阳极氧化(anodic oxidation),金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明,通常是指硫酸阳极氧化。为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷,扩大应用范围,延长使用寿命,表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环,而阳极氧化技术是应用很广且很成功的。所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程,在该过程中,铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜,这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化,只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。常州黑色阳极氧化
氧化膜厚度计算:阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。σ= Kit。式中σ为阳极氧化膜厚度(μm),I为电流密度(A/dm2),t 为氧化时间(min),K为系数(当氧化铝密度γ=kg/立方米则K=0.309)。上述公式计算的前提是以认为通过的电量全用于氧化铝析出,同时也把氧化铝及膜的密度视为纯净的氧化铝密集的值。但实际情况并非完全如此,为了使K值更切合实际,应将电流效率和在这种工艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在内,即:K = 1.57η/γ式中η为电流效率(电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比)。K实值各国取值大小各异。哑光阳极氧化品质对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化。
铝阳极氧化的封闭工艺:铝氧化膜是多孔性膜,无论有没有着色处理,在投入使用前都要进行封闭处理,这样才能提高其耐蚀性和耐候性。处理的方法有三类,即高温水化反应封闭、无机盐封闭和有机物封闭等:(1)高温水封闭这种方法是利用铝氧化膜与水的水化反应,将非晶质膜变为水合结晶膜:水化反应在常温和高温下都可以进行,但是在高温下特别是在沸点时,所生成的水合结晶膜是非常稳定的不可逆的结晶膜,因此,常用的铝氧化膜的封闭处理就是沸水法或蒸汽法处理。(2)无机盐封闭无机盐法可以提高有机着色染料的牢度,因此在化学着色法中常用。①醋酸盐法②硅酸盐法(3)有机封闭法这是对铝氧化膜进行浸油、浸漆或进行涂装等,由于成本较高并且增加了工艺流程,因此不大采用,较多的还是用前述的两类方法,并且以第一种高温水合法为主流。
阳极氧化早就在工业上得到普遍应用。冠以不同名称的方法繁多, 归纳起来有以下几种分类方 法:按电流型式分有:直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、以及可缩短达到要求厚度的生产时间,膜层既厚又均匀致密, 且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。按电解液分有:硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以有机磺酸溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性质分有:普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。直流电硫酸阳极氧化法的应用为普遍, 这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理;膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性;膜层无色透明、吸附能力强极易着色;处理电压较低,耗电少;处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化;硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材, 它们的表面处理生产线都是采用这种方法。其他物质做阳极所引起的氧化作用,也称为“阳极氧化”。
阳极氧化的氧化膜的孔径在100nm~200nm之间,氧化膜厚度10微米左右,孔隙率20%左右,孔距300~500nm之间。氧化膜的截面图表明氧化膜孔基本上是管状结构,氧化膜发生溶膜反应基本上是在孔的底部发生的。而一般的硫酸直流阳极氧化膜的孔径是20nm左右,如果是12微米的氧化膜,那是多深的细管状结构啊!假设这是一个直径1m的井,那么它的井深将有600m深。氧化膜的绝大部分优良特性,如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,然而这两者却与阳极氧化条件密切相关, 因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针, 其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中, 膜层随着时间的增加而增厚。在逹到较大厚度之后, 则随着处理时间的延长而逐渐变薄, 有些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此, 氧化的时间一般控制在逹较大膜厚时间之内。阳极氧化电解溶液的选择阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。哑光阳极氧化品质
阳极氧化是在铝及其合金表面上生成装饰及保护膜的一种过程。常州黑色阳极氧化
阳极氧化处理操作过程:(1)清洗安装工件:先将机械加工后的泵体,用清水进行清洗,务必将油渍、污 物、铝沫清洗处理干净。将工件安装在挂架上,数量视工件大小而定,一般总泵每挂20只左右,分泵离总挂(30——40)只左右,安装时要注意工件不能划伤,磕碰。(2)阳极处理:将安装后的工件放入阳极槽中,一般放5—6挂,放好后打开阳极 槽中开关,接通电源,稳定电压将电压分4—5次升至20-25之间,同时观看电流表指针,每次升压电流不得超过500,可以在300—400之间。待电压至20—25之间稳定电流不超过500。观察槽中有微小气泡产生,则证明阳极发生,待20分钟后取出挂架,控净工件上的酸液,进行水合封孔,把挂架放入常温清水池中,浸泡15—20分钟后取出,控净清水放入热水池中(水温可以保持在80℃以上为好)。1分钟左右,待工件完全被加热后取出,卸下后用气吹净螺纹、小孔中的水分再用干净抹布擦净缸体里孔,放入工件盘中入库保存。常州黑色阳极氧化