鋁及鋁合金彩色導(dǎo)電氧化工藝介紹

1、鋁及鋁合金彩色導(dǎo)電氧化工藝介紹鋁及鋁合金經(jīng)導(dǎo)電氧化工藝處理之后，所獲的氧化膜仍有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，這是其特有的性能，而且膜層的防護(hù)及裝飾性能也很好，純鋁表面的膜層色彩比鋅層彩虹色鈍化膜更雅致，具有較淺且均勻的細(xì)紋色彩，是很有應(yīng)用前景和推廣價(jià)值的工藝。鋁及鋁合金導(dǎo)電氧化工藝操作簡(jiǎn)便，無(wú)需專(zhuān)用設(shè)備，近年來(lái)有關(guān)導(dǎo)電氧化膜層易于吸附有機(jī)涂料，結(jié)合力良好的認(rèn)識(shí)得到進(jìn)一步的提高，因而用作涂裝（電泳、噴漆）基底的應(yīng)用范圍也得到逐步擴(kuò)大。預(yù)處理工藝中需要注意的具體細(xì)節(jié)鋁質(zhì)材料在空氣中是極不穩(wěn)定的，容易生成用肉眼也難以識(shí)別的氧化膜。由于鋁件加工工藝方法的不同，如鑄造成型，或是由延壓板材直接剪切而成，或是機(jī)械精細(xì)加

2、工成型，或是經(jīng)不同工藝成型后又經(jīng)熱處理或焊接等，工件表面都會(huì)呈現(xiàn)不同狀態(tài)，不同程度的污物或痕跡，為此在前處理工序中必須根據(jù)工件表面的實(shí)際情況選擇前處理的工藝方法。（ 1）精細(xì)加工件在前處理工序中需要注意的問(wèn)題：精細(xì)加工件雖然表面的自然氧化膜才初生成， 較易清除，但油膩重，特別是孔眼內(nèi)及其周?chē)ㄒ驒C(jī)加工過(guò)程中潤(rùn)滑需要而添加的）這類(lèi)工件必須先經(jīng)有機(jī)溶劑清洗，若直接用堿洗不但油膩重難以除凈，且精細(xì)加工面承受不了長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)堿腐蝕，結(jié)果還會(huì)影響到工件表面的粗糙程度和公差的配合，最終有可能成為 廢品。（ 2）鑄造成型件在前處理工序中需要注意的問(wèn)題。鑄造成型件并非所有表面都經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，未經(jīng)機(jī)加工的表面留有

3、澆鑄過(guò)程中形成的過(guò)厚氧化層，有的還夾有砂層，此時(shí)應(yīng)先用機(jī)加工或噴砂方法先除去這一部位的原始氧化膜，或是經(jīng)堿洗后再加工，只有這樣才能既除凈未加工部位的原始氧化層，又可避免機(jī)加工部位公差尺寸的改變。（ 3）經(jīng)過(guò)熱處理或焊接工藝的工件在前處理工序中需要注意的問(wèn)題：按工藝要求，工件轉(zhuǎn)入熱處理或焊接工序之前需經(jīng)有機(jī)溶劑清洗，除凈表面油污，但目前一般做不到這一點(diǎn)，故工件表面形成一層油污燒結(jié)的焦化物，這層焦化物在有機(jī)溶劑中是難以除凈的，若浸泡在堿液中會(huì)引起局部腐蝕，產(chǎn)生麻點(diǎn)或造成凹凸不平，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。筆者用濃硝酸浸泡的方法來(lái)泡軟這層焦化物，待焦化物松軟后再在堿液中稍加清洗即能徹底除凈。預(yù)處理的一些具體

4、方法如下。有機(jī)溶劑除油。油污不太嚴(yán)重的可在溶劑中短時(shí)間浸泡；油污嚴(yán)重的應(yīng)用棉紗蘸溶劑 揩擦，或用鬃刷刷洗。操作中要注意安全，用后剩余溶劑要妥善保管好。晾干。無(wú)論采用何種有機(jī)溶劑的清洗方式，晾干工序決不可省略，否則將會(huì)失去清洗 意義。綁扎。綁扎用的材料宜選用鋁絲，禁用銅絲和鍍鋅鐵絲，可用退去鋅層的鐵絲。稍大的單件綁扎要考慮綁扎位置，并盡可能綁在離零件邊沿最近的孔眼中，以減少對(duì)工 件表面的影響。不同種工件不宜同綁于一串中，因不同成分（牌號(hào)） 的鋁材氧化處理時(shí)間是有所區(qū)別的。注意所綁扎的工件懸空時(shí)的方向，要避免凹入部位因朝下而產(chǎn)生窩氣。堿洗到工件表面油污除凈為止。堿洗。循環(huán)水沖洗。堿洗后的沖洗最好先

