铝合金阳极氧化故障的阐发及预防

媒介

铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极，以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解，使其皮相生成氧化膜层。此中硫酸阳极氧化处置惩罚 利用最为普遍 。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力，易进行封孑L或着色处置惩罚 ，加倍 提高其抗蚀性和外不雅 。阳极氧化膜层厚一般3～15μm，铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单，电解液不变，本钱 也不高，是成熟的工艺方式 ，但在硫酸阳极化进程 中常常 免不了发生各类 故障，影响氧化膜层质量。当真总结剖析 故障发生 的缘由 并采纳有用 预防办法 ，对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有主要 的现实意义。

1常见故障及剖析

(1)铝合金成品 经硫酸阳极氧化处置惩罚 后，发生局部无氧化摸，显现肉眼可见的黑斑或条纹，氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。此类故障虽不多见但也有发生。

上述故障缘由 ，一般与铝和铝合金的成份 、组织及相的平均 性等有关，或 与电解液中所消融 的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成份 、组织和金属相的平均 性会影响氧化膜的生成和机能 。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金，氧化膜则较难生成，且生成的膜发暗、发灰，光泽性欠好 。假如 皮相发生 金属相的不平均 、组织偏析、微杂质偏析或 热处置惩罚 欠妥 所造成各部门组织不平均 等，则易发生 选择性氧化或选择性消融 。若铝合金中局部硅含量偏析，则常常 造成局部无氧化膜或呈黑黑点条纹或局部选择性消融 发生 空穴等。别的 ，假如 电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量太高 ，常常 会使氧化膜泛起 黑黑点或黑条纹，影响氧化膜的抗蚀防护机能 。

(2)同槽处置惩罚 的阳极氧化零件，有的无氧化膜或膜层轻浮 或不完全 ，有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中常常 较多发生，严重影响铝合金阳极氧化质量。

2预防故障的办法

铝合金硫酸阳极氧化氧化膜质量利害 ，抗蚀防护机能 的好坏 主要取决于铝合金的成份 ，膜层厚度和 阳极氧化处置惩罚 工艺条件，如温度、电流密度、利用 水质及阳极氧化后的填充封锁工艺等。要削减 或避免阳极氧化故障提高产物 质量要从微细处着手，采纳有用 办法 。

(1)对分歧 的铝合金，如锻造 成型、压延成型或机械加工成型或经热处置惩罚 焊接等工序，要凭据 现实 情形 选择适合 的前处置惩罚 方式 。好比 ，浇铸成型的铝合金皮相，其非机加工皮相一般应采取 喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。对硅含量较高的铝合金(特别 是铸铝)应经由 含有5%摆布氢氟酸的硝酸夹杂 酸溶液浸蚀活化，才能有用 地连结 精良的活化皮相，确保氧化膜质量。分歧 材质的铝合金，裸铝和纯零件或年夜 小规格分歧 的铝和铝合金零件，一般不宜同槽氧化处置惩罚 。

对 搭接、点焊或铆接的铝合金组合件，对 在阳极氧化进程 中易构成 气袋不容易 解除的铝合金制件，从质量斟酌 ，一般不答应 采取 硫酸阳极氧化工艺。

(2)装挂夹具材料必需 确保导电精良，一般选用硬铝合金棒，板材要包管 有必然 弹性和强度。拉钩宜选用铜或铜合金材料。已利用 过的专用或通用工夹具如阳极氧化处置惩罚 时再次利用 ，必需 完全 退除其皮相氧化膜，确保精良接触。工夹具既要包管 足够导电接触面积，又要尽量削减 夹具印痕。假如 接触面太小，会致使 烧损熔蚀阳极氧化零件。[pagebreak]

(3)硫酸阳极氧化溶液的温度必需 严厉 节制 ，最好 温度规模是15～25℃。硫酸阳极氧化工艺进程 中需采取 紧缩 空气搅拌，并应配备制冷装配 。在无制冷装配 的情形 下，在硫酸电解液中插手1.5%～2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸，可使 阳极氧化溶液温度规模跨越 35℃而避免或削减 氧化膜的松散 或粉化。—些工艺实验 和出产实践已证实，在硫酸阳极氧化电解液中插手适当 羧酸或丙三醇可有用 削减 反映热效应的不良影响，可以在不下降 氧化膜厚度和硬度的条件下提高阳极氧化电解液的温度答应 上限，在包管 质量的条件 下，提高出产效力 。别的 ，节制 温度恒定的条件下，也要注重有用 节制 阳极电流密度，才能更好地包管 氧化膜质量。

