铝合金阳极氧化与表面处理技术(3)

膜的溶解作用、氧化膜的耐蚀性及后续的封孔质量等。

（浓度高对氧化膜的溶解作用大，形成的阻挡层薄，维持一定电流密度所需的电压降低；反之膜则厚，电压高。高浓度硫酸维持一定电流所需电压低，但对氧化膜的影响大。随硫酸浓度和温度上升，所需电压下降。但较高的硫酸浓度增加了酸对氧化膜的浸蚀。随硫酸浓度上升，效率降低：即获得一定厚度氧化膜的电耗大。随硫酸浓度增加，膜的耐蚀性和耐磨性降低）

（2） 槽液温度的影响：1）槽液温度在一定范围内提高，获得的氧化膜种类

减少，膜变软但较光亮；2）槽液温度较高，生成的氧化膜外层膜孔径和孔锥度趋于增大，造成封孔难度大，也易起封孔“粉霜”。3）较高槽液温度得到的氧化膜容易染色，但难保持颜色深浅的一致性，一般染色膜的氧化温度为20~25℃；4）降低槽液温度获得的氧化膜硬度高、耐磨性好，但在养护过程中维持同样电流密度所需电压较高，普通膜采用18~22℃。

（对于厚度大于15μm的氧化，槽液温度升高，膜质量和金属损失比显著减少，且膜的外层硬度较低。温度对氧化膜质量影响显著：温度高于15℃都是生产非晶体的软膜。温度低有助于制备致密的氧化膜。随温度升高，膜硬度下降。要获得硬度高、耐磨性好的膜层，必须采取低温阳极氧化。除3004合金外，一般合金在20℃时耐蚀性最好。

随温度升高耐蚀性下降，40℃下降到最低。）

（3）氧化电压的影响：电压决定氧化膜的孔径大小：低压——孔径小、孔数多

——孔径大、孔数少。

（在一定范围内，高压有利于生成致密、均匀的氧化膜。在恒定电压下，电流密度随氧化时间延长而下降。维持一定电流所需的电压越高，则氧化过程所释放的热量就越多，不利于氧化膜性能稳定。电流一定时，温度越低电压越高。）

（4）氧化电流的影响：氧化电流直接影响生产效率：高电流生产效率高。

（高电流需要电容量大的电容器，膜厚度波动大，易引起工件“烧伤”。 低电流下氧化时间长，使膜的耐蚀性和耐磨性下降。最佳电流为1.2~1.8A/dm2。硫酸浓度越高，槽液导电性好，同电压下的电流密度越大。铝含量增大，槽液电阻增大，导电性下降。）

（5） 槽液搅拌的影响：为了使阳极氧化槽液温度和浓度均匀，特别是采用较

大电流时，膜-槽液界面上产生大量热量，搅拌使界面温度降低。

（6）氧化时间的影响：恒流下氧化，在一定时间内氧化膜厚度的增长与时间成

正比。（根据：电解液浓度、槽液温度、电流密度、氧化膜厚度和性能要

求等。）

2. 简述硫酸、铬酸、磷酸、草酸硼酸和碱性等电解液的阳极氧化工艺特点和氧化膜性质差异。

1）硫酸工艺：生产成本低；膜的透明度高；耐蚀性和耐磨性好；电解着色和化学染色容易。2）铬酸工艺：氧化膜厚度一般，表面粗糙；膜层质软；耐磨性不然硫酸氢化膜，但弹性好。3）草酸工艺：氧化膜孔隙率低，耐蚀性、耐磨性和电绝缘性比硫酸膜好，但成本高。4）磷酸工艺：氧化膜较薄，而孔径较大。

