金属材料在电解质溶液中,通过外施阳极电流使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术。又称表面阳极氧化。金属材料或制品经过表面阳极化处理后,其耐蚀性、硬度、性、绝缘性、耐热性等均有大幅度提高。实施阳极化处理的金属材料是铝。铝的阳极氧化一般在酸性电解液中进行,以铝为阳极。在电解过程中,氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时不够细密,虽有一定电阻,但电解液中的负氧离子仍能到达铝表
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金属材料在电解质溶液中,通过外施阳极电流使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术。又称表面阳极氧化。金属材料或制品经过表面阳极化处理后,其耐蚀性、硬度、性、绝缘性、耐热性等均有大幅度提高。实施阳极化处理的金属材料是铝。铝的阳极氧化一般在酸性电解液中进行,以铝为阳极。在电解过程中,氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时不够细密,虽有一定电阻,但电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度增大,电阻也变大,从而电解电流变小。这时,与电解液接触的外层氧化膜发生化学溶解。当铝表面形成氧化物的速度逐渐与化学溶解的速度平衡时,这一氧化膜便可达到这一电解参数下的厚度。铝的阳极氧化膜外层多孔,容易吸附染料和有色物质,因而可进行染色,提高其装饰性。氧化膜再经热水、高温水蒸气或镍盐封闭处理后,还能进一步提高其耐蚀性和性。
影响铝合金硬质氧化膜厚度不均匀的原因有:
1.挂具的导电不良,松挂或者掉齿。
2.工件的材料不一样,铝合金在出镗之后其实在内部的微观结构有很大的不一样,经过热轧的金属有一定的微观织构,产生了各项异性,一块金属在不同方向上的电导是不一样的,所以会导致不同的电流密度,造成硬质氧化厚度不一。
3.电力线的分布上,一个工件的形状不一样在不同位置的电力线分布也不一样,所以在不同位置的电流密度也不一样,所以膜厚不一。这个可以通过象形阳极或者辅助阴极来解决。
4、阳极氧化液的温度对膜厚均匀性有重要的影响,温度高会使得阳极氧化膜的溶解速度加快,氧化膜较薄,反之,氧化膜较厚。
硬质氧化反应要在较低的温度下进行,生产中是通过用冷水与槽液热交换来完成的,氧化槽上端的槽液通过热交换器之后抽回氧化槽,抽回槽液与原槽液有温差,由于氧化槽的体积比较大,槽液的循环不够,抽回槽液的分配不均匀,会使得氧化槽液产生温度差。
硬质氧化处理的整体过程就是一个氧化置换反应,大家知道在氧化过程中都必须在酸性的反应溶液中进行。如何处理硬质氧化反应后的废水对于硬质氧化公司也是一个挑战,因为酸性的废水将影响环境的,所以这个必须经过有效的处理后才能排放到河流中。那么目前主流处理的办法是怎么样的呢一般的处理方法有下面两种:
1、硬质氧化理是使废水中成溶解状态的重金属离子转变为不溶性的重金属化合物,经沉淀法和气浮法从废水中除去;
2、将废水中的硬质氧化重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离。
对于重金属废水无论采用何种处理方法都不能使其中的重金属分解破坏,只能转移其存在的方式和物理化学形态,关键是采用合理的工艺流程,科学的管理和操作,结合,减少硬质氧化重金属用量及随废水流失量,尽量减少外排废水量,使处理后的废水重新利用。
电解过程中,氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时还不够细密,有相应的电阻,使电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度的增长,电阻变大,电解电流变小,而与电解液接触的外层氧化膜同时发生化学溶解,在硬质氧化表面形成氧化物的速度渐与化学溶解的速度平衡时,这一氧化膜便可达到这一电解参数下的较大厚度。
1、硫酸浓度:通常采用15%~20%。浓度升高,膜的溶解速度加大,膜的生长速度降低,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,性略差;而降低硫酸浓度,则氧化膜生长速度加快,膜的孔隙少,硬度高,性好。所以,硬质氧化用于防护,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、电流密度:在一定限度内,电流密度升高,膜生长速度升高,硬质氧化时间缩短,生成膜的孔隙多,易于着色,且硬度和性升高;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,膜的溶解速度升高,且有烧毁零件的可能;电流密度过低,则膜生长速度缓慢,但生成的膜较致密,硬度和性降低。
3、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膜厚。相同条件下,当电流密度恒定时,膜的生长速度与氧化时间成正比;但当膜生长到一定厚度时,由于膜电阻升高,影响导电能力,而且由于温升,膜的溶解速度增大,所以膜的生长速度会逐渐降低,到后不再增加。
4、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膜的质量下降。
5、铝合金成分:一般来说,铝金属中的其它元素使膜的质量下降,且得到的氧化膜没有纯铝上得到的厚,硬度也低,不同成分的铝合金,在进行硬质氧化处理时要注意不能同槽进行。
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