陽極(ji)(ji)氧化(hua)(hua)工(gong)藝(yi)條(tiao)件的(de)掌握與氧化(hua)(hua)膜質量關系(xi)密(mi)切,這是因(yin)為工(gong)藝(yi)條(tiao)件是根據(ju)不同的(de)工(gong)藝(yi)配方(fang),經(jing)過(guo)一(yi)系(xi)列實驗而得出的(de),進行陽極(ji)(ji)氧化(hua)(hua)之前,對(dui)所指定的(de)工(gong)藝(yi)條(tiao)件均(jun)應做到心中有數,操作時應嚴格按照工(gong)藝(yi)要(yao)求做.其中最基本,也是對(dui)質量影(ying)響(xiang)最敏感的(de)因(yin)素有:溶液(ye)溫度(du)、電(dian)壓和電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)的(de)控制范圍,陽極(ji)(ji)氧化(hua)(hua)時間、溶液(ye)攪拌方(fang)法、槽液(ye)體積(ji)電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度(du)和槽液(ye)體積(ji)與陽極(ji)(ji)氧化(hua)(hua)面積(ji)之比等等.在執行這些工(gong)藝(yi)條(tiao)件的(de)過(guo)程中若有偏差,則陽極(ji)(ji)氧化(hua)(hua)膜的(de)質量將會(hui)受到明顯的(de)影(ying)響(xiang),當偏差過(guo)大時,還可能引起制件報(bao)廢,造(zao)成(cheng)經(jing)濟損失.

    各(ge)項工藝條件超越控制范圍(wei)時(shi),對陽極氧化膜(mo)質量關(guan)系的(de)影響程度(du),不同的(de)癥(zheng)狀現(xian)象以及糾正方(fang)法等有關(guan)技(ji)術,在以下各(ge)問(wen)答題中(zhong)分別(bie)進行探討.

    陽極(ji)氧化時(shi)電壓如何(he)控制(zhi)?

    電壓(ya)的(de)(de)調(diao)節要隨溶液溫(wen)度(du)而(er)(er)定.溶液溫(wen)度(du)較(jiao)低時(shi)要采(cai)(cai)用規定上限的(de)(de)電壓(ya),這是(shi)因為(wei)溶液溫(wen)度(du)較(jiao)低時(shi)所獲(huo)得(de)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)致密,氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)電阻大,要加厚(hou)(hou)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)必然要采(cai)(cai)取較(jiao)高電壓(ya),否(fou)則難以獲(huo)得(de)正常的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)質量.溶液溫(wen)度(du)較(jiao)高時(shi)則相(xiang)反,要降(jiang)低電壓(ya),否(fou)則會出現因所生成的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)疏(shu)松而(er)(er)引(yin)起膜(mo)(mo)(mo)層溶液過快,難以獲(huo)得(de)理想(xiang)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)度(du).

    例如:在無冷卻裝置的(de)單(dan)位(wei),夏季溶(rong)液(ye)溫(wen)度(du)會接近極限溫(wen)度(du),如仍需繼續工作的(de),則(ze)電壓不可超過12V.而冬(dong)季溶(rong)液(ye)溫(wen)度(du)低于極限溫(wen)度(du)下限,此(ci)時電壓要升至高位(wei)值,如18V.

    陽極(ji)氧化是放熱反應,當工作量較飽(bao)滿時(shi),溶液的溫度會逐漸上(shang)升(sheng),故要(yao)隨時(shi)測試,作為提供(gong)調節電(dian)(dian)壓(ya)的依據(ju).若溫度繼(ji)續升(sheng)高(gao),此(ci)時(shi)電(dian)(dian)壓(ya)將至規(gui)范以下也難以保證質量.此(ci)時(shi)應停止生產.采取相應措施(shi)予以降溫,待符合工藝要(yao)求(qiu)時(shi)再(zai)進行加(jia)工.

    陽極氧化時電流密度如何控制?

    在(zai)正(zheng)常(chang)的溫度(du)條件下(20℃左右),除特種的工(gong)藝配方(fang)之外,一般鋁及其合金陽極氧化的電流密度(du)控制(zhi)在(zai)1——1.5A/dm2之間.

    根據溶液(ye)的溫度(du)、溶液(ye)濃度(du)、制件形狀及其他有關工藝條件進行選擇.