5、用熱水沖洗，這樣有利于洗凈工件表面上的堿性物質(zhì)。有盲孔、狹縫的工件要加強(qiáng)對(duì)該部位的沖洗，并甩凈其中的殘留溶液，并當(dāng)即轉(zhuǎn)硝酸出 光，以免遭受氧化。硝酸出光。若處理雜鋁、鑄鋁還應(yīng)在此配方的基礎(chǔ)上添加50mL/ L氫氟酸，以加速除去堿洗時(shí)黏附在鋁件表面的不溶物。氧化成膜工序的技術(shù)要求（ 1）氧化。溶液配方及工作條件：經(jīng)前處理后要立即轉(zhuǎn)入氧化工序，以防因工件在大氣中擱置過(guò)久而又生成自然氧化膜而影響氧化層的質(zhì)量。再度浸泡在清水中雖優(yōu)于暴露在大氣中，但也不宜浸泡過(guò)久，如果浸泡在3%勺稀硝酸中一般浸泡1530min之內(nèi)仍可繼續(xù)氧化，但若時(shí)間過(guò)久對(duì)膜層的生成也會(huì)有影響，尤其含有銅等雜質(zhì)的舊硝酸。氧化過(guò)程中溶液

6、的溫度是至關(guān)重要的工藝條件，溶液溫度過(guò)高，成膜速度加快，氧化膜容易出現(xiàn)粉化；溶液溫度過(guò)低，成膜速度緩慢，所生成的膜色調(diào)偏淡，附著力差。在同一型號(hào)鋁材為求得表面基本一致的色彩，應(yīng)在同一溶液溫度下處理同樣時(shí)間。在一定的范圍內(nèi)溫度與時(shí)間成反比，即溶液溫度越高，所需時(shí)間越短，反之所需時(shí)間越長(zhǎng)。鋁材純度越高所需的氧化處理時(shí)間越長(zhǎng)。氧化處理時(shí)間不足，生成的氧化膜過(guò)于淺淡；鋁材純度低，氧化時(shí)間縮短，否則氧化膜顯陳舊，甚至影響膜層的導(dǎo)電性能。為了獲得均勻的氧化膜色彩，小件氧化時(shí)可在溶液中多晃動(dòng)，大件可采取攪拌溶液或靜處理（不攪拌溶液、不晃動(dòng)工件），以防工件的邊緣部位與溶液的交換機(jī)會(huì)比工件的中心部位多而產(chǎn)生不均

7、勻的氧化膜色彩。（ 2）循環(huán)水沖洗。對(duì)于有盲孔、狹縫的工件要加強(qiáng)對(duì)這些部位的沖洗，并甩凈里面的殘 留溶液，以防氧化溶液流出來(lái)氧化面受破壞。（ 3）自檢。工件經(jīng)循環(huán)水沖洗后宜即自檢質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)有缺陷的可在堿液中退除，出光 后重新氧化。若干燥后再退除、返修、則較難退除，且較易損傷基體。（ 4）干燥。干燥是維護(hù)質(zhì)量的關(guān)鍵，氧化件需在干燥之前先甩去工件表面的游離水，然后在陽(yáng)光下曝曬。也可在4550c條件下烘烤干燥，溫度不可過(guò)高，以免烤焦、老化、出現(xiàn) 裂縫，外表色彩顯得陳舊。大面積件的氯化（ 1）整體處理。根據(jù)氧化件的外沿尺寸（適當(dāng)放寬余量），用木條或磚塊圍成一個(gè)框，框內(nèi)鋪上塑料布，形成一個(gè)凹形水池，其

8、高度若處理板狀件的，則有100MMe右即可，操作時(shí)只要將工件在此池內(nèi)上、下晃動(dòng)，即可使其表面形成氧化膜。（ 2） 分部位處理。分部位處理即工件在槽（池） 內(nèi)先后在不同部位依次快速變更或轉(zhuǎn)動(dòng)，最后使整個(gè)工件表面與溶液多次接觸而逐漸形成并加厚氧化膜的操作方法。采用以上兩種方法，即可免于制作大型鍍槽、配制大量溶液，且減少長(zhǎng)期少有使用而造成的浪費(fèi)，還可免于占用車(chē)間內(nèi)的生產(chǎn)面積。氧化膜色彩不均勻的三種可能原因（ 1）工件面積過(guò)大，操作時(shí)在槽內(nèi)擺動(dòng)過(guò)大，邊緣和中心部位與溶液的接觸、更新、交 換有過(guò)大的差異，從而導(dǎo)致氧化膜色彩不一致。預(yù)防方法：氧化時(shí)工件擺動(dòng)的幅度要小，靜處理也可以，但當(dāng)溶液溫度過(guò)低時(shí)容易出

