1、鋁及鋁合金的陽極氧化工藝與參數(shù)指導(dǎo)鋁及鋁合金陽極氧化處理的起因鋁及其合金在大氣中其表面會自然形成一層厚度為4050A薄的氧化膜。雖然能使金屬稍微有些鈍化，但由于它太薄，孔隙率大，機(jī)械強(qiáng)度低，不能有效地防止金屬腐蝕。經(jīng)過陽極氧化處理，可以使鋁及其合金表面獲得一層比自然氧化膜厚得多的致密膜層（從幾十微米甚至到幾百微米）。這層人工氧化膜再經(jīng)過封閉處理，無晶型的氧化膜轉(zhuǎn)變成結(jié)晶型的氧化膜，孔隙也被封閉，因此使金屬表面光澤能長久不變，抗蝕性能、機(jī)械強(qiáng)度都有所提高，經(jīng)染色還可獲得裝飾性的外觀。由于鋁及其合金制品經(jīng)過陽極氧化后具有許多特點，所以鋁陽極氧化工藝在鋁制品表面處理中廣為應(yīng)用。經(jīng)過陽極氧化后的鋁制品

2、耐蝕能力很好。硫酸陽極氧化法所得的氧化膜厚度可在5-20微米之間，硬度較高，孔隙率大，吸附性強(qiáng)，容易染色和封閉。而且具有操作簡便、穩(wěn)定、成本低等特點，故應(yīng)用最為廣泛。鋁及鋁合金陽極氧化上膜原理當(dāng)把零件掛在陽極上，陰極用鉛棒，通入電流后，發(fā)生如下反應(yīng)：陰極上2H+2eTH2T陽極上Al-3eTAl3+6OH-T3H2O+3O2-2Al3+3O2-TAl2O3+399（卡）硫酸還可以與Al、A12O3發(fā)生反應(yīng)2A1+2H2SO4TAl2（S04）3+3H2TAl2O3+H2SO4TAL2（SO4）3+3H3O鋁陽極氧化膜的生長是在“生長”和“溶解”這對矛盾中產(chǎn)生和發(fā)展的。通電后的最初數(shù)秒鐘首先生成

3、無孔的致密層（叫無孔層，或阻擋層），它雖只有0.010.015Am，可是具有很高的絕緣性。硫酸對膜產(chǎn)生腐蝕溶解。由于溶解的不均勻性，薄的地方（孔穴）電阻小，離子可通過，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，氧化膜生長，又伴隨著氧化膜溶解。循環(huán)往復(fù)。控制一定的工藝條件特別是硫酸濃度和溫度可使膜的生長占主導(dǎo)地位。2.1鋁及鋁合金陽極氧化過程機(jī)理：膜的電化學(xué)生成過程膜的化學(xué)溶解過程。必須使膜的生成速度大于溶解速度。陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)：多孔的外層氧化膜外層主要是由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陰離子。當(dāng)電解液為硫酸時，膜層中硫酸鹽含量在正常情況下為13%-17%。氧化膜的大部分優(yōu)良特性都是由多孔外層

4、的厚度及孔隙率所決定，與陽極氧化條件密切相關(guān)。阻擋層阻擋層是由無水的AI203所組成，厚約0.03-0.05|im，為總膜厚的0.5%-2.0%，薄而致密,具有高的硬度和阻止電流通過的作用。鋁及鋁合金陽極氧化膜的特點硬度較高：普通氧化膜在300HV左右，硬質(zhì)氧化膜達(dá)500HV較高的耐蝕性：經(jīng)陽極氧化后得到的膜必須進(jìn)行封閉處理較好的吸附能力：陽極氧化膜為多孔結(jié)構(gòu)很好的絕緣性能：絕緣擊穿電壓大于30V/m絕熱抗熱性能強(qiáng)：陽極氧化膜可耐溫1500C左右，純鋁為660C有機(jī)涂層和電鍍層附著性強(qiáng)功能性好：利用陽極氧化膜的多孔性，在微孔中沉積功能性微粒，可以得到各種功能性材料鋁及鋁合金陽極氧化的工藝按照使

