铝合金的硬质阳极氧化处理主要目的是,提高铝及铝合金的各种性能,包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。它既适用于变形铝合金,也可能用于压铸造铝合金零部件,那么硬质氧化膜出现裂纹的原因是什么,我们应该怎么避免呢?一般来说,硬质氧化出现裂纹,跟合金的选择关系是很大的。对于同一种合金的话,较高的氧化温度和电流密度会加深这种趋向。象5052、7075或1100等合金进行硬质氧化处理的话,要采用较低的温度和较低的电流密度和较长的氧化时间,但也很难避免。得到的氧化膜遇热也会加大这个趋向。注意铝硬质氧化一定不要先放硫酸再放水。松江功能性硬质氧化生产
硬质氧化的原理:单纯硫酸型铝合金硬质阳极氧化原理和普通阳极氧化没有本质区别,如果是混酸型硬质氧化会存在一些附反应。1.阴极反应:4H++4e=2H2↑。2.阳极反应:4OH--4e=2H2O+O2↑。3.铝氧化:阳极上析出的氧呈原子状态,比分子状态的氧更为活泼,更易与铝起反应:2Al+3O→Al2O3。4.氧化于阳极膜溶解的动平衡:氧化膜随着通电时间的增加,电流增大而促使氧化膜增厚。与此同时,由于(Al2O3)的化学性质有两重性,即它在酸性溶液中呈碱性氧化物,在碱性溶液中呈酸性氧化物。无疑在硫酸溶液中氧化膜液发生溶解,只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度,氧化膜才有可能增厚,当溶解速度与生成速度相等时,氧化膜不再增厚。当氧化速度过分大于溶解速度时,铝和铝合金制件表面易生成带粉状的氧化膜。嘉善黑色硬质氧化多少单纯硫酸型铝合金硬质阳极氧化原理和普通阳极氧化没有本质区别。
硬质氧化膜一般要求厚度为25-150um,大部分硬质阳极氧化膜的厚度为50-80um,膜厚小于25um,硬质阳极氧化膜,用于齿键和螺线等使用场合的零部件,耐磨或绝缘用的阳极氧化膜厚度约为50um,在某些特殊工艺条件下,要求生产厚度为125um以上的硬质阳极氧化膜,但是必须注意阳极氧化膜越厚,其外层的显微硬度可以越低,膜层表面的粗糙度增加。硬质阳极氧化的槽液,一般是硫酸溶液以及硫酸添加有机酸,如草酸、氨基磺酸等。另外,可通过降低阳极氧化温度或降低硫酸浓度来实现硬质阳极氧化处理。对于铜含量大于5%或硅含量大于8%的变形铝合金,或者高硅的压铸造铝合金,也许还应考虑增加一些阳极氧化的特殊措施。例如:对于2XXX系铝合金,为了避免铝合金在阳极氧化过程中被烧损,可采用385g/L的硫酸加上15g/L草酸作为电解槽液,电流密度也应该提高到2。5A/dm以上。
活塞硬质阳极氧化:随着发动机的高功率化,活塞的热应力和机械应力增大。因此,活塞顶部燃烧室周围往往发生龟裂现象(热裂纹),已成为铝合金活塞的重要问题。经实验及使用证明:硬质阳极氧化处理是控制热龟裂非常有效的办法,已成为活塞正规处理方法之一。阳极氧化处理对控制活塞顶部,特别是直喷式燃烧室口部热龟裂很有效,在燃烧使活塞温度升高的时候,燃烧室口部母材部分会产生通常的压缩应力,如果有阳极氧化处理层,那么在阳极氧化处理层附近的母材部分会产生拉伸应力,该拉伸应力有缓和产生在铝母材部分压缩应力的作用。阳极氧化膜层熔点高达2000℃,导热系数小于0.16w/m.k,可使活塞顶部燃烧室承受瞬时高温,并可起绝热作用,具有良好的耐热性、绝缘性和防腐性膜层。铝硬质阳极氧化作为铝硬质氧化染色的前工序,是染色的基础。
硬质阳极氧化生产操作顺序如下:(1)开启降温设备,将槽液降低到所需的温度。(2)把装挂好的待处理工件放置在阳极导电杆上并卡紧,阴极上挂铅板,工件之间、工件与阴极之间一定要保持较大的距离,不能接触。(3)打开压缩空气阀,均匀搅拌槽液。(4)通上直流电源。开始时的电流密度约为0.5A/dm²,在随后约半小时内分5~8次将电流密度逐步升高至2.5~5.0A/dm²的某一设定值。为保持在所设定的电流密度值下阳极氧化,约每隔5min调整一次电压,开始电压一般为8~12V,电压由设定的电流密度、氧化膜的厚度和材料性质而定。(5)阳极氧化计时结束后,断电即可取出工件。在硬质阳极氧化过程中,要经常检查电流和电压的变化,如发现电流突然增大、电压下降的现象,则可能工件上氧化膜被局部溶解,应立即关闭电源检查,卸下已溶解的工件,而其他工件可继续氧化,电流可在短时间内逐渐升至原有值。硬质氧化有着不同使用工艺方法。吴江纯铝硬质氧化加工
硬质氧化处理的整体过程就是一个氧化置换反应。松江功能性硬质氧化生产
对原来表面较粗糙的工件,经硬质阳极氧化处理后,可变得平整些;而原来表面光洁度高的工件,则会降低光洁度。工件在机械加工时要根据氧化膜的厚度、尺寸偏差确定阳极氧化前的尺寸,因为经硬质阳极氧化后工件增加的尺寸大致为生成氧化膜厚度的一半左右,以使处理后符合规定的偏差范围。在硬质阳极氧化过程中,工件要承受高电压和高电流,因此,一定要设计夹具,以使工件保持良好的导电接触,否则会击穿或烧伤工件的接触部位。对含铜量高的铝合金一般不采用高浓度(200~300g/L)硫酸溶液处理。因为含铜量高的铝合金中存在CuAl,金属间化合物,该化合物在氧化过程中溶解速度快,易使这部位成为电流聚集中心而被烧蚀。松江功能性硬质氧化生产