铝阳极氧化后的封闭处理方法-惠州富坤阳极氧化有限公司

由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能，表面易被污染，尤其处在腐蚀性环境中，腐蚀介质进入孔内易引起腐蚀。因此，经阳极氧化后的皮膜不管着色与否，均需进行封闭处理，以提高氧化膜的抗蚀、绝缘和耐磨等性能、以及减弱它对杂质或油污的吸附。

氧化膜封闭的方法很多，有热水封闭法、蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和石蜡、油类和树脂封闭法等等。下面介绍三种常用的封闭处理。

一、热水封闭

热水封闭（或蒸汽封闭）的原理，是氧化膜表面和孔壁的A1203在热水中发生水化反应，生成水合氧化铝，使原来氧化膜的体积增加33-100%，氧化膜体积的膨胀使膜孔显著缩小，从而达到封孔的目的。热水封闭宜采用蒸馏水或去离子水，而不用自来水，以防水垢被吸附在氧化膜孔中，使皮膜透明度下降。实践证明，采用中性蒸馏水封闭，制品易产生雾状块的外观，影响表面光亮度。采用微酸性的蒸馏水封闭，可得到良好的封闭状态。 热水封闭的技术条件如下：

温度95～100℃

pH值5。5-－6（用醋酸调节）

时间10－－30min

二、蒸汽封闭

水蒸气封闭的效果要比热水封闭好，但成本较高。一般适用于封闭要求较高的装饰性零件。蒸汽封闭还可防止某些染料在水封闭中的流色现象，而且利用蒸汽压力对氧化膜的压缩作用，可提高膜层的致密程度。蒸汽封闭的技术条件如下：

温度100-－110℃

压力0.05－－0.1 MPa (0。5～1 kgf/cm2）

三、盐溶液封闭

1、重铬酸盐封闭

重铬酸盐封闭法（俗称填充法），是在重铭酸盐的水溶液中。氧化膜吸附了重铬酸盐后发生化学反应，生成碱式铬酸铝[Al (OH) Cr04]和重铬酸铝[Al(OH) Cr207]，这些生成物填满皮膜的孔隙、起封孔作用。经重铬酸盐封闭的制品表面呈橙***。零件在封闭处理前，必须仔细用冷水清洗洁净，以免将遗留在零件上的***带到封闭槽中，对膜层起色泽起***作用，防止零件与槽体接触、损坏氧化膜。封闭液中***杂质S042-gt; 0， 2g/L时，会使封闭的零件色泽变淡、发白。可加入适量铬酸钙(CaCr04)沉淀过滤排除。当Si032-＞0。02g/L时，造成制品发白和颜色发花，并影响抗蚀性能，可用添加***铝钾[K2A12 (S04)4 24H20] 0.1－－0.l5g/L 来解决（根据生产情况每月添加3～4次）。当Cl-gt;1.5g/L时，对封闭溶液必须进行稀释或更换，因氯离子对氧化膜有腐蚀作用。

2、水解盐类的封闭

在某些金属盐溶液中，利用金属盐被氧化膜吸附后，发生水解作用，生成氢氧化物沉淀，填充在孔隙内，达到封闭的目的。常用作封闭的金属盐有钻、镍盐类。由于这些沉淀的氢氧化物几乎是无色透明的，而且它还能与有机染料分子形成络合物，阳极氧化，因此，本色阳极氧化，水解盐封闭法特别适用于防护一装饰性氧化膜经着色后的封闭处理。

直流阳极氧化时间与电压对膜层性能的影响

一、直流阳极氧化时间对膜层性能的影响

特定时间范围内，随氧化时间的延长，膜厚度增加很快，阳极氧化颜色，氧化时间gt;50min后，膜厚度几乎不再增长。氧化前，实验用工业纯铝L2基体的显微硬度约4615HV。经阳极氧化的试样表面显微硬度极度提高，但随氧化时间的增加，尤其是氧化时间20min后，膜硬度迅速下降。其原因是(i)氧化膜分为阻挡层和多孔层，阻挡层硬度很高，而多孔膜层硬度较低。在氧化初期，阻挡层硬度对膜层的硬度影响占优势，随着氧化时间的延长，多孔层增厚，阻挡层的影响减小，从而导致表面的显微硬度降低。(ii)在氧化膜的生长过程中，成膜反应和溶膜反应同时进行。当成膜速度大于溶膜速度时，一定时间内膜层厚度不断增加，随着氧化膜膜层向基体不断延伸的同时，多孔层的孔壁逐渐变薄，孔径逐渐增大，导致显微硬度随氧化时间的增加呈下降趋势。值得注意的是，封孔后，阳极氧化，随氧化时间的延长，氧化膜的硬度下降趋势减缓。氧化时间为40min，能同时获得相对较好的膜厚度和膜硬度。

二、直流阳极氧化电压对膜层性能的影响

氧化膜厚度随着氧化电压的升高几乎呈线性增加。这是因为一定电压范围内，氧化电压越大，氧化膜的阻挡层越厚，而多孔层的产生和增长是建立在阻挡层不断向铝基体延伸的基础上的，阻挡层越厚，则产生的多孔层越厚膜层表面显微硬度亦随氧化电压的增加而增加。这是因为提高氧化电压，氧化膜的生长速度加快，成膜时间缩短。膜层发生化学溶解的时间减少，其厚度和硬度相应提高。值得注意的是氧化电压超过10V后，膜硬度增长趋势相对减缓。

铝及铝合金表面氧化是铝制品加工过程中较为重要的表面处理工艺。

经化学氧化杜理获得的氧化膜，厚度一般为0.3～4um，质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜．所以，除有特殊用途外，很少单独使用．但它有较好的吸附能力，在其表面再涂漆，可有效地提高铝制品的耐蚀性和装饰性。经阳极氧化处理获得的氧化膜，厚度一般在5-20v m，硬质阳极氧化膜厚度可达60- 2500m．其膜层还具有似下特性：

(1)铝加工的硬度较高。纯铝氧化膜的硬度比铝合金氧化膜的硬度高．通常，它的硬度大小与铝的合金成份、阳极氧化时电解液的工艺条件有关．阳极氧化膜不仅硬度较高，而且有较好的耐磨性．尤其是表面层多孔的氧化膜具有吸附润滑剂的能力，还可进一步改善表面的耐磨性能．

(2)铝加工的有较高的耐蚀性．这是由于阳极氧化膜有较高的化学稳定性．经测试，纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好．这是由于合金成分夹杂或形成金属化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不连续或产生空隙，从而使氧化膜的耐蚀性大为降低．所以，一般经阳极氧化后所得的膜必须进行封闭处理，才能提高其耐蚀性能。

(3)铝加工有较强的吸附能力。铝及铝合金的阳极氧化膜为多孔结构，具有很强的吸附能力，所以给孔内填充各种颜料、润滑剂、树脂等可进一步提高铝制品的防护、绝缘、耐磨和装饰性能．

(４)铝加工有很好的绝缘性能．铝及铝合金的阳极氧化膜，已不具备金属的导电性质，而成为良好的绝缘材料．

(5)绝热抗热性能强．这是因为阳极氧化膜的导热系数大大低于纯铝·阳极氧化膜可耐温15001C左右，而纯铝只能耐660℃．好综上所述，铝和铝合金经化学氧化处理，特别是阳极氧化处理后，在其表面形成的氧化膜具有良好的防护一装饰等特性．因此，被广泛应用于航空、电气、电子、机械制造和轻工工业等方面。

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