5、用性質(zhì)分類，可以分為普通陽極氧化（著色）工藝、光亮陽極氧化（加著色）工藝、硬質(zhì)陽極氧化普通陽極氧化工藝：鋁工件T上掛具T脫脂T水洗T陽極氧化T水洗（去離子水洗）T染色或電解著色T水洗T去離子水洗T圭寸孔T水洗T下掛具。備注：普通陽極氧化脫脂水洗后如果鋁工件表面氧化嚴(yán)重，可以增加堿蝕水洗工序再進(jìn)行陽極氧化，不過這道工序本身會對鋁制品有腐蝕作用，特別是堿腐更加嚴(yán)重些；對新出來的鋁工件樣品，如沒必要（鋁制品表面自然氧化膜少），最好可不做。光亮陽極氧化加著色工藝：機(jī)械拋光T上掛T化學(xué)除油T熱水清洗T清洗（三道）T-硫酸中和T清洗（三道）T化學(xué)拋光T清洗（三道）T出光T清洗T陽極氧化T清洗T封閉染色T清

6、洗T封孔T水洗T干燥T檢查硬質(zhì)陽極氧化工藝硬質(zhì)陽極氧化在工藝工序中并沒有明顯改變，只是在某些工藝工序的參數(shù)中做了不一樣的改變。以上工序輔助工藝點備注：1）機(jī)械拋光：噴砂、研磨、滾磨，機(jī)械加工處理工件表面較大缺陷或整平工作2）化學(xué)除油：堿洗脫脂清除表面有機(jī)油脂和無機(jī)碳化物，清潔作用。工藝要求：氫氧化鈉：5070g/L添加適量的表面活性劑溫度：5070C時間：0.52min堿洗時間應(yīng)視工件表面油污除凈為止3）熱水清洗：熱水清洗的作用主要是脫脂和清洗堿液。堿洗后的沖洗最好先用熱水沖洗，有利于洗凈工件表面上的堿性物質(zhì)。有盲孔、狹縫的工件要加強(qiáng)對該部位的沖洗，并甩凈其中的殘留溶液,為后序清水作準(zhǔn)備。4）

7、硫酸中和：酸洗本身的作用是腐蝕、溶解金屬表層、與表面疏松的氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，同時它還具有強(qiáng)脫脂和酸堿中和作用工藝要求：10-20%的硫酸常溫2-10S5）化學(xué)拋光：在特定的溶劑中，利用化學(xué)浸蝕的作用，使產(chǎn)品達(dá)到整平、光亮的效果。工藝要求：硫酸：10-15%、時間：3-7分鐘磷酸：70-80%、溫度：90-110度硝酸：5-6%6）出光：硝酸出光清除表面的氧化皮或不溶物，使表面露出結(jié)晶層。工藝要求：硝酸：200300ml/L溫度：室溫時間：視黑膜退凈為止（正常5-10S）若處理雜鋁、鑄鋁還應(yīng)在此配方的基礎(chǔ)上添加50ml/L氫氟酸，以加速除去堿洗時粘附在鋁件表面的不溶物。7）清洗：以上清洗作用，

8、清洗產(chǎn)品表面因前工序所攜帶的酸堿跟隨離子,避免帶入后工序槽中破壞槽液成分平衡，導(dǎo)致不良現(xiàn)象產(chǎn)生，在酸洗后最好是用超聲波清洗，特是在鈍化后的清洗，超聲波清洗時要注意一個頻率的問題，鋁材是比較柔軟的材料，頻率過大或次數(shù)過多都很容易被打傷，如有打傷在鈍化后非常明顯，須機(jī)械加工才能掩蓋其缺陷。8）氧化：經(jīng)前處理后要立即轉(zhuǎn)入氧化工序，以防因工件在大氣中擱置過久而又生成自然氧化膜而影響氧化層的質(zhì)量。再度浸泡在清水中雖優(yōu)于曝露在大氣中，但也不宜浸泡過久。氧化過程中溶液的溫度是至關(guān)重要的工藝條件，溶液溫度過高，成膜速度加快，氧化膜容易出現(xiàn)粉化；溶液溫度過低，成膜速度緩慢，所生成的膜色調(diào)偏淡，附著力差。在氧化染

