法是降低体积电流密度.

  阳极氧化制件表面积的正确估算,也是合理控制电流密度的重要条件,应予以重视.

  阳极氧化件深凹部位的表面应与其它表面配送相同电流密度.

  影响阳极氧化铝型材膜质量的几大主要因素

铝合金型材

  ①电流密度:在一定限度内,电流密度升高,铝型材膜生长速度升高,氧化时间缩短,生成铝型材膜的孔隙多,易于着色,且硬度和耐磨性升高;电流密度过高,则会因焦耳热的影响,使零件表面过热和局部溶液温度升高,铝型材膜的溶解速度升高,且有烧毁零件的可能;电流密度过低,则铝型材膜生长速度缓慢,但生成的铝型材膜较致密,硬度和耐磨性降低.

  铝氧化,用于防护,装饰及纯装饰加工时,多使用允许浓度的上限,即20%浓度的硫酸做电解液.

  ②氧化时间:氧化时间的选择,取决于电解液浓度,温度,阳极电流密度和所需要的铝型材膜厚.相同条件下,当电流密度恒定时,铝型材膜的生长速度与氧化时间成正比;但当铝型材膜生长到一定厚度时,由于铝型材膜电阻升高,影响导电能力,而且由于温升,铝型材膜的溶解速度增大,所以铝型材膜的生长速度会逐渐降低,到最后不再增加.

  ③硫酸浓度:通常采用15%——20%.浓度升高,铝型材膜的溶解速度加大,铝型材膜的生长速度降低,铝型材膜的孔隙率高,吸附力强,富有弹性,染色性好(易于染深色),但硬度,耐磨性略差;而降低硫酸浓度,则氧化铝型材膜生长速度加快,铝型材膜的孔隙少,硬度高,耐磨性好.

  ④电解液温度:电解液温度对氧化铝型材膜质量影响很大.温度升高,铝型材膜的溶解速度加大,铝型材膜厚降低.当温度为22——30℃时,所得到的铝型材膜是柔软的,吸附能力好,但耐磨性相当差;当温度大于30℃时,铝型材膜就变得疏松且不均匀,有时甚至不连续,且硬度低,因而失去使用价值;当温度在10——20℃之间时,所生成的氧化铝型材膜多孔,吸附能力强,并富有弹性,适宜染色,但铝型材膜的硬度低,耐磨性差;当温度低于10℃,氧化铝型材膜的厚度增大,硬度高,耐磨性好,但孔隙率较低.因此,生产时必须严格控制电解液的温度.要制取厚而硬的氧化铝型材膜时,必须降低操作温度,在氧化过程中采用压缩空气搅拌和比较低的温度,通常在零度左右进行硬质氧化.

  ⑤搅拌和移动:可促使电解液对流,强化冷却效果,保证溶液温度的均匀性,不会造成因金属局部升温而导致氧化铝型材膜的质量下降.

  ⑥电解液中的杂质:在铝阳极氧化所用电解液中可能存在的杂质有Clˉ,Fˉ,NO3ˉ,Cu2+,Al3+,Fe2+等.其中Clˉ,Fˉ,NO3ˉ使铝型材膜的孔隙率增加,表面粗糙和疏松.若其含量超过极限值,甚至会使制件发生腐蚀穿孔(Clˉ应小于0.05g/L,Fˉ应小于0.01g/L);当电解液中Al3+含量超过一定值时,往往使工件表面出现白点或斑状白块,并使铝型材膜的吸附性能下降,染色困难(Al3+应小于20g/L);当Cu2+含量达0.02g/L时,氧化铝型材膜上会出现暗色条纹或黑色斑点;Si2+常以悬浮状态存在于电解液中,使电解液微量混浊,以褐色粉状物吸附于铝型材膜上.

  ⑦铝合金成分:一般来说,铝金属中的其它元素使铝型材膜的质量下降,且得到的氧化铝型材膜没有纯铝上得到的厚,硬度也低,不同成分的铝合金,在进行阳极氧化处理时要注意不能同槽进行.


【本文标签】:铝型材
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