硬质氧化,化是一种厚膜阳极氧化法,这是一种铝和铝合金特殊的阳极氧化表面处理工艺.此种工艺,所制得的阳极氧化膜厚度可达250微米左右,在纯铝上能获得1500kg/mm2的显微硬度氧化膜,而在铝合金上则可获得400~600kg/mm2的显微硬度氧化膜.其硬度值,氧化膜内层大于外层,即阻挡层大于带有孔隙的氧化膜层,因氧化膜内有松孔,可吸附各种润滑剂,增加了减摩能力,氧化膜层导热性很差,其熔点为2050℃,电阻系数较大,经封闭处理(浸绝缘物或石蜡)击穿电压可达2000V,在大气中较高的抗蚀能力,具有很高的耐磨性,也是一种理想的隔热膜层,也有良好的绝缘性,并具有与基体金属结合得很牢固等一系列优点,因此在工业和机械零件制造工业上获得及其广泛的应用.主要应用于要求高耐磨、耐热、绝缘性能好等的铝和铝合金零件上.如各种作为圆筒的内壁,活塞、汽塞、汽缸、轴承、飞机货舱的地板、滚棒和导轨、水利设备、蒸汽叶轮、适平机、齿轮和缓冲垫等零件.用硬质氧化,化工艺来代替传统的镀硬铬镀层,与硬铬工艺相比它具有成本低,膜层结合牢固,镀液,清洗废液处理方便等优点.但此工艺所得膜层的缺点是膜层厚度较大时,对铝和铝合金的机械疲劳强度指标有所影响.
发黑处理是金属热处理的一种常用手段,原理是使金属表面产生一层氧化膜,以隔绝空气,达到防锈目的.外观要求不高时可以采用发黑处理.
对于螺孔等部位事后无法采用机械方法进行修复的,则在硬质氧化之前需经保护处理,以免因无法装配而造成废品。
对于有均匀度和光洁度要求的部位,事后尚需进行研磨,这一尺寸的损耗事先亦要做到心中有数。当硬质阳极氧化膜的厚度要求在100μm时,制件的单面实际尺寸相当于增加近50μm左右。但随着本身材料纯度的不同和工艺条件的差异,实际以取得可靠数据尺寸的增厚值也会有差别,必要时需经试验,然后决定公差配合余量。
如何防止阳极氧化过程中产生边角效应?因为角部的膜不可能三维生长,膜层越厚越严重。为此厚层阳极氧化膜的角部半径应该取大一些。而纯铝成膜初期不显颜色,当膜层的厚度逐渐增厚时,制件表面的颜色也会逐渐由无色变为浅褐色至褐色。
在工业上的运用大致可分为如下几种。
(1)避免制品腐蚀:因为阳极氧化所得到的膜层始末恰当的关闭处置,在大气中有很好的稳定性。不论是从***溶液、草酸溶液或是铬酸溶液在正常工艺中取得的氧化膜,其耐蚀功用都是很好的,如日用铝制锅、壶,洗衣机内胆等。铬酸氧化法一起适用于铝焊接件及铆接件。
(2)防护一点缀:在取得透明度高的氧化膜上,氧化膜具有可以吸附多种有机染料或无机颜料的特征,氧化膜上可取得各种亮光俊美的颜色和图画,加上近年来不少新工艺的呈现如一次氧化屡次上色、礼花图画、木纹图画、氧化胶印搬运印花、瓷质氧化等,使铝制外观愈加俊美顺眼,这层五颜六色膜既是点缀层,又是防蚀层,如打火机、金笔及工艺品。
阳极氧化流程
冷封孔的pH值以前认为以5.5~6.5为宜,实际上还应根据冷封孔剂的配方特点确定。新配槽液pH值一般在5.3~7.0都可以成功,但对于用或铵调节氟离子的旧槽,由于铵离子的影响,pH值应控制在6.5~7.1。此时封孔速度快,氟消耗少,也不出现“白头”现象。封孔槽中铵离子比钠离子不易起粉,但封孔速度较慢。为保证封孔质量,工艺操作要点如下:
(1)阳极氧化温度一般小于23℃,温度过高,冷封孔剂消耗大,表面“发绿”。
(2)阳极氧化之后应及时水洗,停留在氧化槽中会影响以后的封孔。洗不干净易造成窜液污染,增加封孔槽的氟消耗。
(3)脱落在封孔槽中的铝材和铝丝应及时取出,不然会加快pH上升和氟的消耗。
(4)用调氟的封孔槽,每立方米通过20t铝材后,应倒槽清底一次。
(5)用调氟的封孔槽,添加之后应经过5~10min才生产,以10%稀溶液的形式加入。
(6)为提高封孔质量并加快干燥速度,冷封孔后,推荐55±5℃热水洗10~15min,也称冷封孔后处理。
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