9、現(xiàn) 地圖狀花斑，顯得不自然。（ 2）包鋁件加工時(shí)部分包鋁層遭到破壞，被切削掉，外層包鋁屬優(yōu)質(zhì)鋁，被包的內(nèi)層是雜鋁，兩種鋁質(zhì)差異較大，故氧化后出現(xiàn)“良癜風(fēng)”似的斑點(diǎn)。這一現(xiàn)象客戶(hù)往往不會(huì)太理 解，廠家要多做解釋工作，說(shuō)明原委，以免引起誤解。（ 3）工藝操作方面問(wèn)題工件堿蝕處理不徹底，局部處原始氧化膜、污物未能除盡；堿蝕后沒(méi)有當(dāng)即進(jìn)行出光處理，工件表面仍呈堿性；工件在傳遞過(guò)程中接觸過(guò)異物。當(dāng)遇有膜層色彩不均勻時(shí)要從多方面去尋找原因，采取針對(duì)性措施予以解決。由堿蝕液中鋁離子積聚過(guò)高引起故障一位讀者來(lái)電詢(xún)問(wèn)工件經(jīng)堿蝕后難以獲得導(dǎo)電氧化膜的原因，經(jīng)對(duì)導(dǎo)電氧化膜難以形成的諸多因素排除之后，考慮到堿蝕液中是

10、否有過(guò)高鋁離子問(wèn)題，對(duì)方說(shuō)堿蝕液很稠。但堿蝕速度不快。當(dāng)時(shí)筆者建議更換堿蝕液，因?yàn)閴A蝕液使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)之后會(huì)積聚過(guò)多的鋁離子，鋁離子在工件表面較難洗脫，從而影響鋁件表面與導(dǎo)電氧化溶液的接觸，從而影響到氧化膜的形成。另一建議是若當(dāng)時(shí)無(wú)條件更換堿蝕溶液，可將堿蝕后的工件經(jīng)熱水漂洗后立即在流動(dòng)水中漂洗，然后再在含有氫氟酸的濃硝酸中出光，然后經(jīng)充分漂洗后進(jìn)行導(dǎo)電氧化處理。后該讀者來(lái)電話說(shuō)堿蝕后用熱水洗燙效果很好。筆者經(jīng)驗(yàn)是，在熱水中洗燙后迅速離開(kāi)熱水并當(dāng)即浸入流水中，防止工件干化后因遭到氧化而影響到導(dǎo)電氧化膜的形成。氧化膜附著力差的四大原因可能原因：（ 1）氧化膜過(guò)厚（氧化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)）；（ 2）氧化溶液濃

11、度過(guò)大；（ 3）氧化溶液溫度過(guò)高；（ 4）氧化膜未經(jīng)老化處理。操作者可根據(jù)上述對(duì)氧化膜附著力有影響的四點(diǎn)因素進(jìn)行調(diào)整。氧化件的孔眼及其周?chē)^難形成氧化膜主要有如下兩種原因（ 1）工件堿洗后沖洗不徹底。堿洗時(shí)進(jìn)入孔眼內(nèi)的堿液如未能沖洗干凈，氧化處理后堿 液會(huì)從孔眼中流出來(lái)，致使孔眼周?chē)难趸ぴ獾礁g。（ 2）工件的孔眼周?chē)悬S油。鋁材攻螺孔時(shí)很澀，操作者常以涂黃油來(lái)潤(rùn)滑，堿洗時(shí)如 果堿液中缺乏乳化劑，黃油是很難除盡的。解決方法：（ 1）在堿洗之前先用汽油洗刷一遍，堿洗液中應(yīng)添有乳化劑；（ 2）工件堿洗后應(yīng)沖洗干凈。氧化膜導(dǎo)電性差原因：氧化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，氧化膜過(guò)厚。按工藝要求的3060s操作，所獲得

12、的氧化膜呈淺彩虹色，膜層導(dǎo)電性良好，基本上測(cè)不到電阻，若氧化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膜層厚度增加，不但會(huì)影響膜層的導(dǎo)電性能，膜層還會(huì)呈土黃色，顯得陳舊。預(yù)防方法：操作時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制。后處理工序中需注意的四點(diǎn)（ 1） 熱水沖洗。熱水洗目的是老化膜層。但水溫和時(shí)間要嚴(yán)格控制，水溫過(guò)高膜層減薄，顏色變淡。處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)出現(xiàn)上述類(lèi)似問(wèn)題，適宜的溫度和時(shí)間是：溫度4050c時(shí)間0. 51min。（ 2）干燥。干燥以自然晾干為好，經(jīng)熱水沖洗過(guò)的工件斜掛于架子上，讓工作表面的游離水以垂直方向向下流。流至下端角邊的水珠用毛巾吸去，按此法晾干的膜層色彩不受影響，顯得自然。（ 3）老化。老化方法可根據(jù)氣候條件來(lái)決定，有日光的夏季可在日光下曝曬，陰雨天或是冬季可用烘箱烘烤，工藝條件是：溫度4050c時(shí)間1015min。（ 4） 不合格件的返修。不合格導(dǎo)電氧化