9、色整個流程中，因為氧化工藝原因造成染色不良是比較普遍的。氧化膜的膜厚和孔隙均勻一致是染色時獲得均勻一致顏色的前提和基礎(chǔ)，為獲得均勻一致的氧化膜，保證足夠的循環(huán)量，冷卻量，保證良好的導(dǎo)電性是舉足輕重的，在同一型號鉛材為求得表面基本一致的色彩，應(yīng)在同一溶液溫度下處理同樣時間硫酸陽極氧化的工藝成分及要求：硫酸：15-28%溶液通常成熟的工業(yè)工藝為18-20%（180-200g/L）溫度：13-26C電壓：12-24V電流：0.8-2.5A/dm2時間：30-50min鋁及鋁合金陽極氧化工藝參數(shù)的影響鋁及鋁合金不同因素對其表面氧化膜的影響表1鋁及鋁合金氧化膜厚度表氧化膜生成條件氧化膜厚度純鋁或Al-M

10、g合金的自然氧化膜（300C）13nm純鋁的自然氧化膜（30C）30nm常規(guī)化學(xué)氧化膜2.55um常規(guī)陽極氧化壁壘膜0.250.75um常規(guī)保護(hù)性陽極氧化膜（如硫酸陽極氧化）530um硬質(zhì)陽極氧化膜25150um5.2人工氧化膜的分類和特征1）.電流形式：a.直流電陽極氧化b.交流電陽極氧化c.脈沖陽極氧化2）.電解液形式：a.硫酸b.草酸c.鉻酸d.混合酸e.以磺基有機(jī)酸為主溶液的自然著色陽極氧化（各氧化膜各種見表2）3）.膜層性質(zhì)：a.普通膜b.硬質(zhì)膜c.瓷質(zhì)膜d.光亮修飾層e.半導(dǎo)體作用的阻擋層表2典型的陽極氧化電解液、電解條件和膜特征表主要成分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）溫度/c電流密度/A*

11、dm-2氧化膜特征HSO2410W200.52無色透明，可染色HPO341200.52乳白色，適合作底層(C00H)235253523黃褐色，硬質(zhì)，有熒光特性hso3nh27.525351乳白色，硬質(zhì)H2Cr042.53400.10.5灰色，不透明，優(yōu)質(zhì)的耐蝕性NH4B5085$90穩(wěn)壓耐高電壓NaCO232580150v穩(wěn)壓白色，不透明，質(zhì)軟NHHO44+NaHSO4混合熔融物20028白色，不透明，結(jié)晶性膜層5.3氧化膜結(jié)構(gòu)跟不同氧化液的關(guān)系氧化槽液成分對鋁及鋁合金氧化膜的影響比較明顯，不同氧化槽液得到的氧化膜特征相差很大，見表3：電解液濃度/%溫度/c阻擋層厚度/nmV-1孔壁厚/nmV

12、-1孔徑/nm磷酸4241.191.133草酸2241.180.9717鉻酸3381.251.0924硫酸15101.00.8125.4合金成分對氧化膜的影響1）.鎂含量大于5%時，陽極氧化膜會暗啞2）.含錳及鉻量即使低至僅1%，氧化膜便帶黃色，超過此含量時，金屬色調(diào)便會變的暗黑3）.硅有使氧化膜帶灰色的趨向。不過很大程度上取決于它存在于合金中的形式。如果以固溶圖形式存在而含量低于1%時，它不會使氧化膜明顯暗啞。超過此含量及以非固溶體形式存在時，金屬就會呈渾濁的灰色。有一種特別的含硅3-6%的鋁合金就被稱為“灰色調(diào)和令”4）.含銅量不超過0.2%左右的鋁合金對陽極氧化膜的顏色、透明度或硬度均無

13、甚影響。以其通常在一些合金（如鋁、銅、鎂類及其他）所用含量，銅往往會給合金帶來不規(guī)則斑點、呈微棕色及微灰色外觀。此外，鋁銅合金在染色過程中比其他合金更易于發(fā)生原電池腐蝕（點狀腐蝕）5）.鋅對氧化膜質(zhì)量不產(chǎn)生影響。倘若含量在2%左右或稍大，又假如合金不含其他成分，則在染色中不會產(chǎn)生明顯的色調(diào)變化，也不會令染色膜變暗啞。6）可以用程度形容詞來表示不同合金成分對各類氧化膜的適應(yīng)性好壞，例如見下表表4部分不同鋁合金對于陽極氧化的適應(yīng)性合金保護(hù)陽極氧化陽極氧化和著色光亮陽極氧化硬質(zhì)陽極氧化1080極好極好極好極好1060極好很好很好極好2011中-好中-好不可好4043好中不可好5005極好很好好極好5

