阳极铝氧化的原理:将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度,保护金属表面等。例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解。
为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷,扩大应用范围,延长使用寿命,表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环,而阳极铝氧化技术是目前应用较广且成功的。
阳极的铝或其合金氧化,表面上形成氧化铝薄层,其厚度为5~20微米,硬质阳极氧化膜可达60~200微米。阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可达250~500千克/平方毫米,良好的耐热性 ,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K,优良的绝缘性,耐击穿电压高达2000V,增强了抗腐蚀性能,在ω=0.03N***盐雾中经几千小时不腐蚀。有色金属或其合金都可进行阳极铝氧化处理,这种方法广泛用于机械零件,飞机汽车部件,精密仪器及无线电器材,日用品和建筑装饰等方面。
铝阳极氧化主要的用处:进步零件的耐磨、耐蚀性、耐气候腐蚀。氧化生成的透明膜,能够着色制成各种彩色膜。作为电容器介质膜。进步与有机涂层的分离力,作涂装底层。做电镀、搪瓷的底层。
铝阳极氧化的原理不是很复杂,主要是经过水电解来完成的。当电流经过时, 将发作以下的反响:
在阴极上, 按下列反响放出 H2:2H + + 2e → H2
在阳极上, 4OH - 4e → 2H2O + O2, 析出的氧不只是分子态的氧 (O2), 还包括原子氧(O), 以及离子氧(O-2), 通常在反响中以分子氧表示。
作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化, 构成无水的Al2O3膜: 2AI + 3[O] = AI2O3 + 1675.7KJ 应指出, 生成的氧并不是全部与铝作用, 局部以气态的方式析出。铝阳极氧化早就在工业上得到普遍应用。
随着铝加工工业的蓬勃发展,铝氧化已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。铝材电解着色的色差的产生,与着色机理、氧化膜的厚度的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。如何解决这一问题,这就要求铝氧化处理厂,在对型材进行电解着色表面处理时,加以研究和防范。
要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内,减少着色缺陷的产生,在实际的生产过程中,首先在加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时注意以下几方面的要求:
1、在阳极铝氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度,并放置在两极中间,确保左右极距相等。同时控制上料绑料面积,每挂料总表面积不超过44m2。
2、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。
3、着色结束时,必须立即起吊,尽快流尽槽液,尽快转移至水槽水洗,不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后,才能用色板比色,比色时,掌握型材色略深于样板色。当颜色太浅时,重新放入着色槽通电补色,当颜色太深时,重新放入着色槽(不通电)或氧化槽后面的酸性水槽褪色。
4、阳极铝氧化后即染色,工件经阳极氧化后要立即染色。若工件阳极铝氧化后在空气中暴露时间过久膜层孔隙即会缩小,并有可能沾上污物,导致染色困难。
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