铝材阳极氧化表面处理工艺.pdf

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1、表面處理技術簡介－鋁材陽極氧化薛廣濤CQASQM408/09/26第一章:表面處理概述第二章:陽極氧化工藝流程第三章:陽極氧化不良分析第四章:陽極氧化膜著色第五章:陽極氧化膜封閉第六章：陽極氧化産品检测重點第一章:表面處理概述1.1鋁材質認識1.2陽極氧化處理的原理1.3陽極氧化産品的優點1.4陽極氧化處理的分類1.5直流電硫酸陽極氧化1.1鋁材質認識鋁材質的特點：1.鋁在自然界金屬元素中位居首位。2.純鋁具有良好的化學特性。3.鋁及鋁合金具有良好的物理性能a.比重小，延展性及表面處理性能極其優良。b.良好的導熱、導電性；對光、熱、電波的

2、反射性好;無磁性，耐低溫和化學藥品，有吸音性……1.2陽極氧化原理陽極氧化定義與原理以鋁或鋁合金製品爲陽極置於電解質溶液中，利用電解作用，使其表面形成氧化鋁薄膜的過程，稱爲鋁及鋁合金的陽極氧化處理。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时,将发生以下的反应：在阴极上,H2：2H++2e→H2在阳极上,4OH–4e→2HO+O22ALO：4AL+3O=2ALO+3351J232231.3陽極氧化産品的優點鋁材硬度耐磨性耐腐蝕性表面加工性使用范圍使用壽命自然氧化低差容易差較窄短陽極氧化高高困難佳廣泛長阳极氧化後的産品具有较高的硬度

3、和耐磨性、极强的附着能力、较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。阳极氧化形容为铝合金“万能的”表面强化处理手段。1.4陽極氧化處理的分類1.按電流形式直流電陽極氧化交流電陽極氧化脈沖電流陽極氧化硫酸自然著色陽極氧化草酸自然著色陽極氧化2.按電解液鉻酸自然著色陽極氧化混合酸自然著色陽極氧化磺基有機酸自然著色陽極氧化3.按膜層性質：普通膜、硬質膜、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化1.5直流電硫酸陽極氧化直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。优点：1.膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；2.膜层无色透明、

4、吸附能力强极易着色；3.处理电压较低,耗电少；4.处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化；5.硫酸对人身的危害较铬酸小,货源广,价格低等优点。1.5直流電硫酸陽極氧化1.5.1氧化膜成長機理初期階段：鋁基材表面形成一層致密的氧化薄膜。中期階段：硫酸溶液的腐蝕使陽極氧化向縱深發展。後期階段：其內層厚度至氧化結束基本都不變，位置卻不斷向深處推移；而多孔層則在一定的氧化時間內隨時間而不增厚。1.5直流電硫酸陽極氧化多孔層1.5.2陽極氧化膜結構、性質阻擋層鋁基材1.阻擋層：由無水的氧化鋁所組成，薄而致密，具有高的硬度和阻止電流

5、通過的作用。其厚度與陽極氧化電壓有關，一般爲幾納米到幾十納米。2.多孔層：主要是由非晶體型的氧化鋁及小量的水合氧化鋁所組成，此外還含有電解液的陽離子。多孔層的厚度取決于氧化時間，可以達到幾十微米。氧化膜的大部分優良特性都是由多孔外層的厚度及孔隙率所決定的。通過調整陽極氧化工藝參數，可以得到納米孔孔徑不同、氧化膜厚度不同的多孔型陽極氧化鋁膜。它有很好的熱穩定性和化學穩定性，1.5直流電硫酸陽極氧化1.5.3氧化膜厚度計算1.理论算法：σ=Kit式中σ爲陽極氧化膜厚度（μm），I爲電流密度（A/dm2），t爲氧化時間（min），K爲系數（當氧

6、化鋁密度γ=kg/m3，則K=0.309）。上述公式計算的前提是以認爲通過的電量全用於氧化鋁析出，同時也把氧化鋁及膜的密度視爲純淨的氧化鋁密集的值。2.实际算法：σ=Kit(K=1.57η/γ)11爲了使K值更切合實際，應將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度或孔隙度考慮在內;式中η爲電流效率（電極上實際析出的物質量與又總電量換算出的析出物質量之比）。K實值各國取值大小各異，美國:0.3281、0.285-0.355;日本:0.352、0.364、0.25;中國、俄羅斯:0.25。1.5直流電硫酸陽極氧化1.5.4影響氧化膜生長及質量

7、的因素1.硫酸濃度2.電流密度3.電解液溫度4.陽極氧化時間5.攪拌的頻率6.合金成分第二章、鋁製品陽極氧化工藝流程本章重點：2.1陽極氧化工藝流程2.2陽極氧化工藝規范二、鋁製品陽極氧化工藝流程2.1陽極氧化工藝流程機械脫脂鋁材質前處理化學研磨浸蝕除粉垢陽極氧化染色封孔烘干成品表示水洗工序表示先水洗，後去離子水工序二、鋁製品陽極氧化工藝流程拉丝喷砂脫脂铝基材陽極水清洗著色封孔烘干机阳极产品2.2陽極氧化工藝規范2.2.1工藝規範配方123溶液組成與操作條件硫酸180~200150~160280~320鋁離子＜20＜20＜20硫酸鎳8~1

8、0溫度（℃）15~2520±120~30電流密度（A/d㎡）0.8~1.51.1~2.52~3電壓（V）18~2218~2018~20電源直流直流＆脈沖直流時間（min）30~4030~603