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铝合金自然发色的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-11-08  浏览次数:999
核心提示:铝合金在2%~l0%草酸电解溶液中,用直流或交流电进行的阳极氧化称为草酸阳极氧化。
 

铝合金在2%~l0%草酸电解溶液中,用直流或交流电进行的阳极氧化称为草酸阳极氧化。草酸阳极氧化可以直接得到各种带颜色的氧化膜,如银白色、淡金黄色、淡黄至棕黄等多种颜色。草酸阳极氧化得到的铝氧化膜其性能要比硫酸或其他溶液氧化所得的膜厚,而且致密,所以根据用途的需要,一些厂家用草酸溶液生产铝合金用材,并占有一定的分量。

1.草酸阳极氧化铝合金的特点

①氧化膜的膜层厚,可达10~25“m。

②通过改变其配方及工艺参数,可以直接得到不同颜色的膜层,例如银白色、黄铜色、棕黄色、黄褐色等。

③氧化膜的弹性好,硬度、耐磨性及耐蚀性与硫酸法生产的氧化膜相似,但孔隙率比硫酸膜小,致密性好,绝缘性能比较好。④成本比较高,而且草酸有一定的毒性。

2.草酸阳极氧化的工艺流程

铝合金零件上挂具一碱洗一水洗一硝酸中和出光一水洗一草酸阳极氧化一水洗一下挂具一水洗一蒸汽封闭一检验。

3.草酸阳极氧化溶液的配方及工艺条件

草酸阳极氧化着色的溶液配方及工艺条件见表4—4。

表4-4草酸电解溶液的配方及工艺条件

    溶液成分及工艺条件

    1

    2

    3

    4

草酸(CzH204·2H20)(9L)

硝酸铁[Fe(N03)3]/%

甲酸(CHzOz)(9L)

溶液温度/℃

槽电压/V

阳极电流密度/(Adin2)

电源

操作时间/min

膜层颜色

    1

    0O5

    20

    2O

    直流

    60

    黄色

  5070

  2532

  4060

    12

    直流

  3040

  淡金黄色

  8085

    60

  1218

  4050

  44.5

交流或直流

  1525

淡黄一棕黄

  4050

铬酐(Cr03)

    1

  2030

  4060

  1.54.5

交流或直流

  3040

  银白色

4.电解溶液的配制及调整

(1)电解液的配制 首先计算好草酸的用量及其他配料的用量作准备。然后在电解槽内加4/5的去离子水(或蒸馏水)并加热至70~80℃,在不断搅拌的情况下缓缓地加入计算好的草酸,直至草酸全部溶解为止,再加入所需的水至规定的容积并搅拌均匀。然后分别加进其他成分并搅拌至均匀,并且进行试氧化至合格。

(2)电解溶液的维护及调整 电解溶液应定期进行分析,检查草酸的含量是否属于控制范围内,如果不合格,必须进行调整,以便保证氧化的正常进行。一般情况下,1A·h的电量消耗草酸约为0.13~o.149。而每消耗1A·h的电量大约有0.o8~o.099铝进入电解液中生成草酸铝;每溶解一份质量的铝需要加5份质量的草酸补充。草酸电解液不能含其他有害杂质。Al3+含量不得超过29/L,Cr不得超过0.29/L。

5.操作过程应注意事项

①以生产绝缘氧化膜为例说明,阳极氧化的铝合金工件应该带电下槽,为了避免氧化膜生成不均匀或被局部击穿,电压应逐步升高,不能一次升够。

②电压应用梯形升压的方法控制,即先由零升至60V(5min,电流密度为2~2.5A/dm2)、60—70V(5min)、70—90V(5min)、90一110V(15min)、110V(60~90min),再升不能超过120V。

③由于草酸氧化膜的致密性好,电阻高,只有升高电压才能得到较厚的膜层,氧化完毕后,断电情况下取出工件。

④氧化中若发现电流突然上升,则可能是氧化膜被击穿所致。⑤氧化过程中应注意溶液的搅拌及控制好温度。

6.常见的故障分析及处理方法

草酸阳极氧化常见的故障及处理方法见表4-5。

表4-5草酸法阳极氧化常见故障及处理方法

    产品缺陷

    产生原因分析

    解决办法

  氧化膜太薄,达不到

要求的厚度

①草酸浓度低

②溶液温度低于10

③电压可能低于110V

④氧化的时间不够

①调整草酸的浓度

②调高溶液的温度

③升高电压至控制值

④保证氧化所需时问

  氧化膜疏松不牢,可

以溶解

①草酸浓度太高

Al3+浓度已大于39L

Cl一浓度超过0.29L

④溶液温度过高

①调整草酸的浓度

②降低Al3+的含量

③减少溶液中的a

④减低溶液温度

续表

    产品缺陷

    PENN分析

    解决办法

  产生电化学腐蚀

①接触不良

②电压升得太快

③压缩空气开得太小    

④材料本身问题

①改善电接触

②电压慢升

③开大些压缩空气

④缩短氧化时间

  膜层表面有点蚀

C1一浓度大于o29L

更换溶液或降低cl一含量

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