    在可能(neng)(neng)條件下,適(shi)當提高電流(liu)密度(du)(du)有(you)利于(yu)加速(su)膜(mo)的(de)(de)生成速(su)度(du)(du),縮短陽極(ji)氧(yang)化時(shi)間(jian),增加膜(mo)層的(de)(de)孔隙率,提高著(zhu)色效果.但當繼續升(sheng)高電流(liu)密度(du)(du)時(shi),陽極(ji)氧(yang)化過程中(zhong)會增加受(shou)到(dao)焦耳熱(re)的(de)(de)影響,膜(mo)孔內熱(re)效應加大(da),局部溫升(sheng)顯(xian)著(zhu),從而加快的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)的(de)(de)溶解(jie)速(su)度(du)(du),成膜(mo)速(su)度(du)(du)下降,遇到(dao)復雜件還(huan)會造成電流(liu)分(fen)布不均,影響著(zhu)色效果.在制件表(biao)面還(huan)可能(neng)(neng)出現(xian)容易(yi)擦(ca)去(qu)的(de)(de)疏(shu)松氧(yang)化膜(mo)、或膜(mo)層發脆、開裂,或出現(xian)白色痕跡,嚴(yan)重(zhong)時(shi)還(huan)可能(neng)(neng)引起(qi)燒蝕制件.

    選擇合(he)適的電流密度在一定范(fan)圍內可加速(su)膜(mo)的生長速(su)度,但當超過一定值后,成膜(mo)速(su)度反而降(jiang)低(di).

    根據上述規律(lv),為保(bao)證產品質量及(ji)提高生產效率,可采取以下的方法.

    在冷(leng)卻條件(jian)好、溶液能(neng)滿足(zu)強(qiang)烈攪拌時,可采用電流密度的(de)上限,以提高工作效率.

    在既(ji)無冷(leng)卻裝(zhuang)置、又無強烈攪(jiao)拌的(de)條(tiao)件(jian)下,雖然當時溶液(ye)的(de)溫度(du)適(shi)中(zhong),電流密度(du)仍要適(shi)當控制,以防(fang)陽(yang)極氧化過(guo)程(cheng)中(zhong)因升溫過(guo)快而(er)出現質量問題(ti),嚴重時還(huan)可能引起制件(jian)燒(shao)蝕.此時最有效的(de)方法是降低體積電流密度(du).

    陽極氧化制(zhi)件表面積的正確(que)估算,也(ye)是合理控制(zhi)電流密度的重要條件,應予以重視.

    陽極氧化件深凹(ao)部位(wei)的表面應與其(qi)它表面配送相同電流密度.

 ;   影響陽極氧(yang)化膜質量(liang)的(de)幾大主要因(yin)素

    ①電(dian)流(liu)密(mi)度:在(zai)一(yi)定限度內,電(dian)流(liu)密(mi)度升(sheng)高,膜(mo)生長速度升(sheng)高,氧化時間縮短,生成(cheng)膜(mo)的孔隙多,易于著色,且(qie)硬度和耐磨(mo)性(xing)升(sheng)高;電(dian)流(liu)密(mi)度過(guo)高,則會因焦耳熱的影響(xiang),使(shi)零(ling)件表面過(guo)熱和局部(bu)溶液溫度升(sheng)高,膜(mo)的溶解(jie)速度升(sheng)高,且(qie)有(you)燒(shao)毀零(ling)件的可能;電(dian)流(liu)密(mi)度過(guo)低,則膜(mo)生長速度緩慢,但生成(cheng)的膜(mo)較致密(mi),硬度和耐磨(mo)性(xing)降低.

    鋁氧化,用于防護,裝飾及純裝飾加工時,多使(shi)用允許濃(nong)度的上限,即20%濃(nong)度的硫酸做電(dian)解(jie)液.

    ②氧(yang)化(hua)時(shi)間(jian):氧(yang)化(hua)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)選擇,取決于(yu)電(dian)解液濃度(du)(du)(du)(du),溫度(du)(du)(du)(du),陽極電(dian)流密度(du)(du)(du)(du)和所(suo)需要的(de)(de)(de)膜(mo)厚.相同條件下,當電(dian)流密度(du)(du)(du)(du)恒定(ding)時(shi),膜(mo)的(de)(de)(de)生長速(su)度(du)(du)(du)(du)與氧(yang)化(hua)時(shi)間(jian)成正比(bi);但當膜(mo)生長到一定(ding)厚度(du)(du)(du)(du)時(shi),由(you)于(yu)膜(mo)電(dian)阻升高,影響(xiang)導電(dian)能力(li),而且由(you)于(yu)溫升,膜(mo)的(de)(de)(de)溶(rong)解速(su)度(du)(du)(du)(du)增大(da),所(suo)以(yi)膜(mo)的(de)(de)(de)生長速(su)度(du)(du)(du)(du)會(hui)逐(zhu)漸降(jiang)低(di),到最后(hou)不再增加.

