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化学氧化
铝及铝合金的化学氧化处理设备简单,操作方便,生产,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。
工艺
铝及其铝合金阳极氧化的方法很多,常用的有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、硬质阳极氧化和瓷质阳极氧化。
硫酸
在稀硫酸电解液中通以直流和交流电对铝及其合金进行阳极氧化处理,可获得5~20微米厚,吸附性较好的无色透明氧化膜。硫酸阳极氧化工艺简单,溶液稳定,操作方便,允许杂质含量范围较宽,电能消耗少,成本低,且几乎可以适用于铝及各种铝合金的加工,所以在国内已得到了广泛的应用。
铬酸
铬酸阳极氧化是指用5~10%的铬酸电解液对铝及其合金进行阳极氧化的技术。用此法得到的氧化膜具有如下特点:①较薄(与硫酸和草酸氧化膜比),约2~5微米,可保持工件原有精度和粗糙度;②质软弹性高,几乎没有气孔,耐蚀性强于硫酸阳极氧化膜;③不透明,颜色由灰白至深灰色,甚至彩虹色,故不易染色;④由于孔隙少,膜层不用封闭处理就可使用;⑤与有机物的结合力好,因此常用作油漆的底层;⑥与硫酸阳极氧化比,成本较高,使用受到一定限制。
草酸
草酸阳极氧化是用2%~10%的草酸电解液通以直流或交流电进行的氧化工艺。当使用直流电进行阳极氧化时,所得膜层硬度及抗蚀力不亚于H2SO4阳极氧化膜,而且由于草酸溶液对铝及氧化膜的溶解度小,所以可得到比硫酸溶液中更厚的氧化膜层;若用交流电进行氧化,可得较软、弹性好的膜层。草酸阳极氧化的膜层一般为8~20微米,厚可达60微米。氧化过程中只要改变工艺条件(如草酸浓度,温度,电流密度,波形等),便可得到银白色、金黄色至棕色等装饰性膜层,不需要再进行染色处理。草酸阳极氧化电解液对氯离子非常敏感,其质量浓度超过0.04g/L膜层就会出现腐蚀斑点。三价铝离子的质量浓度也不允许超过3g/L。
重铬酸盐封闭法
此法适宜于封闭硫酸溶液中阳极氧化的膜层及化学氧化的膜层。用本法处理后的氧化膜显黄色,它的抗蚀性高,但不适用于装饰性使用。其原理是:在较高温度下,氧化膜和重铬酸盐产生化学反应,反应产物碱式铬酸铝及重铬酸铝沉淀于膜孔中,同时热溶液使氧化膜层表面产生水化,加强了封闭作用。故可认为是填充及水化双重封闭作用。通常使用的封闭溶液是5~10%的重铬酸盐水溶液,操作温度为90~95℃,封闭时间为30分钟,溶液中不得有氯化物或硫酸盐。