14、083好好中好6063極好很好好極好5.5電流密度和通電氧化時間對氧化膜的影響氧化時間和膜厚：在一定溫度和槽液下，氧化膜厚度取決于電流密度和氧化時間。在一定時間內(nèi)厚度與形成氧化膜的時間成正比。計算陽極氧化生成的氧化膜厚度公式如下：G=kitk二1.57n/Y其中，。為陽極氧化膜厚度，mi為電流密度，A/dm2t為氧化時間，minK為系數(shù)，為使K值更切合實際，將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度或孔隙度考慮在內(nèi)U：n為電流效率（電極上實際析出的物質(zhì)量與總電量換算出的析出物質(zhì)量之比）。K值美國有時候取0.328、0.285、0.355,日本有時候取0.352、0.364、0.25，中國、俄羅

15、斯取0.25（我們有時候也取0.3）.電流密度過高，會導(dǎo)致制品各部分的膜厚不同，會使氧化膜的膜孔增大，從而在著色時產(chǎn)生顏色不均勻且封孔效果差,甚至?xí)a(chǎn)生燒蝕，表面生成可以用手擦去的疏松大膜孔層，。普通適當(dāng)?shù)碾娏髅芏确秶?.5-2.5A/dm2，可使膜厚變化保持在最小值。5.6其它關(guān)鍵因素對氧化膜的影響影響陽極氧化膜層特征或質(zhì)量效果的關(guān)鍵因素還有槽液濃度，槽液溫度，鋁離子濃度，雜質(zhì)含量等，其關(guān)鍵因素的影響在后面的硫酸陽極氧化有詳盡介紹。綜上因素，可以列出如下關(guān)系表格：表5陽極氧化條件變化對膜層性質(zhì)的影響條件的變化膜厚極限硬度附著與吸附能力耐蝕性鋁的溶解性孔隙率電壓增加溶液溫度44ttt4增加電

16、流密度TT4*44t減少處理時間T4444t降低溶液濃度TT4*44t使用交流電44t4tt4增加合金的均勻性TT4444t采用浸蝕性較小的電解液TT4*44t注：T表示增加；J表示減少；T表示條件變化不對其產(chǎn)生影響硫酸陽極氧化工業(yè)上用得最多的是硫酸陽極氧化，而且我們實驗室用的就是硫酸陽極氧化電解液，故在這里重點探討研究。硫酸陽極氧化的種類和其工藝參數(shù)（見表6）表6典型的硫酸陽極氧化工藝參數(shù)表名稱電解液組成/%電流密度/Adm-2電壓/V溫度/C時間/min顏色膜厚/um備注Alumilite（美）硫酸，1020DC1210202021030透明525易著色，耐蝕，硫酸交流法硫酸,1215AC

17、34.5172813252040透明1025作油漆表面底硫酸硬質(zhì)法硫酸，1020BC24.510230260以上灰色34150層，耐磨隔熱工業(yè)上我們用的最多是硫酸直流陽極氧化，其詳細(xì)參數(shù)控制如下表7：表7硫酸直流陽極氧化的工藝參數(shù)表工藝項目指標(biāo)范圍備注氧化電壓1218v電流密度11.6A/dm2AA10銀白1.151.3；著色1.31.5；AA15銀白可取1.6,過低氧化膜易封閉；過高易產(chǎn)生起粉槽液溫度1822C硫酸濃度15200g/L5g/L鋁離子濃度20g/L光亮氧化V12g/L氧化時間2030min6.3影響硫酸陽極氧化的因素硫酸濃度：當(dāng)使用較高濃度的硫酸進(jìn)行氧化時，初始階段由于氧化膜的

18、成長速度較大，氧化膜的孔隙率高，故容易染色，但膜的硬度、耐磨性較差。在稀硫酸溶液中獲得的陽極氧化膜堅硬耐磨，反光性能好，但孔隙率較低，適用于染成各種較淺的淡色。鋁離子濃度：當(dāng)Ah+含量小于20g/L時，對氧化膜表面質(zhì)量沒有顯著影響（在112g/L范圍內(nèi)，反而對陽極氧化的速度和膜層表面質(zhì)量起有利作用）。當(dāng)Al3+含量超過20g/L后，形成的膠態(tài)離子吸附在膜表面，使鋁制件表面呈現(xiàn)出白點或塊狀白斑電流密度與電流分布：電流密度過高，會導(dǎo)致制品各部分的膜厚不同，會使氧化膜的膜孔增大，從而在著色時產(chǎn)生顏色不均勻且封孔效果差。適當(dāng)?shù)碾娏髅芏确秶?00150A/m2，可使膜厚變化保持在最小值。對于厚膜料的氧

