现代表面工程综合实验.doc

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1、.JIANGSUUNIVERSITY学院：材料科学与工程学院班级：金属1201姓名：许超学号：3120702017..一、铝合金的阳极氧化目录一、摘要二、前言1、实验原理2、实验材料3、实验器材4、实验的工艺流程三、铝合金的实验参数测定四、实验结论五、实验感想六、参考文献七、致谢..一、摘要铝合金的阳极氧化，主要介绍其前处理工艺，阳极氧化工艺和微观检测形貌观察及硬度的测定，并探索了温度，电流密度及氧化时间等因素对氧化膜性能的影响。另外还涉及了氧化膜的硬度测量方法，染色以及沸水封孔等工艺流程。关键字：铝合金，阳极氧化，氧化膜，染色，沸水封孔二、前言铝合金具有比纯铝更

2、优异的性能，它的密度低，强度高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性，导热性，抗蚀性，工业上广泛使用。但由于铝合金的耐蚀性不良，其表面硬度不高，因此，需要经阳极氧化处理。阳极氧化处理对于铝制品而言，是一种有效且易操作的表面处理方法，它能提高铝制品的表面硬度及耐磨性，耐蚀性等性能，还能起到装饰作用。1、实验原理：铝合金的阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理，当电流通过时，将发生以下反应：在阴极上：2H+2e-→H2在阳极上：4OH--4e-→2H2O+O22、实验材料本次铝合金的阳极氧化的实验基材选用的是铝合金3、实验器材天秤，水浴炉，模具，

3、砂轮机，抛光机，硬度仪，显微镜4、实验的工艺流程砂纸打磨→化学除油→碱蚀→酸洗出光→阳极氧化→沸水封闭后冷风吹干（1）对试样进行打磨，抛光和清洗（2）对试样进行化学除油，清洗，吹干..化学除油配方：组成及工艺NaOHNa2CO3Na3PO4·12H2ONa2SiO3温度（℃）时间（min）配方（g/L)60—8020—6015—305—1080—906注：温度保持在70-80℃，除油后在70-80℃蒸馏水中充分浸洗后吹干。（3）对试样进行碱蚀在40g/LNaOH溶液中浸泡3分钟，温度保持在50-60℃，碱蚀后用蒸馏水进行冲洗，吹干。（4）对试样进行酸洗出光在5%的

4、硫酸溶液中浸泡30秒，温度保持在室温。酸洗后用蒸馏水进行冲洗，吹干。（5）阳极氧化在铝合金表面处理中，由于阳极氧化技术难度低，掌握较为容易，因此，是应用较为广泛的一种方法。而硫酸阳极氧化可以得到较厚的膜层，膜层硬而耐磨，膜层无色透明，吸附能力强，易于进行各种色调的染色处理，膜层经封孔后可获得更好的抗蚀性能。同时硫酸电解液导电性好，氧化电压低，耗电量小，硫酸货源广，对人体毒性较其他酸低，对环境的危害也较其他酸低，因此，本次实验选用硫酸阳极氧化法。硫酸阳极氧化配方：H2SO4(g/L)温度℃电压/V电流密度/A.dm-2阴极材料阴极面积：阳极面积时间/min搅拌电源1

5、60-200室温12-220.5-2.5纯铝及铅锡合金板1.5:135压缩空气直流0.3A注：..阳极氧化时，铝合金做阳极，铅锡合金板为阴极，调节电流为0.3A，进行阳极氧化。在氧化过程中阴极上会有大量的气泡生成，35min之后取出铝合金（6）染色处理将氧化后表面呈均匀哑白色的试样取出，冷水冲洗除去酸液，放入重铬酸钾溶液中浸泡3-5min着色。(7)沸水封孔将染色后的试样放入95℃的沸水中进行封孔。染色后的铝片经清洗后应及时热水封闭处理。目的是把燃料固定在微孔中，防止渗出，同时提高膜的耐磨性、耐晒性、耐蚀性和绝缘性。三、铝合金的参数测定（1）铝合金的形貌观察将铝合

6、金经阳极氧化后可观察到它的表面形貌如图（2）铝合金的镀层膜厚..将氧化后的铝合金锯断，进行镶嵌，在砂轮机上进行打磨，然后在砂纸上由粗到细打磨，最后在抛光机上进行抛光，再用硬质氧化铝的金相腐蚀剂进行腐蚀（该腐蚀剂较强，需用棉签蘸取少量腐蚀剂进行腐蚀）图中较为淡色的一绺为氧化膜。膜厚在400倍显微镜下观察到膜层共占据5小格，即膜厚为0.00125mm。（3）铝合金表面膜硬度利用显微硬度仪在0.98N的压力下测量硬度：将样品放入显微硬度仪的样品台上，选择合适的载荷，打开电源；在400倍的显微下调整焦距至能看清样品表面形貌为止，转动压头至样品上，按Start开始打压痕，结

7、束后再将400倍显微镜转至样品上方；寻找压痕，转动右转轮，使左测量线对准压痕左端点，转动鼓轮使右测量线靠近左测量线（二线之间留有空隙），记下刻度；在转动鼓轮使右测量线与右端点相切，读取刻度；两数值相减的纪录值，按纪录值得硬度。阳极氧化处理前硬度HRC59.73阳极氧化处理后硬度HRC122.6四、实验结论铝合金的阳极氧化结果能提高铝制品的表面硬度及耐磨性，耐蚀性等性能，还能起到装饰作用。五、实验感想对本次试验有以下感想：1、前期准备要充分。在实验中，由于前期对实验内容的了解不够充分，常常遇到实验步骤不清，药品使用不明导致的实验中断，甚至基础实验技能的缺失，导致的操

8、作失误，影