铝合金的密度(铝合金阳极氧化与表面处理技术)( 三 )


d.氧化膜的结合力,氧化氧化膜于基体金属的结合力很强,很难用机械的方法将它们分离,即使膜层随金属弯曲,膜层仍于基体金属保持良好的结合,但氧化膜的塑性小,脆性大,当膜层受到较大的冲击负荷和弯曲变形时,会产生龟裂,所以这种氧化膜不易在机械作用下使用,可以用作油漆层的底层 。
e.氧化膜的绝缘性,铝的阳极氧化膜的阻抗较高,导热性也很低,热稳定性可高达1500度,热导率0.419W/(m?K)—1.26W/(m?K) 。可用作电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层 。
六、铝合金氧化膜生成过程
1.阳极氧化的第一阶段
无孔层的形成阶段,ab段,通电开始断时间(几秒到几十秒)内电压剧增,达到临界电压,(电压的最大值)表明这时阳极表面形成了连续、无孔的薄膜层 。无孔层电阻较大,阻碍了膜的继续增厚,无孔层的厚度与形成电压成正比,氧化膜在电解液中溶解速度成反比 。厚度约0.01~0.1微米 。
2.阳极氧化的第二阶段
多孔层形成阶段,bc段,在膜最薄的地方将首先被溶解出空穴来,电解液就可以通过这些空穴到达铝的新鲜表面,电化学反应得以继续进行,电阻减小,电压随之下降(下降幅度为最高值的10~15%),膜上出现多孔层 。
3.阳极氧化的第三阶段
多孔层增厚,cd段,这时电压平稳而缓慢的上升,这时无孔层不断被溶解成多孔层,新的无孔层友在生长,这样多孔层就在不断增厚,当生成速度与溶解速度达到动态平衡时,膜的厚度就不再增加,这时反应就应该停止了 。
七、铝合金阳极氧化的工艺
1.阳极氧化的常用工艺
铝合金阳极氧化的常用工艺有:硫酸阳极氧化工艺、铬酸阳极氧化工艺、草酸阳极氧化工艺和磷酸阳极氧化工艺 。最常用的是硫酸阳极氧化 。
2.硫酸阳极氧化
目前国内外广泛使用的阳极氧化工艺就是硫酸阳极氧化,和其他方法相比他在生产成本、氧化膜特点和性能上都具有很大优势,它成本低、膜的透明性好、耐腐蚀耐摩擦性好、着色容易等优点 。它是以稀硫酸作电解液,对产品进行阳极氧化,膜的厚度可达5um—20um,膜的吸附性好,无色透明,工艺简单,操作方便 。
3.铬酸阳极氧化
铬酸阳极氧化得到的膜较薄,只有2-5um,能保持工件原有的精度和表面粗糙度;孔隙率低难染色,不做封孔也可使用;膜层软,耐磨性较差但弹性好;耐腐蚀力较强,铬对铝的溶解度小,使针孔和缝隙内残留液对部件的腐蚀较小,适于铸件等结构件,该工艺在军事上用得较多 。同时可以对部件质量进行检验,在裂纹处褐色电解液就会流出,很明显 。
4.草酸阳极氧化
草酸对铝的氧化膜溶解性小,所以氧化膜孔隙率低,膜层耐磨性和电绝缘性比硫酸膜好;但草酸氧化成本高是硫酸的3~5倍;同时草酸在阴极和阳极都会被反应,导致电解液稳定性差;草酸氧化膜的色泽易随工艺条件变化,导致产品产生色差,所以该工艺应用受到一定限制 。但草酸可做硫酸氧化添加剂使用较常见 。
5.磷酸阳极氧化
氧化膜在磷酸电解液中溶解比硫酸大,因此氧化膜薄(只有3um),同时孔径大 。因磷酸膜有较强的防水性,可阻止胶黏剂因水合而老化使胶接剂的结合力比较好,所以主要用于印刷金属板的表面处理和铝工件胶接的预处理 。
八、铝合金硬质阳极氧化
1.硬质氧化膜的特点
铝合金硬质阳极氧化和普通氧化膜相比具有以下特点:氧化膜比较厚(一般厚度不小于25um)、硬度比较高(大于350HV)、耐磨性较好、空隙率较低、耐击穿电压较高,而表面平整性可能显得稍差一点 。