(4)硫酸阳极氧化电解液所利用 的水质及电解液中的有害杂质必需 严厉 节制 。配制硫酸阳极氧化溶液不宜用自来水，特别 不克不及 用混浊的含Ca2+，Mg2+，SiO32-及Cl-含量高的自来水。一般情形 下，水中Cl-浓度达25mg/L时就会对铝合金的阳极氧化处置惩罚 发生 有害影响。Cl-(包孕 其它卤族元素)可破损氧化膜生成，乃至 基本 形不成氧化膜。硫酸阳极氧化应选用软化水、去离子水或蒸馏水，电解液中的Ccl-≤15mg/L，总矿物资 ≤50mg/L。

硫酸溶液在阳极氧化工艺进程 中，会发生 油污泡沫及悬浮杂质，应按期 解除。硫酸阳板氧化溶液中常见的其他有害杂质还有Cu2+，Fe3+，Al3+等。假如 杂质含量跨越 答应 含量，会发生 有害影响，可部门或全数改换硫酸溶液，才能有用 包管 铝合金硫酸阳极氧化质量。

铝合金硫酸阳极氧化处置惩罚 是普遍 利用且成熟的抗蚀防护装潢 处置惩罚 工艺，只要严厉 履行 工艺条件，当真操作，硫酸阳极氧化氧化膜质量是完全可以包管 的。

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由于铝氧化膜的绝缘性较好，所以铝合金制件在阳极氧化处置惩罚 前必需 牢靠 地装挂在通用或专用夹具上，以包管 精良的导电性。导电棒应选用铜或铜合金材料并要包管 足够接触面积。夹具与零件接触处，既要包管 电流自由经由过程 ，又要尽量 削减 夹具和零件间的接触印痕。接触面积太小 ，电流密度太年夜 ，会发生 过热易烧损零件和夹具。无氧化膜或膜层不完全 等现象，主如果 由于夹具和制件接触欠好 ，导电不良或 是由于夹具上氧化膜层未完全 断根而至 。

(3)铝合金硫酸阳极氧化处置惩罚 后，氧化膜呈松散 粉化乃至 手一摸就失落 ，分外是填充封锁后，制件皮相泛起 严重粉层，抗蚀性差劲 。这一类故障多发生在夏日 ，特别 是没有冷却装配 的硫酸阳极化槽，常常 处置惩罚 1-2槽零件后，松散 粉化现象就会泛起 ，显著地影响氧化膜的质量。

由于铝合金阳极氧化膜电阻很年夜 ，在阳极氧化工艺进程 中会发生 年夜 量焦耳热，槽电压越多发 生 热量越年夜 ，从而致使 电解液温度接续上升。所以在阳极氧化进程 中，必需 采取 搅拌或冷却装配 使电解液温度连结 在必然 规模。一般情形 下，温度应节制 在13～26℃，氧化膜质量较佳。若电解液温度跨越 30℃，氧化膜会发生 松散 粉化，膜层质量差劲 ，严重时发生“烧焦”现象。别的 ，当电解液温度恒守时，阳极电流密度也必需 予以限制，由于 阳极电流密渡过 高，温升猛烈 ，氧化膜也易松散 呈粉状或砂粒状，对氧化膜质量十分晦气 。

(4)无意偶尔发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜昏暗 无光，有时发生 点状侵蚀 ，严重时黑色点状侵蚀 显著，致使 零件报废，引发 较年夜 损失。

这类故障常常 是无意偶尔发生并有非凡 缘由 酿成的 。在铝合金阳极氧化进程 中，半途 断电又从新 给电，常常 会使氧化膜昏暗 无光，而半途 停电零件在清洗槽逗留 太久 ，清洗水槽酸渡过 高，水质不净，含悬浮物、泥砂等较多，常常 会使铝合金制件发生电化学侵蚀 ，发生点状侵蚀 黑斑等。有时向电解液中添加自来水，水经漂白粉处置惩罚 且Cl-含量超标或有时艳服 过HCl的容器未经完全 清洗又艳服 硫酸，都邑 使阳极氧化电解液中混人超量的Cl-，从而致使 铝合金零件阳极氧化发生 点状侵蚀 使产物 报废等。