純鋁管鋁的陽極氧化是以鋁或鋁合金作陽極
鋁的陽極氧化是以鋁或鋁合金作陽極,以鉛板作陰極在硫酸、草酸、鉻酸等水溶液中電解,使其表面生成氧化膜層。其中硫酸陽極氧化處理應(yīng)用為廣泛。鋁和鋁合金硫酸陽極氧化氧化膜層有較高的吸附能力,易進行封孑L或著色處理,更加提高其抗蝕性和外觀。陽極氧化膜層厚一般3~15μm,鋁合金硫酸陽極氧化工藝操作簡單,電解液穩(wěn)定,成本也不高,是成熟的工藝方法,但在硫酸陽極化過程中往往免不了發(fā)生各種故障,影響氧化膜層質(zhì)量。認(rèn)真總結(jié)分析故障產(chǎn)生的原因并采取有效預(yù)防措施,對提高鋁合金硫酸陽極氧化質(zhì)量有重要的現(xiàn)實意義。
1 常見故障及分析
(1)鋁合金制品經(jīng)硫酸陽極氧化處理后,發(fā)生局部無氧化摸,呈現(xiàn)肉眼可見的黑斑或條紋,氧化膜有鼓瘤或孔穴現(xiàn)象。此類故障雖不多見但也有發(fā)生。
上述故障原因,一般與鋁和鋁合金的成分、組織及相的均勻性等有關(guān),或者與電解液中所溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。鋁和鋁合金的化學(xué)成分、組織和金屬相的均勻性會影響氧化膜的生成和性能。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易生成,膜的質(zhì)量也較佳。而鋁硅合金或含銅量較高的鋁合金,氧化膜則較難生成,且生成的膜發(fā)暗、發(fā)灰,光澤性不好。如果表面產(chǎn)生金屬相的不均勻、組織偏析、微雜質(zhì)偏析或者熱處理不當(dāng)所造成各部分組織不均勻等,則易產(chǎn)生選擇性氧化或選擇性溶解。若鋁合金中局部硅含量偏析,則往往造成局部無氧化膜或呈黑斑點條紋或局部選擇性溶解產(chǎn)生空穴等。另外,如果電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵;蜚~鐵等金屬雜質(zhì)離子含量過高,往往會使氧化膜出現(xiàn)黑斑點或黑條紋,影響氧化膜的抗蝕防護性能。
(2) 同槽處理的陽極氧化零件,有的無氧化膜或膜層輕薄或不完整,有的在夾具和零件接觸處有燒損熔蝕現(xiàn)象。這類故障在硫酸陽極氧化工藝實踐中往往較多發(fā)生,嚴(yán)重影響鋁合金陽極氧化質(zhì)量。
由于鋁氧化膜的絕緣性較好,所以鋁合金制件在陽極氧化處理前必須牢固地裝掛在通用或?qū)S脢A具上,以保證良好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電s棒應(yīng)選用銅或銅合金材料并要保證足夠接觸面積。夾具與零件接觸處,既要保證電流自由通過,又要盡可能減少夾具和零件間的接觸印痕。接觸面積過小,電流密度太大,會產(chǎn)生過熱易燒損零件和夾具。無氧化膜或膜層不完整等現(xiàn)象,主要是由于夾具和制件接觸不好,導(dǎo)電不良或者是由于夾具上氧化膜層未徹底清除所致。
(3) 鋁合金硫酸陽極氧化處理后,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉,特別是填充封閉后,制件表面出現(xiàn)嚴(yán)重粉層,抗蝕性低劣。這一類故障多發(fā)生在夏季,尤其是沒有冷卻裝置的硫酸陽極化槽,往往處理1-2槽零件后,疏松粉化現(xiàn)象就會出現(xiàn),明顯地影響氧化膜的質(zhì)量。
由于鋁合金陽極氧化膜電阻很大,在陽極氧化工藝過程中會產(chǎn)生大量焦耳熱,槽電壓越高產(chǎn)生熱量越大,從而導(dǎo)致電解液溫度不斷上升。所以在陽極氧化過程中,必須采用攪拌或冷卻裝置使電解液溫度保持在一定范圍。一般情況下,溫度應(yīng)控制在13~26℃,氧化膜質(zhì)量較佳。若電解液溫度超過30℃,氧化膜會產(chǎn)生疏松粉化,膜層質(zhì)量低劣,嚴(yán)重時發(fā)生“燒焦”現(xiàn)象。另外,當(dāng)電解液溫度恒定時,陽極電流密度也必須予以限制,因為陽極電流密度過高,溫升劇烈,氧化膜也易疏松呈粉狀或砂粒狀,對氧化膜質(zhì)量十分不利。
(4) 偶然發(fā)生鋁合金硫酸陽極氧化后氧化膜暗淡無光,有時產(chǎn)生點狀腐蝕,嚴(yán)重時黑色點狀腐蝕顯著,導(dǎo)致零件報廢,引起較大損失。
這類故障往往是偶然發(fā)生并有特殊原因造成的。在鋁合金陽極氧化過程中,中途斷電又重新給電,往往會使氧化膜暗淡無光,而中途停電零件在清洗槽停留過久,清洗水槽酸度過高,水質(zhì)不凈,含懸浮物、泥砂等較多,往往會使鋁合金制件發(fā)生電化學(xué)腐蝕,發(fā)生點狀腐蝕黑斑等。有時向電解液中添加自來水,水經(jīng)漂白粉處理且 Cl-含量超標(biāo)或有時盛裝過HCl的容器未經(jīng)徹底清洗又盛裝硫酸,都會使陽極氧化電解液中混人超量的Cl-,從而導(dǎo)致鋁合金零件陽極氧化產(chǎn)生點狀腐蝕使產(chǎn)品報廢等。
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