鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝[1]課件

1、報(bào)告：?jiǎn)挝唬篿phone技術(shù)服務(wù)部2013年1月9日陽(yáng)極工藝鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1陽(yáng)極1.陽(yáng)極簡(jiǎn)介及工藝流程。2.主要工藝參數(shù)。3.品質(zhì)要求。5.工藝問題分析。4.陽(yáng)極設(shè)備及掛具。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1陽(yáng)極氧化簡(jiǎn)介1.陽(yáng)極氧化：鋁及其合金等工件做陽(yáng)極，鉛或石墨等耐腐蝕導(dǎo)電材料做陰極，在一定濃度（如硫酸、草酸、鉻酸等）的導(dǎo)電溶液中，通過外加電壓、電流作用，使其表面生成一層一定厚度（8-12um),具有良好的力學(xué)性能、硬度、耐腐蝕、耐磨性、絕緣性、吸附性等特性的氧化鋁膜。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1陽(yáng)極線工藝流程脫脂預(yù)浸化拋剝黑膜退遮蔽脫脂剝黑膜 陽(yáng)極氧化酸洗染色封孔烘干鋁

2、合金表面處理陽(yáng)極工藝1陽(yáng)極前預(yù)處理階段1.通過脫脂、化拋、剝黑膜等處理，去除其表面的油污、臟物、氧化皮、重金屬雜質(zhì)等，使鋁基體裸露出來，為陽(yáng)極氧化創(chuàng)造良好的環(huán)境。脫脂預(yù)浸化拋剝黑膜退遮蔽脫脂剝膜黑鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1脫脂（也稱除油）1.為什么進(jìn)行脫脂處理？在機(jī)械冷加工過程中使用的切削油，冷卻液，磨削用的油膏等附著在工件表面，造成陽(yáng)極氧化槽液的污染，也造成氧化膜成長(zhǎng)不均，疏松，質(zhì)量大大下降。同時(shí)會(huì)影響后面的染色不均，染不上色等等問題。2.臟污來源分析？加工類型加工方式粘附的污垢機(jī)械冷加工切削加工金屬屑、粉粒（塵）、潤(rùn)滑冷卻液粗磨磨料粉塵、磨屑、潤(rùn)滑冷卻液精磨、研磨、拋光磨料粉塵、油膏冷軋加工

3、氧化皮、粉塵、潤(rùn)滑油冷壓加工（拔絲、拉伸、沖壓）油脂鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1脫脂操作條件：1.脫脂槽液濃度555g/L。2.溫度：555 。3.時(shí)間：1.50.5min。4.藥品R105：硼砂(Na2B2O4，25%)、焦磷酸鈉(Na3PO4，溶解速率，膜層不斷變厚；（2）慢慢的，由于生成的氧化膜具有絕緣性，電阻增大，電流密度減小，膜的生成速率減慢，當(dāng)生成速率=溶解速率時(shí)，膜層不在增厚。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1分析致密的無空層A區(qū)、多孔層C區(qū)的形成：圖二中A區(qū)：在通電后幾秒中，就會(huì)在鋁表面生成一層致密無孔的氧化膜，也稱之為阻擋層；特點(diǎn)：堅(jiān)硬，牢固。 圖二中C區(qū)：氧化膜孔隙的形成可通過電滲現(xiàn)象來

4、解釋（圖一）。部分孔壁水化氧化膜帶負(fù)電，新鮮的酸溶液從孔中心直人孔底，在孔底處因酸溶液的溶解而形成富Al3的液體，帶正電。在電場(chǎng)作用下發(fā)生電滲流，使富Al3液體只能沿孔壁向外流動(dòng)，而新鮮溶液又從中心向底部補(bǔ)充，使孔內(nèi)液體不斷更新，結(jié)果孔底繼續(xù)溶解而加深。沿孔壁向外流動(dòng)的高Al3液體對(duì)膜已失去溶解能力，因此隨氧化時(shí)間的延續(xù)，使孔不斷加深，逐漸形成多孔層。圖二圖一新鮮的酸溶液富Al3的液體 負(fù)電 圖二中B區(qū) 膜孔的出現(xiàn) 陽(yáng)極電壓達(dá)到最大值后開始有所下降，這時(shí)由于阻擋層膨脹而變得凹凸不平，凹處電阻較小而電流較大，在電場(chǎng)作用下發(fā)生電化學(xué)溶解，以及溶液侵蝕的化學(xué)溶解，凹處不斷加深而出現(xiàn)孔穴，這時(shí)電阻減小

