铝及铝合氧化处理1

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1、7.3铝及其合金的氧化处理　铝及铝合金的氧化处理的方法主要有两类：①化学氧化，氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜；②电化学氧化，氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。7.3.1铝及铝合金的化学氧化处理铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱

2、性氧化法和酸性氧化法两大类。按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。<1>铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件如表7－4。表7－4  铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件组成物的质量浓度/g·L-1          配 方 编 号  1 2 3    碳酸钠40～6050～6040～50    铬酸钠15～2515～2010～20   氢氧化钠 2～5   　   磷酸三钠　1.5～2　    硅酸钠　   0.6～1.0    温度/℃85～10095～100 90～95    时间/min 5～

3、8 8～10 8～10注：①配方1，2适用于纯铝，铝镁合金，铝锰合金和铝硅合金的化学氧化。膜层颜色为金黄色，但后二种合金上得到的氧化膜颜色较暗。碱性氧化液中得到的膜层较软，耐蚀性较差，孔隙率较高，吸附性好，适于作为涂装底层。  ②配方3中加入硅酸钠，获得的氧化膜为无色，硬度及耐蚀性略高，孔隙率及吸附性略低，在硅酸钠的质量分数为2％的溶液中封闭处理后可单独作为防护层用，适合于含重金属铝合金氧化用。  ③工件经氧化处理后为提高耐蚀性，可在20g/L的CrO3溶液中，室温下钝化处理5～15s，然后在低于50℃温度下烘干。<2>铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化

4、溶液配方及工艺条件如表7－5。表7－5  铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件组成物的质量浓度/g·L-1         配 方 编 号 1 2 3 4 5磷酸10～1550～60 22　　铬酐 1～220～252～4 4～53.5～5氟化钠 3～5　 51～1.2 0.8氟化氢氨　3～3.5　　　磷酸氢二氨　2～2.5　　　硼酸　0.6～1.2 2　　铁氰化钾　　　0.5～0.7　重铬酸钾　　　　3～3.5温度/℃20～2530～40 室温25～3525～30时间/min 8～15 2～815～60s0.5～1.0 3注：①配方1得到

5、的氧化膜较薄，韧性好，耐蚀性好，适用于氧化后需变形的铝及铝合金，也可用于铸铝件的表面防护，氧化后不需要钝化或填充处理。②配方2溶液pH值为1.5～2.2,得到的氧化膜较厚，约1～3微米,致密性及耐蚀性都较好，氧化后零件尺寸无变化，氧化膜颜色为无色至浅蓝色，适用于各种铝及铝合金氧化处理。在配方2溶液中氧化处理后零件应立即用冷水清洗干净，然后用重铬酸钾40～50g/L溶液填充处理（PH＝4.5～6.5时用碳酸钠调整），温度90～95℃,时间5～10分钟，清洗后在70℃烘干。③配方3溶液中得到的氧化膜为无色透明，厚度约0.3～0.5微米，膜层导电性好，主

6、要用于变形的铝制电器零件。④配方4适用于纯铝及防锈铝及铸铝等合金。氧化膜很薄，导电性及耐蚀性好，硬度低，不耐磨，可以点焊或氩弧焊，但不能锡焊；主要用于要求有一定导电性能的铝合金零件。⑤配方5得到的氧化膜较薄，约0.5微米，导电性及耐蚀性好，孔隙少，可单独作防护层用。7.3.2铝和铝合金的阳极氧化（电化学氧化处理）铝是比较活泼的金属，标准电位-1.66v，在空气中能自然形成一层厚度约为0.01～0.1微米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差。但是，若将铝及其合金置于适当的电解液中，以铝制品为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜，这

7、种方法称为阳极氧化。通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜，其耐蚀性，耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。1.氧化膜的形成与生长Al及铝合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅作为阴极，仅起导电作用。铝及其合金进行阳极氧化时，在阳极发生下列反应：       H2O－2e--->O＋2H+        2Al＋3O--->Al2O3在阴极发生下列反应：        2H+＋2e--->H2同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解，其反应为：      

8、  2Al＋6H+--->2Al3+＋3H2        Al2O3＋6H+--->2Al3+＋3H2O氧化膜的生长过程