鋁及其合金材料由於其高的強度/重量比,易發色處理成 型加工以及優異的物理、化學性能,成為目前工業中使用量僅次於鋼鐵的第二大類金屬材料。然而,鋁合金材料硬度低、耐磨性差,常發生磨蝕破損,因此,鋁合金 在使用前往往需經過相應的表面處理以滿足其對環境的適應性和安全性,減少磨蝕,延長其使用壽命。在工業上越來越廣泛地采用陽極氧化的方法在鋁表面形成厚而 致密的氧化膜層,以顯著改變鋁合金的耐蝕性,提高硬度、耐磨性和裝飾性能。

  陽極氧化是國現代最基本和最通用的鋁合金表面處理的方法。陽極氧化可分為普通陽極氧化和硬質陽極氧化。鋁及鋁合金電解著色所獲得的色膜具有良好的耐 磨、耐曬、耐熱和耐蝕性,廣泛應用於現代建築鋁型材的裝飾防蝕。然而,鋁陽極氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力,容易受污染和腐蝕介質侵蝕,心須進行封孔處 理,以提高耐蝕性、抗污染能力和固定色素體。

2。1 普通陽極氧化
  鋁及其合金經普通陽極氧化可在其表面形成一層Al2O3膜,使用不同的陽極氧化液,得到的Al2O3膜結構不同。陽極氧化時陽極處理,鋁表面的氧化膜的成長包含兩個過程:膜的電化學生成和化學溶解過程。只有膜的成長速度大於溶解速度時,氧化膜才能成長、加厚。普通陽極氧化主要有硫酸陽極氧化、鉻酸陽極氧化、草酸陽極氧化和磷酸陽極氧化等,以下介紹一些普通陽極氧化新工藝。
  2。1。1 寬溫快速陽極氧化[1]
  硫酸陽極氧化電解液的溫度要求在23℃以下,當溶液的溫度高於25℃時,氧化膜變得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差電鍍,因此在原硫酸溶液中加入氧化添加劑對原工藝進行改進,改進後的溶液配方為:

硫酸(ρ=1。84g/cm3)150-200g/L(最佳值160g/L)CK-LY添加劑      20-35g/L (最佳值30g/L)鋁離子         0。5-20g/L (最佳值5g/L)

  CK-LY氧化添加劑包括特定的有機酸和導電鹽,前者能提高電解液的工作溫度,抑制陽極氧化膜的化學溶解,在較高的溫度下對抑制氧化膜疏松有良好的作 用;後者能增強電解液的導電性,提高電流密度,加快成膜速度。該添加劑溶於硫酸電解液,對電解液中的金屬離子有絡合作用,使溶液中鋁離子的容忍量提高,氧 化液的壽命延長,操作溫度可達30℃以上,而普通硫酸氧化工藝21℃以上就必須開冷水機;同時減少了氧化時間,並可獲得高質量的氧化膜。
  2。1。2 硼酸-硫酸陽極氧化[2]
  硼酸-硫酸陽極氧化是取代鉻酸陽極氧化的一種薄層陽極氧化新工藝。硼酸-硫酸陽極氧化溶液的組成為:45g/L H2SO4+8g/L H3BO3。
  陽極氧化膜退膜溶液:按ASTMB137(美國實驗材料標准)規定溶液,即:20g/L CrO3+35mL/L H3PO4。
  2。1。3 其它方面工藝的改進
  鞏運蘭等對鋁在鉻酸中高電壓陽極氧化進行了研究[3],結果表明,鉻酸體系高電壓陽極氧化得到的氧化膜多孔,膜孔徑極不規整,呈樹枝狀,濃度對孔徑和膜厚都有影響。
  在磷酸中采用直流恆壓電解的方法對鋁試樣進行鋁表面處理陽極氧化處理。實驗表明,隨著電解電壓的升高,阻擋層厚度、多孔層胞徑和孔徑均呈線性增加,其原因與離子遷移等密切相關。此項技術起源於本世紀30年代,由於磷酸氧化膜具有硬陽處理很強的粘合力,是電鍍、塗漆的良好底層,因此得到越來越廣泛的應用。

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