19、化（如1525um），電流密度要取上限并減少綁料面積，有利于膜的生長。見表8：表8電流密度對耐蝕性、耐磨性的影響（膜厚相同，時間不同）電流密度/Adm-20.81.01.21.62.0氧化時間/min6048403024陽極氧化電壓/V12.113.614.315.316.2膜厚/屮m12.312.212.411.913.1耐蝕性/s4244737484比耐蝕性/sm-i3.43.65.96.26.4落砂量/g61266500683074008720耐磨性/g卩m-1502.1532.8550.8621.8665.6氧化電壓：陽極氧化的氧化電壓決定氧化膜孔徑大小，低壓生成的膜徑小，孔數(shù)多，而高

20、壓使膜孔徑大，孔數(shù)少（可以參照電壓大，電流密度也大可明顯預(yù)見）。見表9表9四種不同酸溶液中各種電壓下陽極氧化膜的孔數(shù)表陽極氧化溶液外加電壓/V孔數(shù)/個cm-215%硫酸溶液，10C1576x1092052x1093028x1092%草酸溶液，25C2035x1094211X109606x1093%鉻酸溶液，50C2022x109408x109604x1094%磷酸溶液，25C2019x109408x109604x109槽液溫度和槽液的循環(huán)攪拌：為使產(chǎn)生于膜層表面的熱量迅速擴(kuò)展，防止局部過熱，一定要進(jìn)行強(qiáng)制冷卻和攪拌電解液。一般溫度控制在1820C時獲得的氧化膜多孔、吸附性能好、富有彈性、抗腐蝕

21、性能較好，但耐磨性能一般。表10陽極氧化溫度對耐蝕性、耐磨性的影響溫度/c10151820222530陽極氧化電壓/V16.515.314.313.612.611.29.6膜厚/um12.211.812.412.012.011.811.2耐蝕性/s60717378654742比耐蝕性/sum-i4.96.05.96.55.44.03.8落砂量/g8370750068306100540333002296耐磨性/gum-i686.1635.6550.8508.3450.3279.7205.0雜質(zhì)含量：雜質(zhì)含量高則被吸附填充到膜孔中，使氧化膜透明度下降，膜層的反光率受到阻擋，影響氧化膜的光亮度。G膜

22、厚的均勻性：1）.改善氧化槽液的循環(huán)方式，使槽液溫度和濃度均勻，有助于膜厚均勻。2）.控制氧化槽液溫度和濃度的波動范圍，對于捆綁型多工件的同時陽極氧化，有必要控制好每掛料的氧化表面積。若掛與掛之間膜厚不同，則是工藝條件波動太大或掛與掛料面積相差太多引起的。3）.型材到兩邊的陰極間距要相等，增大陰極面積，使陰極面積大于工藝掛料面積。4）控制好電流密度，若電流密度過高，膜也會不均勻。7硬質(zhì)厚膜陽極氧化鋁及鋁合金表面生成一種厚而堅硬的氧化膜的一種工藝方法。7.1硬質(zhì)厚膜陽極氧化工藝參數(shù)和膜層特征跟普通膜相比較如下表11：表11普通膜和硬質(zhì)膜分析比較類別普通陽極氧化硬質(zhì)陽極氧化溫度18-22C左右（有

23、添加劑可達(dá)30C）一般在5C以下（相對來說溫度越低硬質(zhì)越咼）濃度20%左右15%或更低電流密度0.5-2.5A/dm21.5-5A/dm2電壓W18V有時高達(dá)120V膜層厚度厚度相對較薄膜層厚度15um（若過低則達(dá)不到硬度$300HV的要求）表面狀態(tài)較光滑較粗糙（微觀，和基體表面粗糙度有關(guān)）孔隙率高低（20%）表面膜狀態(tài)透明膜，厚度幾微米到幾十微米膜厚可達(dá)250微米、為不透明膜，色澤有褐色，深褐色，灰色到黑色，膜層越厚，電解溫度越低，顏色越深硬度300HV左右鋁合金上300-600HV,純鋁上更高可達(dá)1500HV,抗熱耐熱1500C熔點高達(dá)2500，導(dǎo)熱系數(shù)低至60KW/（m*K）,是極好耐熱

