材料防护第五章.ppt

2.铝及铝合金酸性氧化法 铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件如表所示。 溶液组成/（g/L） 与工艺条件 配方1 配方2 配方3 配方4 磷酸(d=1.7) 10～15 50～60(ml/L) 22 铬酸酐(CrO3) 1～2 20～25 2～4 4～5 氟化钠 3～5 5 1.0～1.2 氟化氢氨 3～3.5 磷酸氢二氨 2～2.5 硼酸 0.6～1.2 2 铁氰化钾[K2Fe (CN)6] 0.5～0.7 重铬酸酐钾 温度/℃ 20～25 30～40 室温 25～35 时间/min 10～15 2～8 15～60s 0.5～1.0 配方1得到的氧化膜较薄，韧性好，耐蚀性好，适用于氧化后需变形的铝及铝合金，也可用于铸铝件的表面防护，氧化后不需要钝化或填充处理。 配方2溶液pH值为1.5～2.2,得到的氧化膜较厚，约1～3μm，致密性及耐蚀性都较好，氧化后零件尺寸无变化，氧化膜颜色为无色至浅蓝色，适用于各种铝及铝合金氧化处理。在配方溶液中氧化处理后零件应立即用冷水清洗干净，然后用重铬酸钾40～50g/L溶液填充处理（pH＝4.5～6.5时用碳酸钠调整），温度90～95℃,时间5～10min，清洗后在70℃烘干。 配方3溶液中得到的氧化膜为无色透明，厚度约0.3～0.5μm，膜层导电性好，主要用于易变形的铝制电器零件。 配方4适用于纯铝及防锈铝及铸铝等合金。氧化膜很薄，导电性及耐蚀性好，硬度低，不耐磨，可以点焊或氩弧焊，但不能锡焊；主要用于要求有一定导电性能的铝合金零件。 铝及铝合金经化学氧化处理后为提高耐蚀性，应立即清洗，并作填充或钝化处理，工艺规范如表所示。 工艺名称 溶液配方/（g/L） 工艺参数 备注 填充处理 重铬酸钾 30～50 90～95℃，5～10min 用于酸性氧化法 钝化处理 铬酸酐（CrO3）20 室温，5～15s 用于碱性氧化法 5.5.2 铝及铝合金阳极氧化 将铝及铝合金放入适当的电解液中，以铝工件为阳极，其它材料为阴极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜，这种方法称为阳极氧化。 通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性等都较化学氧化膜有明显改善和提高。采用不同的电解液和工艺条件，就能得到不同性质的阳极氧化膜。 1.铝及铝合金阳极氧化工艺 铝及铝合金阳极氧化的方法很多，按电解液的种类可分为硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化和草酸阳极氧化；按氧化膜的性能可分为普通阳极氧化、硬质阳极氧化和瓷质阳极氧化。 硫酸阳极氧化 在稀硫酸电解液中通以直流或交流电对铝及铝合金进行阳极氧化处理，可获得厚度为5～20μm，吸附性较好的无色透明氧化膜；而且氧化膜易染色，硬度高，耐蚀性和耐磨性好。 硫酸阳极氧化溶液稳定，允许杂质含量范围较宽；电解电压低，电能消耗少；操作方便，成本低；几乎可以适用于各种铝及铝合金的氧化处理，但不适于铸件、点焊件、铆接件。 目前95％以上的阳极氧化是在硫酸中进行的，阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。 铝及铝合金硫酸阳极氧化的溶液配方及工艺条件见表。 溶液组成/（g/L）和工艺条件 直流法 交流法 配方1 配方2 配方3 硫酸 150～200 160～200 100～110 铝离子Al3＋ ＜20 ＜20 ＜20 温度 /℃ 13～26 0～7 13～26 阳极电流密度 /（A/dm2） 0.8～1.5 0.5～2.5 1～2 电压 /V 12～22 12～22 16～24 时间 /min 20～60 30～60 30～60 搅拌 压缩空气 压缩空气 压缩空气 阴极面积/阳极面积 1.5:1 1.5:1 1:1 配方1和配方3适用范围于一般要求的铝及铝合金；配方2适用于对硬度、耐磨性要求较高的铝及铝合金。 3.阳极氧化膜的着色与封闭 铝及铝合金经阳极氧化处理后，在其表面生成了一层多孔的阳极氧化膜，阳极氧化膜是最理想的着色载体，经过着色和封闭后，可以获得各种不同的颜色，并能提高膜层的耐蚀性、耐磨性。 阳极氧化膜的着色按着色体处于膜层的部位分为自然着色、吸附着色和电解着色三种方法。 电解着色工艺具有成本低、颜色耐晒、不易退等特点，是目前应用最广泛的着色方法 颜 色 组 成 质量浓度/（g/L） 温度/℃ 时间/ min 交流电压/V 金黄色 硝酸银 硫酸 0.4～10 5～30 20～25 05～1.5 8～20 青铜色 →褐色 →黑色 硫酸亚锡 硫酸 硼酸 20 10 10 15～25 5～20 13～20 紫色 →红褐色 硫酸铜 硫酸镁 硫酸 35 20 8 20 5～20 10 黑色 硫酸钴 硫酸铵 硼酸 25 15 25 20 13 17 阳极氧化膜的封闭