陽氧化件是將金屬或合金的制件作為陽,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能,如表面著色,提高性、增強性及硬度,保護金屬表面等。例如鋁陽氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。陽的鋁或其合金氧化 ,表面上形成氧化鋁薄層 ,其厚度為5~20微米 ,硬質(zhì)陽氧化膜可達60~200微米 。陽氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和性,可達250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質(zhì)陽氧化膜熔點高達2320K ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達2000V ,增強了性能 ,在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合制造發(fā)動機氣缸或其他零件;膜微孔吸附可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進行陽氧化處理,這種方法廣泛用于機械零件,飛機汽車部件,儀器及無線電器材,日用品和建筑裝飾等方面。
鋁陽氧化以鋁或鋁合金制品為陽,置于電解質(zhì)溶液中進行通電處理, 利用電解作用使其表面形成氧化鋁薄膜的過程, 稱為鋁及鋁合金的陽氧化處理。經(jīng)過陽氧化處理,鋁表面能生成幾個微米———幾百個微米的氧化膜。比起鋁合金的氧化膜,其耐蝕性、性和裝飾性都有明顯的和提高。
鋁合金陽氧化常見故障及分析——表面陽氧化企業(yè)來為廣大用戶娓娓道來:
(1)鋁合金制品經(jīng)硫酸陽氧化處理后,發(fā)生局部無氧化摸,呈現(xiàn)肉眼可見的黑斑或條紋,氧化膜有鼓瘤或孔穴現(xiàn)象。此類故障雖不多見但也有發(fā)生。
上述故障原因,一般與鋁和鋁合金的成分、組織及相的均勻性等有關(guān),或者與電解液中所溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。鋁和鋁合金的化學(xué)成分、組織和金屬相的均勻性會影響氧化膜的生成和性能。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易生成,膜的質(zhì)量也較佳。而鋁硅合金或含銅量較高的鋁合金,氧化膜則較難生成,且生成的膜發(fā)暗、發(fā)灰,光澤性不好。如果表面產(chǎn)生金屬相的不均勻、組織偏析、微雜質(zhì)偏析或者熱處理不當(dāng)所造成各部分組織不均勻等,則易產(chǎn)生選擇性氧化或選擇性溶解。若鋁合金中局部硅含量偏析,則往往造成局部無氧化膜或呈黑斑點條紋或局部選擇性溶解產(chǎn)生空穴等。另外,如果電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵?;蜚~鐵等金屬雜質(zhì)離子含量過高,往往會使氧化膜出現(xiàn)黑斑點或黑條紋,影響氧化膜的抗蝕防護性能。
(2)同槽處理的陽氧化零件,有的無氧化膜或膜層輕薄或不完整,有的在夾具和零件接觸處有燒損熔蝕現(xiàn)象。這類故障在流酸陽氧化工藝實踐中往往較多發(fā)生,嚴(yán)重影響鋁合金陽噴砂氧化質(zhì)量。
由于鋁氧化膜的絕緣性較好,所以鋁合金制件在陽氧化處理前 牢固地裝掛在通用或夾具上,以良好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電棒應(yīng)選用銅或銅合金材料并要足夠接觸面積。夾具與零件接觸處,既要電流自由通過,又要盡可能減少夾具和零件間的接觸印痕。接觸面積過小,電流密度太大,會產(chǎn)生過熱易燒損零件和夾具。無氧化膜或膜層不完整等現(xiàn)象,主要是由于夾具和制件接觸不好,導(dǎo)電不良或者是由于夾具上氧化膜層未所致。
(3)鋁合金硫酸陽氧化處理后,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉,特別是填充封閉后,制件表面出現(xiàn)嚴(yán)重粉層,抗蝕性低劣。這一類故障多發(fā)生在夏季,尤其是沒有冷卻裝置的硫酸陽化槽,往往處理1-2槽零件后,疏松粉化現(xiàn)象就會出現(xiàn),明顯地影響氧化膜的質(zhì)量。
由于鋁合金陽氧化膜電阻很大,在陽氧化工藝過程中會產(chǎn)生大量焦耳熱,槽電壓越高產(chǎn)生熱量越大,從而導(dǎo)致電解液溫度不斷上升。所以在陽氧化過程中, 采用攪拌或冷卻裝置使電解液溫度保持在范圍。一般情況下,溫度應(yīng)控制在13~26℃,氧化膜質(zhì)量較佳。若電解液溫度超過30℃,氧化膜會產(chǎn)生疏松粉化,膜層質(zhì)量低劣,嚴(yán)重時發(fā)生―燒焦‖現(xiàn)象。另外,當(dāng)電解液溫度恒定時,陽電流密度也 予以限制,因為陽電流密度過高,溫升劇烈,氧化膜也易疏松呈粉狀或砂粒狀,對氧化膜質(zhì)量不利。
(4)偶然發(fā)生鋁合金硫酸陽氧化后氧化膜暗淡無光,有時產(chǎn)生點狀腐蝕,嚴(yán)重時黑色點狀腐蝕顯著,導(dǎo)致零件報廢,引起較大損失。
這類故障往往是偶然發(fā)生并有原因造成的。在鋁合金陽氧化過程中,中途斷電又重新給電,往往會使氧化膜暗淡無光,而中途停電零件在清洗槽停留過久,清洗水槽酸度過高,水質(zhì)不凈,含懸浮物、泥砂等較多,往往會使鋁合金制件發(fā)生電化學(xué)腐蝕,發(fā)生點狀腐蝕黑斑等。有時向電解液中添加自來水,水經(jīng)漂白粉處理且Cl-含量超標(biāo)或有時盛裝過HCl的容器未經(jīng)清洗又盛裝硫酸,都會使陽氧化電解液中混人超量的Cl-,從而導(dǎo)致鋁合金零件陽氧化產(chǎn)生點狀腐蝕使產(chǎn)品報廢等。