阳极氧化电解溶液的选择。阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。阳极氧化膜结构、性质。阳极氧化膜由两层组成,多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的,后者称为阻挡层。用电子显微镜观察研究,膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。
1、***浓度:通常采用15%~20%。浓度升高,膜的溶解速度加大,膜的生长速度降低,膜的孔隙率高,吸附力强,富有弹性,染色性好(易于染深色),但硬度,耐磨性略差;而降低***浓度,则氧化膜生长速度加快,膜的孔隙少,硬度高,耐磨性好。所以,硬质氧化用于防护,装饰及纯装饰加工时,多使用允许浓度的上限,即20%浓度的***做电解液。
2、电流密度:在一定限度内,电流密度升高,膜生长速度升高,硬质氧化时间缩短,生成膜的孔隙多,易于着色,且硬度和耐磨性升高;电流密度过高,则会因焦耳热的影响,使零件表面过热和局部溶液温度升高,膜的溶解速度升高,且有烧毁零件的可能;电流密度过低,则膜生长速度缓慢,但生成的膜较致密,硬度和耐磨性降低。
3、氧化时间:氧化时间的选择,取决于电解液浓度,温度,阳极电流密度和所需要的膜厚。相同条件下,当电流密度恒定时,膜的生长速度与氧化时间成正比;但当膜生长到一定厚度时,由于膜电阻升高,影响导电能力,而且由于温升,膜的溶解速度增大,所以膜的生长速度会逐渐降低,到后不再增加。
4、搅拌和移动:可促使电解液对流,强化冷却效果,保证溶液温度的均匀性,不会造成因金属局部升温而导致氧化膜的质量下降。
5、铝合金成分:一般来说,铝金属中的其它元素使膜的质量下降,且得到的氧化膜没有纯铝上得到的厚,硬度也低,不同成分的铝合金,在进行硬质氧化处理时要注意不能同槽进行。
随着铝加工工业的蓬勃发展,铝氧化已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。铝材电解着色的色差的产生,与着色机理、氧化膜的厚度的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。如何解决这一问题,这就要求铝氧化处理厂,在对型材进行电解着色表面处理时,加以研究和防范。
要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内,减少着色缺陷的产生,在实际的生产过程中,首先在加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时注意以下几方面的要求:
1、在阳极铝氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度,并放置在两极中间,确保左右极距相等。同时控制上料绑料面积,每挂料总表面积不超过44m2。
2、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。
3、着色结束时,必须立即起吊,尽快流尽槽液,尽快转移至水槽水洗,不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后,才能用色板比色,比色时,掌握型材色略深于样板色。当颜色太浅时,重新放入着色槽通电补色,当颜色太深时,重新放入着色槽(不通电)或氧化槽后面的酸性水槽褪色。
4、阳极铝氧化后即染色,工件经阳极氧化后要立即染色。若工件阳极铝氧化后在空气中暴露时间过久膜层孔隙即会缩小,并有可能沾上污物,导致染色困难。
铝的化学性质及物理性能:铝的表面呈银白色,质量较轻,但是具有较高的导电性、导热性和延展性,相对于其他金属来说具有很高的防腐蚀性能;纯铝是一种非常柔软的物质,必须通过添加其他合金元素来提高自身的强度和硬度;铝是一种非常活跃的化学元素,既能溶于酸,又可以溶于碱,是典型的双性物质,并且长时间的于表面会自然形成一层保护膜,具有一定的保护作用。