铝及其合金材料由于其高的强度/重量比,易成型加工以及优异的物理、化学性能,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而,铝合金材料硬度低、性差,常发生磨蚀破损,因此,铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性,减少磨蚀,延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层,以显着改变铝合金的耐蚀性,提高硬度
铝阳极氧化处理
铝及其合金材料由于其高的强度/重量比,易成型加工以及优异的物理、化学性能,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而,铝合金材料硬度低、性差,常发生磨蚀破损,因此,铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性,减少磨蚀,延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层,以显着改变铝合金的耐蚀性,提高硬度、性和装饰性能。
(1)老化的问题
时效硬化处理是铝合金的的热处理,是为了提高合金组织和性能的重要途径。老化合金的热处理后,在固体溶液和重结晶56倍高的强度,消除压缩残余应力,并且合金元素变得均匀。 6063-T5,6063-T6铝合金型材必须时效处理后。 未经老化处理的一些部挤压型材,发生氧化着色后灰色补丁或部件不能着色,废品率很高,它是不均匀的微观组织,残余应力等因素的元素偏析。所以这是没有很好的无时效处理。
时效处理的温度和时间取决于合金类型,合金元素和变化的内容。如果选择不当,这些参数也将导致在组织结构和表面状态合金的差异,从而影响氧化着色的质量。
对于螺孔等部位事后无法采用机械方法进行修复的,则在硬质氧化之前需经保护处理,以免因无法装配而造成废品。
对于有均匀度和光洁度要求的部位,事后尚需进行研磨,这一尺寸的损耗事先亦要做到心中有数。当硬质阳极氧化膜的厚度要求在100μm时,制件的单面实际尺寸相当于增加近50μm左右。但随着本身材料纯度的不同和工艺条件的差异,实际以取得可靠数据尺寸的增厚值也会有差别,必要时需经试验,然后决定公差配合余量。
如何防止阳极氧化过程中产生边角效应?因为角部的膜不可能三维生长,膜层越厚越严重。为此厚层阳极氧化膜的角部半径应该取大一些。而纯铝成膜初期不显颜色,当膜层的厚度逐渐增厚时,制件表面的颜色也会逐渐由无色变为浅褐色至褐色。
阳极氧化流程
冷封孔的pH值以前认为以5.5~6.5为宜,实际上还应根据冷封孔剂的配方特点确定。新配槽液pH值一般在5.3~7.0都可以成功,但对于用或铵调节氟离子的旧槽,由于铵离子的影响,pH值应控制在6.5~7.1。此时封孔速度快,氟消耗少,也不出现“白头”现象。封孔槽中铵离子比钠离子不易起粉,但封孔速度较慢。为保证封孔质量,工艺操作要点如下:
(1)阳极氧化温度一般小于23℃,温度过高,冷封孔剂消耗大,表面“发绿”。
(2)阳极氧化之后应及时水洗,停留在氧化槽中会影响以后的封孔。洗不干净易造成窜液污染,增加封孔槽的氟消耗。
(3)脱落在封孔槽中的铝材和铝丝应及时取出,不然会加快pH上升和氟的消耗。
(4)用调氟的封孔槽,每立方米通过20t铝材后,应倒槽清底一次。
(5)用调氟的封孔槽,添加之后应经过5~10min才生产,以10%稀溶液的形式加入。
(6)为提高封孔质量并加快干燥速度,冷封孔后,推荐55±5℃热水洗10~15min,也称冷封孔后处理。
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