随着近代工业的发展,轻金属材料的应用日益广泛。铝及铝合金具有密度小、导电导热能力强、力学性能优异、可加工性好等一系列优点,在国民经济的各个部门获得了广泛的应用。在建筑领域,如日本的高层建筑98%采用铝合金作门窗及墙面装饰。铝合金门窗与普通木门窗、钢门窗相比,阳极氧化,具有质量轻、用材省、美观、耐腐蚀、维修方便等特点,虽然造价比普通木门窗高3~4倍,但由于长期维修费用低,所以有着广阔的发展前景。在大气中铝及铝合金表面与氧作用能形成一层氧化膜,但膜薄(3×10-3 ~5×10-3μm)而疏松多孔,为非晶态的、不均匀也不连续的膜层,不能作为可靠的防护-装饰性膜层。目前,在工业上广泛地采用铝阳极氧化或化学氧化的铝氧化处理方法,在铝及铝合金制件表面生成一层氧化膜,以达到防护-装饰的目的。
经化学彩色氧化处理获得的氧化膜,厚度一般为0.3~4μm,质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜。而经阳极氧化处理获得的氧化膜,厚度一般在5~20μm,硬质阳极氧化膜厚度可达60~250μm,本色阳极氧化,其膜层与基体金属结合牢固,具有较高的耐蚀性、耐磨性和硬度。多孔的氧化膜具有很强的吸附能力,易于用有机染料着色,同时还具有绝缘性能好、绝热抗热性能强等特点。
综上所述,经过铝合金和铝阳极氧化处理后,在其表面形成的氧化膜具有良好的防护-装饰等特性。因此,阳极氧化,被广泛用于航空、电器、电子、机械制造和轻工工业等方面。
氧化成品率为一次生产成品率,即一次生产不返工的成品率,据生产实践发现,返工型材成本是不返工型材成本的3倍,而且还无法保证型材的表面质量。当然氧化产品的质量是从熔铸车间开始的,由于篇幅限制,下面就浅谈一下氧化生产过程中注意的一些细节问题。
挂料杆与导电梁之间固定用螺丝要经常紧固,每次绑料前都要首先检查挂料杆固定是否松动,如稍有松动,就应及时紧固。另受腐蚀,挂料杆会变小,需及时更换,因为其导电面积变小了,容易引起发热,同时要绑紧,防止型材掉入槽中引起碰极,短路损坏电源。
同时掉入槽中的型材需及时清理出来,如碱洗槽里落入一根型材,就会很快腐蚀,实验证明,其耗碱量相当于碱洗50—100根型材的耗碱量。落入着色槽或封孔槽内,由于腐蚀作用,槽内会积累大量的铝离子,影响槽液的使用寿命。
绑料用的铝丝采用两种规格为好,大料选用粗铝丝,中、小料则用较细铝丝,可采用2mm与3mm,或2.2mm与3.2mm两种规格,铝丝退火硬度取1/2~3/4为好。目前很多企业已改用夹具。
吊入氧化槽前要认真紧固每根型材;对返工料氧化前紧料时,要先用老虎钳拍打型材端部使其移位后才紧料,使接触处无膜,保证良好导电。
型材料挂放入氧化槽和着色槽导电座上时要注意好对中,不然易出现阴阳面色差。
氧化结束断电后及时吊起,停留在氧化槽内数分钟会影响封孔,也会使着色速度加快;氧化后吊起在空中倾斜停留太久,泻酸液的一端因氧化膜扩孔原因使着色较深,易出现两头色差。
1、宏观检验
用放大镜和立体显微镜观察到连接的宏观外观。在连接的阀座表面上可以看到一个白色的斑点区域,并且在底部的洞附近观察到白色的斑点。仔细观察发现,白色的斑点的区域明显有类似的流体流动的痕迹。摘要为了对连接座进行立体检查,对部分的深孔进行了剖析。洞里有一种白色的现象。在底孔的底部有一定的颜色差异,在底部有少量的腐蚀产物。
2、膜的外观和组成
利用扫描电子显微镜和x射线能谱仪,对铝合金连接件表面上的铬酸氧化膜层进行了分析。摘要在表面观测中没有白点的区域,发现铬酸盐宏观硬膜表面的膜层表面密度非常高,不存在宏观孔缺陷、SEM形态和EDAX成分分析结果。据观察,白色的斑点中有明显的侵蚀现象,不仅仅是在裂缝中。有一个典型的腐蚀坑。结果表明,阳极氧化厂家,受损伤的膜中含有不正常的氯元素,其质量分数为5.49%。
3、腐蚀产品的外观和成分分析
在深孔的表面观察分析中,深孔内硬铬酸氧化膜层表面出现明显的腐蚀现象,腐蚀的主要方式,腐蚀坑直径在10个以内。在内部,发现了大量腐蚀坑腐蚀产品,同时,在螺纹表面的深孔上,腐蚀产品脱落,典型的裂纹形状“粘土纹样”。腐蚀产物EDAX的结果表明,这些化学元素包括少量的外来元素氯和硫。
4、实验
为了验证连接阀座表面硬铬酸氧化过程的稳定性和可靠性,特别是对连接正常硬阳极表面和白点现场试验表面的检测,测试温度为25、3分钟或更合格。该连接的测试结果是:正常的硬氧化表面大于10分钟,白点面积小于2min。结果表明,白色的斑点的面积没有被腐蚀。
5、实验结论
在铝和铝合金表面处理中,硬氧化是工业中广泛使用的。常用的方法包括:***的硬氧化、铬酸的硬氧化、草酸的硬氧化和磷酸的硬氧化。硬氧化过程是采用铝金属氧化物原理,通过电解氧化过程,产生硬铝氧化膜层。这部电影不仅有很好的耐磨性。涂料和颜料的耐蚀性和吸附能力强,可作为零件表面的一层。
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