5、而電壓下降。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1氧化膜的孔隙作用1.多孔膜：具有良好的吸附性，陽(yáng)極后可染成各種顏色，獲得良好的裝飾性外觀。2.多孔膜的厚度可達(dá)0.5-250um，孔隙率12%30%，面密度大約（45）*108個(gè)/mm2。注：從上面的數(shù)據(jù)中可以得出結(jié)論（1）與其它酸相比，采用硫酸陽(yáng)極時(shí)，膜孔隙數(shù)多，吸附性好；（2）當(dāng)條件一定時(shí)，電壓越低，生成的膜的孔隙數(shù)越多，吸附性越好。 從電子顯徽鏡觀察證實(shí)，陽(yáng)極氧化膜由阻擋層和多孔層所組成。阻擋層是薄而無孔的，而多孔層則由許多六棱柱體的氧化物單元所組成，形似蜂窩狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)單元的中心有一小孔直通鋁表面的阻擋層，孔壁為較致密的氧化物。氧化物單元又稱膜胞，圖

6、263所示是鋁在4磷酸中120V電壓下形成的氧化膜結(jié)構(gòu)模型。電解液硫酸15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）10草酸25鉻酸50磷酸25電壓/V152030204060204060204060孔隙數(shù)108個(gè)/cm27725182773571165822881421887242鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1陽(yáng)極后處理通過染色，封孔等工藝，獲得良好的外觀及質(zhì)量。染色前處理染色封孔烘干鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1染色前處理操作條件藥品：R400 濃度505g/L溫度：252PH值：1.8-3R400成份（氨基磺酸50%、煙酸20%、醋酸鈉25%、碳酸氫鈉5%）步驟1.超音波染色處理（5min）。2.水洗（30s）。3.重復(fù)（一陽(yáng)

7、重復(fù)1.2兩次，二陽(yáng)重復(fù)一次）。4.水洗（30s）。1.為什么要進(jìn)行染色前處理？ Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因Al2O3為無機(jī)物質(zhì),而染料為有機(jī)物質(zhì),兩者之間結(jié)合不易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無/有機(jī)物質(zhì)化性的即“界面活性劑,以利Al2O3染料結(jié)合。2染色前處理原理鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1染色操作條件1.溫度4022.PH值5.2-5.53.染料濃度BK420BK41111（g/L）4.PH穩(wěn)定劑5ml/L步驟1.染色120-360s。2.水洗30s。3.檢查色差。4.水洗30s。5.水洗30s。染色工藝分析1.嚴(yán)格控制PH值5.2-5.5，過酸過堿都可能使染料變性。2

8、.染色槽溫度因保持穩(wěn)定。3.注意及時(shí)補(bǔ)充染料，保證濃度。4.染色應(yīng)該在陽(yáng)極后立即進(jìn)行，不能間隔太久。在氧化后，要仔細(xì)用冷水（避免溫度升高，膜自動(dòng)封孔）清洗掉殘留酸液。5.染色前不得用手接觸工件，任何油污，液體吸附在氧化膜上都會(huì)影響染色的質(zhì)量。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1封孔操作條件1.藥品：R500濃度7-12g/L2.溫度：9553.PH值：5-64.封孔時(shí)間25min步驟1.封孔（25min）2.水洗30s3.水洗30s（抽檢色差）4.超音波熱水洗（6010，2min）封孔原理1.高溫沸水封孔，氧化鋁結(jié)合水分子形成水合物，形成晶體；80，生成AL2O3.H2O;Al2O3十H2O 2AlOOH

9、 Al2O3H2O80,生成AL2O3.3H2OAl2O3十3H2O 2AlOOH十2H2O Al2O3 3H2O水合物體積膨脹，增加33%或100%，從而使膜孔封閉。2.醋酸鎳封孔劑的填充，在80-100 的沸水中，(CH3COO)2Ni發(fā)生水解，生成氫氧化鎳Ni(OH)2沉淀。填充并附著在膜孔上，從而達(dá)到封閉效果。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1封孔工藝分析1.溫度影響，80生成AL2O3.H2O ；生成AL2O3.3H2O，前者的穩(wěn)定性，耐磨性優(yōu)于后者。2.PH值的影響：PH5.5，封閉速率急劇下降； PH4時(shí)，幾乎無封閉作用；但PH6.5，就容易在其表面產(chǎn)生白色粉狀沉淀。（PH值可用氨水、氫氧化鈉、醋酸等來調(diào)節(jié)）3.采用蒸餾水的封閉要比自來水封閉效果好得多，自來水中的CL-、SO42-、PO43-、SiO32-等會(huì)抑制封閉過程，產(chǎn)生有害影響。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1烘干操作條件1.設(shè)備烘箱2.溫度703.時(shí)間20min步驟1.烘干前熱純水洗（705，30s）2.烘干（烘箱溫度70）。烘干1.將產(chǎn)品放入烘箱內(nèi)，烘箱溫度 設(shè)定70。封箱溫度不能太高，否則膜易產(chǎn)生裂紋。2.烘干前必須用熱水洗，提高工件的溫度，避免工件因過冷而產(chǎn)生裂紋。鋁合金表面處理陽(yáng)極工藝1三 .陽(yáng)極