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陽極氧化講義
發(fā)布時間:2023-07-20 08:42 [ 我要自學網(wǎng)原創(chuàng) ] 發(fā)布人: 快樂小女 閱讀: 2786

陽極氧化

一.陽極氧化概述

?金屬陽極氧化處理是金屬在電解溶液中,以被處理的零件為陽極,用耐蝕性的材料為陰極,通過電化學的處理方法在金屬表面生成具有耐磨性、耐腐蝕性及其他功能性或裝飾性的轉化膜層的工藝過程。

?陽極氧化處理的對象可以是鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金等,市場上應用最廣、發(fā)展速度最快的是鋁及鋁合金的陽極氧化。常見的陽極氧化處理之產(chǎn)品或零部件:

二.陽極氧化原理

所謂鋁的陽極氧化是一種電解氧化過程,在該過程中,鋁和鋁合金的表面通常轉化為一層氧化膜,這層氧化膜具有保護性、裝飾性以及一些其他的功能特性。從這個定義出發(fā)的鋁的陽極氧化,只包括生成陽極氧化膜這一部分工藝過程。

將金屬或合金的制件作為陽極,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,提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ,表面上形成氧化鋁薄層 ,其厚度為5~30微米 ,硬質陽極氧化膜可達25~150微米 。陽極氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質陽極氧化膜熔點高達2320K ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達2000V ,增強了抗腐蝕性能 ,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)動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強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)都可進行陽極氧化處理,這種方法廣泛用于機械零件,飛機汽車部件,精密儀器及無線電器材,日用品和建筑裝飾等方面。

一般來講陽極都是用鋁或者鋁合金當作陽極,陰極則選取鉛板,把鋁和鉛板一起放在水溶液,這里面有硫酸、草酸、鉻酸等,進行電解,讓鋁和鉛板的表面形成一種氧化膜。在這些酸中,最為廣泛的是用硫酸進行的陽極氧化。

陽極氧化處理目的和應用

一般鋁合金在空氣中很容易氧化,自然氧化層雖有一定鈍化作用,但長期曝露之結果,氧化層仍會破損剝落,喪失保護作用;

?因此陽極氧化處理的目的即利用其易氧化之特性,借電化學方法在產(chǎn)品表面定量強制形成氧化層,以防止鋁材進一步自然氧化,同時增加表面的機械性質(功能性);另一目的是,借不同后道反應,產(chǎn)生各種色澤增進美觀(裝飾性)。

?鋁合金陽極處理應用廣泛,航空航天、軍事武器、電子數(shù)碼、汽車零部件、精密機械設備、建筑行業(yè)、鋁門窗等。

1 陽極氧化所運用的行業(yè)領域

三.鋁合金常識

?本色硬質氧化膜層顏色

鋁產(chǎn)品通過硬質陽極氧化后不染色,表現(xiàn)出產(chǎn)品氧化膜本身的顏色。不同的鋁材料呈現(xiàn)出的顏色差異較大。由黃——棕——灰——黑變化,膜層越厚,其顏色會越深。

?壓鑄鋁氧化的特性

1. 相比擠壓鋁,壓鑄鋁的雜質含量要高很多(如ADC12,硅含量為9.5-12.5%,銅含量1.5-3.5%)

2.表面有離型劑,

3.這些雜質不能通過常規(guī)的化學前處理去除,

故氧化膜層若在這樣的素材表面上形成,就會有不均勻、無規(guī)則、花斑、雜色等現(xiàn)象產(chǎn)生。而且因為硅不導電,致使產(chǎn)品的整體導電性變差,同樣的氧化條件下,膜層外觀會比擠壓鋁外觀差很多(如下圖)。這也是壓鑄鋁氧化的特性。

五.鋁合金氧化作用

陽極氧化與導電氧化的區(qū)別

1)陽極氧化是在通高壓電的情況下進行的,它是一種電化學反應過程;而導電氧化(又叫化學氧化)不需要通電,只需要在藥水里浸泡就行了,它是一種純化學反應。

2)陽極氧化需要的時間很長,往往要幾十分鐘,而導電氧化只需要短短的幾十秒。

3)陽極氧化生成的膜有幾個微米到幾十個微米,并且堅硬耐磨;導電氧化生成的膜僅僅0.01—0.15微米,耐磨性不是很好,但是既能導電又耐大氣腐蝕,這就是它的優(yōu)點。

4)氧化膜本來都是不導電的,但因為導電氧化生成的膜實在是很薄,所以就是導電的了。

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