24、材料。絕緣性能硫酸直流擊穿電壓35V/ym絕緣電阻率極大，氧化膜35-55m時絕緣阻值達(dá)1000KQ，擊穿電壓最小450V，經(jīng)過絕緣封孔后，擊穿電壓可達(dá)2000V。交流擊穿電壓25V/m草酸直流擊穿電壓10-20V/|im交流擊穿電壓5-8V/ym結(jié)合力附著力強(qiáng)與基體結(jié)合力很牢固，附著力更強(qiáng)適用場合以裝飾為主以功能為主（一般用于耐磨、耐熱、耐電的場合）7.2硬質(zhì)厚膜陽極氧化工藝分析目前應(yīng)用較廣的有以下類型：硫酸硬質(zhì)陽極氧化脈沖電流法和混合酸硬質(zhì)陽極氧化交直流疊加法。常用的硬質(zhì)陽極氧化工藝見表12：表12硬質(zhì)陽極氧化法和工藝參數(shù)表編號電解液溫度/c電流密度/Adm-2始末電壓/V時間/min膜厚

25、/um始電壓末電壓115%硫酸+4.4+1422.1261209050215%硼酸+60+700.40.610030024020034%NaHCHO2657+10250W/dm21525806010130410%硫酸-1+4.522.5253040606024028150515%硝酸10%硫酸+8+102560602560610%15%硫酸0+45交流1024607024010076%8%二水合草酸條件視合金而改變中插直流202412014086%7%硫酸3%6%有機(jī)添加劑+4.5+181.32101504065910%20%硫酸-6+10302801601151501010%15%硫酸+84

26、202460605580115.5甲酸8%二水合草酸+15+253645901002507.2.1硬質(zhì)陽極氧化的電解液是在-10C+5C左右的溫度下電解。由于硬質(zhì)陽極氧化所生成的氧化膜層具有較高的電阻，會直接影響到電流強(qiáng)度的氧化作用。為了取得較厚的氧化膜，勢必要增加外電壓，其目的是為了消除電阻大的影響，而使電流密度保持一定。所以為了保證電流密度，后面電壓要比開始高。2.2為了防止加工件局部過熱燒損，獲得良好質(zhì)量的產(chǎn)品，可以采取：1）冷卻加攪拌，一般是用物理方法讓整體電解液降溫，攪拌以壓縮空氣管孔2）銳角倒園，防止零件棱角過熱燒損零件7.3硬質(zhì)陽極氧化的性能規(guī)定最小合格值表13硬質(zhì)陽極氧化膜IS

27、010074-1994規(guī)定的性能最小合格值鋁合金表面密度/Adm-2TABER耐磨性能/mg顯微硬度HV0.052000系以外的合金1100154002000系鋁合金95035250鎂含量2%的5000、7000系鋁合金95025300銅含量2%或硅含量8%的鑄造鋁合金950250其他鑄造鋁合金合同規(guī)定合同規(guī)定7.4硫酸硬質(zhì)陽極氧化7.4.1工藝鋁件T化學(xué)除油T清洗T中和T清洗T硬質(zhì)陽極氧化T清洗T封孔T成品檢驗7.4.2常見的影響因素1）電解液濃度一般在10%20%，濃度低時，膜層硬度高（對純鋁更為明顯），對含銅量高的鋁合金（2A12）例外。2）溫度通常溫度下降，硬度和耐磨性增強(qiáng)，電解液控制

28、在較低溫度，以2C溫差為宜。3）陽極電流密度提高電流密度，氧化膜生成速度加快，氧化時間縮短，膜層受到硫酸化學(xué)溶解的時間相應(yīng)減少，膜層硬度和耐磨性也相應(yīng)提高。4）合金成分合金元素和雜質(zhì)對鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜的品質(zhì)影響很大，影響膜層的均勻性和完整性等。7.4.3部分使用添加劑對硫酸陽極氧化的參考工藝添加劑就是在電解液中加入適量的有機(jī)酸，如丙二酸、乳酸、蘋果酸、硫基水楊酸、檸檬酸等。有添加劑就可以不用把氧化溫度控制得那么低，便于生產(chǎn)、降低成本，還可以提高膜層質(zhì)量。表14有添加劑氧化膜膜厚跟硫酸濃度，溫度，電流密度的關(guān)系硬質(zhì)膜厚度/um添加劑濃度/體積分?jǐn)?shù)硫酸濃度/g/L溫度/c電流密度/A/dm2電