3.硫酸交流阳极氧化和硫酸直流阳极氧化比较

1）交流：电流效率低；氧化膜的耐蚀性差，硬度低。

2）直流：生产成本高；膜的透明度高；耐蚀性和耐磨性好；电解着色和化学染色容易。

4. 硫酸容易中铝离子和杂质的影响

主要是影响氧化膜的耐磨性、耐腐蚀性、光亮度和槽液导电性等

（1）铝离子：含量在1~10g/L 内是有利的，大于10g/L将造成影响。电流随铝

离子浓度增大而减小；染色难度增大；铝含量较高时有不溶性的铝

盐沉积于铝材工件表面、槽壁和热交换器上，影响产品外观和热交

换效率。

（2）阳离子Fe、MN、Cu和Ni等：

Fe：有害杂质，主要来源于硫酸和铝材。当Fe含量超过25~50μg/g时导致氧化

膜出现很多问题：如光亮度下降、膜软松等。 Mn：影响与Fe相似，但没有Fe显著。

Cu和Ni：主要来源于合金化的铝材，它们影响相似，当含量超过100μg/g时，

氧化膜耐蚀性降低。 （3）阴离子磷酸根、硝酸根、氯离子等：

磷酸根：化学抛光后水洗不足导致；含量很少时（ppm级）影响不大，含量多时

主要危害是磷酸根被氧化膜吸附，而在水合封孔时释放出来，超过

5μg/g时将会对封孔质量产生危害。

硝酸根：主要来源于前道工序后水洗不足和槽液商品硫酸。当含量超过30μg/g

时对光亮度不利，过高还会使槽液溶解能力增强不利于成膜。 氯离子：主要来源于使用的水，自来水中氯离子含量较高。当Cl-和F-超过50μ

g/g时氧化膜产生腐蚀斑点。

第八章 铝的硬质阳极氧化

1. 简述硬质阳极氧化膜与普通氧化膜的制备工艺参数的异同点。 硬质阳极氧化膜的制备：与普通的阳极氧化原理、设备和工艺等无本质区别，仅是具体工艺措施方面略有区别。区别：降低氧化过程中氧化膜的溶解速度。 2. 硬质阳极氧化莫与普通阳极氧化膜比较

硬质阳极氧化膜厚度大、硬度比较高、耐磨性较好、孔隙率较低、耐击穿电压较高、而表面平整性稍差。（外加电压大，浓度低，处理时间长，则膜厚，硬度高，耐磨性好，耐击穿电压高，孔隙率低，孔径大，表面平整性差。） 3. 铸造铝合金的硬质阳极氧化工艺与硫酸等硬质阳极氧化工艺的异同点。 （1）槽液温度低：小于5℃，温度越低膜硬度越高。普通硫酸阳极氧化的槽液温度在20℃左右。（2）槽液浓度低：对于硫酸一般小于15%；普通阳极氧化的槽液浓度在20%左右。（3）硫酸槽液中添加有机酸：草酸、酒石酸、柠檬酸等；（4）外加电流/电压较高：2~5A/dm2，25~100V。普通阳极氧化1.0~1.5 A/dm2,18V以下；（5）逐步递增电压的操作方法：阶梯式加压；（6）采用脉冲电源或特殊波形电源：高Cu合金或高Si铸造铝合金。 第九章 第十章

铝阳极氧化膜的电解着色

1. 简述Sn盐与Ni盐电解着色的工艺及其优缺点

1） Sn盐电解着色工艺：主要是单Sn盐、Sn-Ni混合电解着色，主要的着色

盐是SnSO4，利用Sn2+点解还原在阳极氧化莫的微孔中析出而着色。优点：Sn盐的抗杂质性能好，点解着色溶液分布能力强，工业控制简单，交流Sn盐着色本身不存在困难。缺点：Sn2+稳定性差，着色的色差和色调比较难以控制。

2） Ni盐点解着色工业：与Sn盐电解着色工业相似，析出Ni而着色。优点：

Ni盐着色速度快，槽液稳定性好。缺点：对槽液的杂质比较敏感 2. 交流与直流电解着色的优缺点。

1）交流着色。优点：克服了直流电解着色存在氧化膜剥落的危险。

缺点：在交流着色中阳极电压会影响阴极着色反应的速度，使得阳极电流密度下降，阴极电流密度减小，从而着色速度减慢。

2）直流着色。优点：着色速度快，电能利用率高；缺点：直流电解着色存

在氧化膜剥落的危险。

第十一章 铝阳极氧化膜的染色

1. 氧化膜应具有哪些条件才能进行染色处理

（1）铝在硫酸溶液中得到的阳极氧化膜无色而多孔； （2）氧化膜应具备一定的厚度，应大于7um； （3）氧化膜应具有一定的松孔和吸附性；

（4）氧化膜层应完整、均匀，不应有划伤、沙眼、点腐蚀等缺陷；

（5）氧化膜本身具有合适的颜色，且没有金相结构的差别，如晶粒大小不一或严重偏析等。

2. 简述有机涂料和无机涂料的染色机理。

（1）有机染料的染色基于物质的吸附理论，有物理吸附和化学吸附。

物理吸附：分子或离子以静电力方式的吸 …… 此处隐藏：3880字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……