硫酸阳极氧化工艺以铝为阳极置于硫酸电解液中,利用电解作用,使铝表面形成阳极氧化膜的过程称为铝硫酸阳极氧化。因为硫酸交流阳极氧化电流效率低,氧化膜的耐蚀性差、硬度低,所以很少使用,在生产成本、氧化膜特点和性能方面具有明显的优越性:1.生产成本低;2.膜的透明度高;3.耐蚀性和耐磨性好;4.电解着色和化学染色容易。
铬酸阳极氧化工艺铬酸阳极氧化工艺早是由Bengough和Stuart在1923年开发的。铬酸氧化膜比硫酸氧化膜和草酸氧化膜要薄得多,一般厚度只有2~5um,能保持原来部件的精度和表面粗糙度。膜层不透明,孔隙率较低,很难染色,在不作封孔处理的情况下也可以使用。它除了生成铬酸氧化膜起防护作用外,还可作为对部件质量的检查手段,如部件上有孔和裂纹等缺陷,在处理操作中,醒目的棕褐色电解液就会从中流出,很容易被人们及时发现。
草酸阳极氧化工艺草酸阳极氧化工艺早在1939年以前就为日本和德国广泛采用。因草酸电解液对铝及氧化膜溶解性小,所以氧化膜孔隙率低,膜层耐蚀性、耐磨性和电绝缘性比硫酸膜好。但草酸阳极氧化成本高,一般为硫酸阳极氧化的5~10倍;草酸在阴极上被还原为C2H4O3,阳极上被氧化成二氧化碳,使电解液稳定性较差;草酸氧化膜的色泽易随工艺条件变化而变化,使产品产生色差,因此该工艺在应用方面受到一定的限制,一般只在特殊要求的停车场划线的情况下使用,如制作电气绝缘保护层、日用品的表面装饰等。草酸作为硫酸电解液中添加剂目前倒是常用,以放宽阳极氧化温度和利于生产厚膜,一般在硫酸电解液中,草酸加入量10~15g/L,能使氧化温度由原来的不超过20°C放宽到22°C,草酸的加入使电解液对膜的溶解能力相对减弱,因而在一定程度上也能提高成膜速度。
影响铝合金氧化着色的因素
1.电解溶液中杂质的影响
铝合金制品着色好坏程度,绝大部分取决于氧化膜的形成质量。因此,在硫酸阳极氧化溶液中,杂质对氧化膜的影响不容忽视,其杂质主要是铜、铁、铝等金属离子及有机杂质污染物,要及时清除掉,保持溶液的正常使用范围。
(1)铜离子会置换沉积到铝制件表面上,造成氧化膜松孔,氧化着色,并降低透明度、防蚀能力和电绝缘性能,因此,铜离子含量不允许超过0.02g/L。
(2)氯离子来自自来水或冷却管后冷却水,氯离子含量应低于0.2g/L,否则所生成的氧化膜粗糙而疏松,严重时铝件表面受浸蚀(击穿)。
(3)铝离子电解液中铝离子是逐步增长的,当含量大于25g/L时,电解液导电性能下降,制件表面呈现白点或块状白斑,并使膜层吸附能力下降,染色困难。
(4)铁离子电解液中铁离子不允许超过0.2g/L,否则要出现暗色条纹斑点。
(5)有机杂质会阻碍氧化膜的生成,膜吸附油污后,使着色不均匀,出现花斑。
2.影响氧化膜着色质量的因素
(1)若前处理除油过程进行不彻底,会造成膜层出现明显的白花斑,给着色带来困难。
(2)电解溶液中Sn盐浓度过低时,上色速度慢,当浓度高于25g/L着色速度快,但不易掌握,阳极氧化着色,往往产生色差较大。。
(3)着色温度对着色有很大影响,温度低于15℃时上色速度慢,过高则着色膜发雾,且Sn盐容易水解反原,造成槽液混浊。
(4)时间:着色时间长短也会影响到着色质量和耐色性,如着色时间短,色浅易退色,时间长,铝材着色氧化,色泽过深,表面易发花。
(5)着色电压较低时,着色速度慢,颜色变化慢,容易产生色调不均,当电压较高时,着色速度快,着色膜易剥落。
(6)无论在阳极氧化成膜或电解着色中,都要添加以表面活性剂为主的添加剂和稳定剂,其目的是于稳定成膜速度与膜厚,抑制氧化膜的溶解和改善着色的均匀性。
此外,pH值、水质、着色槽材料均对着色质量有一定影响,只有确保各参数在控制的范围之内,氧化着色,才能保证电解着色氧化膜的质量。
铝阳极氧化染色是十分常见的铝表面处理工艺,整套工艺可以达到保护铝材,为铝材上色增添装饰效果等作用。它大致可以分为三个阶段:阳极氧化前、中、后。我们来具体看一下。
1、阳极氧化前表面预处理:用化学或物理的方法对型材表面进行清洗,出纯净的基体,以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光(亚光)表面。
2、阳极氧化:经表面预处理的型材,在一定的工艺条件下,基体表面发生阳极氧化,生成一层致密、多孔、强吸附力的AL2O3膜层。
3、阳极氧化后封孔:使用ht800高温封孔剂等将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭,使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的,利用封孔前氧化膜的强吸附性,在膜孔内吸附沉积一些金属盐,可使型材外表显现本色(银白色)以外的许多颜色,如:黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。
也可以使用有机染料Hsjt Black 415A等,同样可达到上色效果,且颜色可选性比金属类要广泛很多。
铝合金预染液(染色剂)的配制:1、在预染槽中配制计算量体积80%的缓冲溶液(8.0 g/L的 0.4 g/L的醋酸 去离子水)。2、将计算量的染色剂倒入配料容器中,用一至二倍的热去离子水搅拌混合至滑浆状为止。3、取计算体积20%的去...
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