    ③硫(liu)酸(suan)濃(nong)(nong)度(du)(du):通(tong)常(chang)采用15%——20%.濃(nong)(nong)度(du)(du)升高(gao),膜(mo)的溶解速度(du)(du)加(jia)大(da),膜(mo)的生(sheng)長速度(du)(du)降(jiang)低(di),膜(mo)的孔(kong)隙率高(gao),吸附力強,富有彈性,染(ran)色性好(易(yi)于染(ran)深色),但硬度(du)(du),耐(nai)磨性略差;而降(jiang)低(di)硫(liu)酸(suan)濃(nong)(nong)度(du)(du),則氧(yang)化膜(mo)生(sheng)長速度(du)(du)加(jia)快,膜(mo)的孔(kong)隙少,硬度(du)(du)高(gao),耐(nai)磨性好.

    ④電(dian)解液(ye)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du):電(dian)解液(ye)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)對氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)質量影響很大.溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)升高,膜(mo)(mo)的(de)溶解速度(du)(du)(du)(du)(du)(du)加大,膜(mo)(mo)厚降低.當(dang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)為(wei)22——30℃時,所(suo)得(de)到的(de)膜(mo)(mo)是(shi)柔軟的(de),吸附(fu)能力好,但耐(nai)磨性相當(dang)差;當(dang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)大于30℃時,膜(mo)(mo)就變得(de)疏松(song)且(qie)(qie)不均勻(yun),有(you)時甚至(zhi)不連(lian)續,且(qie)(qie)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)低,因而失(shi)去使(shi)用價值(zhi);當(dang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)在(zai)10——20℃之(zhi)間(jian)時,所(suo)生(sheng)成的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)多孔,吸附(fu)能力強,并富有(you)彈性,適宜染色,但膜(mo)(mo)的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)低,耐(nai)磨性差;當(dang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)低于10℃,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)厚度(du)(du)(du)(du)(du)(du)增大,硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)高,耐(nai)磨性好,但孔隙率較低.因此,生(sheng)產時必(bi)須嚴格控(kong)制電(dian)解液(ye)的(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du).要(yao)制取厚而硬(ying)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)時,必(bi)須降低操作溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du),在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過程(cheng)中采用壓縮(suo)空氣攪(jiao)拌和比較低的(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du),通(tong)常在(zai)零度(du)(du)(du)(du)(du)(du)左右進行硬(ying)質氧(yang)(yang)化(hua)(hua).

    ⑤攪拌(ban)和移(yi)動(dong):可促使電解液對流,強化冷(leng)卻效果,保證溶液溫度的均勻性,不會造成(cheng)因金屬局部升溫而導(dao)致氧化膜的質量下降(jiang).

    ⑥電解(jie)液中(zhong)的雜質(zhi):在鋁(lv)陽極(ji)氧化所用電解(jie)液中(zhong)可(ke)能存(cun)在的雜質(zhi)有(you)Clˉ,Fˉ,NO3ˉ,Cu2+,Al3+,Fe2+等.其中(zhong)Clˉ,Fˉ,NO3ˉ使膜(mo)的孔隙率(lv)增加,表(biao)面粗糙(cao)和疏(shu)松.若其含(han)(han)量(liang)超過極(ji)限(xian)值,甚至會(hui)(hui)使制件(jian)(jian)發生腐蝕(shi)穿孔(Clˉ應小于0.05g/L,Fˉ應小于0.01g/L);當電解(jie)液中(zhong)Al3+含(han)(han)量(liang)超過一定(ding)值時(shi)(shi),往(wang)往(wang)使工(gong)件(jian)(jian)表(biao)面出(chu)現(xian)白點或斑狀白塊(kuai),并使膜(mo)的吸附性能下(xia)降,染(ran)色困難(Al3+應小于20g/L);當Cu2+含(han)(han)量(liang)達0.02g/L時(shi)(shi),氧化膜(mo)上會(hui)(hui)出(chu)現(xian)暗色條紋或黑(hei)色斑點;Si2+常以懸浮狀態存(cun)在于電解(jie)液中(zhong),使電解(jie)液微量(liang)混濁,以褐色粉狀物吸附于膜(mo)上.

    ⑦鋁(lv)合金成分:一般(ban)來(lai)說,鋁(lv)金屬中(zhong)的(de)其它元素(su)使膜的(de)質量下降,且得(de)到的(de)氧化膜沒有純(chun)鋁(lv)上得(de)到的(de)厚,硬度(du)也低,不同成分的(de)鋁(lv)合金,在進(jin)行陽極氧化處理時要注意不能(neng)同槽進(jin)行.