29、壓/V時間/min2253%5%12020015221.92.62024545503%563.92832根據(jù)硬度需要而定1003%5%180210365.26.550605065注：1)隨著溫度的提高，根據(jù)表15降低硫酸濃度2).膜厚的增長受到處理時間和電流密度共同影響，根據(jù)表16來估算膜厚表15硫酸濃度與溫度的關(guān)系硫酸濃度g/L槽液溫度/c18020021241651852124150170242713515524271201402729表16膜厚與氧化時間電流密度關(guān)系電流密度膜厚/um大致時間/min1.9A/dm22.3A/dm22.6A/dm259871323

30、201718322824254540358陽極氧化膜的封孔技術(shù)鋁合金陽極氧化膜呈多孔層結(jié)構(gòu)，有較強(qiáng)的吸附能力和化學(xué)活性，尤其處在腐蝕性環(huán)境中，腐蝕介質(zhì)容易滲透膜孔引起基體腐蝕。因此，經(jīng)陽極氧化后的皮膜不管著色與否，均需經(jīng)過封閉處理，以提高氧化膜的抗蝕、絕緣、和耐磨等性能，并減弱它對雜質(zhì)或油污的吸附。8.1常用的封孔方法有：高溫封孔、冷封孔、中溫封孔處理法。1.1高溫封孔：包括沸水封孔和常壓、加壓蒸汽封孔。其中，蒸汽封孔所處理的氧化膜抗蝕性、耐蝕性與蒸汽壓力和封孔時間有關(guān)，一般隨壓力升高，時間延長，抗蝕性提高，耐蝕性降低。1)高溫封孔的工藝及影響因素沸水封孔、蒸汽封孔工藝見表17表17沸水、蒸汽

31、封孔工藝參數(shù)表封孔方法工藝條件參數(shù)參數(shù)值加壓烝汽壓力/MPa0.40.5時間/min2030常壓蒸汽壓力/MPa0.050.15溫度/c100110時間/min45沸純水壓力/MPa95110PH60.5（用醋酸調(diào)節(jié)）時間/min20302）影響沸水封孔的因素及工藝操作要點分析：槽液（封孔液）PH值：PH值為5.56.5時膜層有良好的抗蝕性，耐磨性最好；PH值小于4.5時封孔效果明顯下降，氧化膜會受到浸蝕；PH值大于7.5時影響封孔質(zhì)量，若PH值過高，封孔液中易產(chǎn)生氫氧化合物絮狀沉淀物，容易在制品表面產(chǎn)生“粉霜”（可在封閉液中加入適量的“粉霜”抑制劑，如多羥基羧鹽、芳香族羧鹽酸、磷酸鹽等）。若

32、溶液的PH值總是向堿性方向變化，則可采用添加緩沖劑來進(jìn)行控制。入槽封孔的制品必須清洗干凈，為避免氧化膜產(chǎn)生裂紋，封孔前的清洗可使用溫水。封孔制品應(yīng)與槽體金屬絕緣，為防止封孔液的大量蒸發(fā)，可用05070mm的耐溫尼龍塑料球覆蓋液面。時間、溫度：封孔溫度低于78C,Y-A/與水反應(yīng)生成鋁膠（Al（OH），達(dá)不到封孔目的；溫度過高易產(chǎn)生“粉霜”封孔溫度一般控制在9598乙。添加劑：在沸水中加入添加劑可增強(qiáng)封孔效果，提高膜層的抗蝕性，其工藝見表18表18有添加劑的封孔處理方法及工藝參數(shù)表方法處理溶液成分/gLtPH值溫度/c時間/min特點醋酸鎳法醋酸鎳4.50.5硫酸0.72.055.56931002030常規(guī)工藝醋酸鎳5硼酸55.56758055醋酸鎳55.8醋酸鉆1硼酸85670901520有機(jī)染料著色制品的封孔穩(wěn)定性好重鉻酸法重鉻酸15碳酸鈉46057.59095210適合于2000系列鋁合金，黃色的氧化膜重鉻酸鉀10%6057.590以上1020硅酸鈉法硅酸鈉（Na?。：SiO=1.3：3.3）5%289901