铝及铝合氧化处理1.doc

7 37 3 铝及其合金的氧化处理铝及其合金的氧化处理 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 的的 氧氧 化化 处处 理理 的的 方方 法法 主主 要要 有有 两两 类类 化化 学学 氧氧 化化 氧氧 化化 膜膜 较较 薄薄 厚厚 度度 约约 为为0 5 4 微微 米米 且且 多多 孔孔 质质 软软 具具 有有 良良 好好 的的 吸吸 附附 性性 可可 作作 为为 有有 机机 涂涂 层层 的的 底底 层层 但但 其其 耐耐 磨磨 性性 和和 抗抗 蚀蚀 性性 能能 均均 不不 如如 阳阳 极极 氧氧 化化 膜膜 电电 化化 学学 氧氧 化化 氧氧 化化 膜膜 厚厚 度度 约约 为为5 2 0 微微 米米 硬硬 质质 阳阳 极极 氧氧 化化 膜膜 厚厚 度度 可可 达达 6 0 2 0 0 微微 米米 有有 较较 高高 硬硬 度度 良良 好好 的的 耐耐 热热 和和 绝绝 缘缘 性性 抗抗 蚀蚀 能能 力力 高高 于于 化化 学学 氧氧 化化 膜膜 多多 孔孔 有有 很很 好好 的的 吸吸 附附 能能 力力 7 3 1 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 的的 化化 学学 氧氧 化化 处处 理理 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 的的 化化 学学 氧氧 化化 处处 理理 设设 备备 简简 单单 操操 作作 方方 便便 生生 产产 效效 率率 高高 不不 消消 耗耗 电电 能能 适适 用用 范范 围围 广广 不不 受受 零零 件件 大大 小小 和和 形形 状状 的的 限限 制制 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 化化 学学 氧氧 化化 的的 工工 艺艺 按按 其其 溶溶 液液 性性 质质 可可 分分 为为 碱碱 性性 氧氧 化化 法法 和和 酸酸 性性 氧氧 化化 法法 两两 大大 类类 按按 膜膜 层层 性性 质质 可可 分分 为为 氧氧 化化 物物 膜膜 磷磷 酸酸 盐盐 膜膜 铬铬 酸酸 盐盐 膜膜 铬铬 酸酸 磷磷 酸酸 盐盐 膜膜 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 碱碱 性性 铬铬 酸酸 盐盐 化化 学学 氧氧 化化 溶溶 液液 的的 配配 方方 及及 工工 艺艺 条条 件件 如如 表表7 4 表表 7 7 4 4 铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件 配配 方方 编编 号号组组 成成 物物 的的 质质 量量 浓浓 度度 g L 1 1 2 3 碳碳 酸酸 钠钠4 0 6 05 0 6 04 0 5 0 铬铬 酸酸 钠钠1 5 2 51 5 2 01 0 2 0 氢氢 氧氧 化化 钠钠 2 5 磷磷 酸酸 三三 钠钠 1 5 2 硅硅 酸酸 钠钠 0 6 1 0 温温 度度 8 5 1 0 09 5 1 0 0 9 0 9 5 时时 间间 m i n 5 8 8 1 0 8 1 0 注注 配配 方方1 2 适适 用用 于于 纯纯 铝铝 铝铝 镁镁 合合 金金 铝铝 锰锰 合合 金金 和和 铝铝 硅硅 合合 金金 的的 化化 学学 氧氧 化化 膜膜 层层 颜颜 色色 为为 金金 黄黄 色色 但但 后后 二二 种种 合合 金金 上上 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 颜颜 色色 较较 暗暗 碱碱 性性 氧氧 化化 液液 中中 得得 到到 的的 膜膜 层层 较较 软软 耐耐 蚀蚀 性性 较较 差差 孔孔 隙隙 率率 较较 高高 吸吸 附附 性性 好好 适适 于于 作作 为为 涂涂 装装 底底 层层 配配 方方3 中中 加加 入入 硅硅 酸酸 钠钠 获获 得得 的的 氧氧 化化 膜膜 为为 无无 色色 硬硬 度度 及及 耐耐 蚀蚀 性性 略略 高高 孔孔 隙隙 率率 及及 吸吸 附附 性性 略略 低低 在在 硅硅 酸酸 钠钠 的的 质质 量量 分分 数数 为为2 的的 溶溶 液液 中中 封封 闭闭 处处 理理 后后 可可 单单 独独 作作 为为 防防 护护 层层 用用 适适 合合 于于 含含 重重 金金 属属 铝铝 合合 金金 氧氧 化化 用用 工工 件件 经经 氧氧 化化 处处 理理 后后 为为 提提 高高 耐耐 蚀蚀 性性 可可 在在2 0 g L 的的C r O3 溶溶 液液 中中 室室 温温 下下 钝钝 化化 处处 理理5 1 5 s 然然 后后 在在 低低 于于5 0 温温 度度 下下 烘烘 干干 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 酸酸 性性 铬铬 酸酸 盐盐 化化 学学 氧氧 化化 溶溶 液液 配配 方方 及及 工工 艺艺 条条 件件 如如 表表7 5 表表 7 7 5 5 铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件 配配 方方 编编 号号组组 成成 物物 的的 质质 量量 浓浓 度度 g L 1 1 2 3 4 5 磷磷 酸酸 1 0 1 5 5 0 6 0 2 2 铬铬 酐酐 1 2 2 0 2 5 2 4 4 5 3 5 5 氟氟 化化 钠钠 3 5 5 1 1 2 0 8 氟氟 化化 氢氢 氨氨 3 3 5 磷磷 酸酸 氢氢 二二 氨氨 2 2 5 硼硼 酸酸 0 6 1 2 2 铁铁 氰氰 化化 钾钾 0 5 0 7 重重 铬铬 酸酸 钾钾 3 3 5 温温 度度 2 0 2 5 3 0 4 0 室室 温温 2 5 3 5 2 5 3 0 时时 间间 m i n 8 1 5 2 8 1 5 6 0 s 0 5 1 0 3 注注 配配 方方1 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 较较 薄薄 韧韧 性性 好好 耐耐 蚀蚀 性性 好好 适适 用用 于于 氧氧 化化 后后 需需 变变 形形 的的 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 也也 可可 用用 于于 铸铸 铝铝 件件 的的 表表 面面 防防 护护 氧氧 化化 后后 不不 需需 要要 钝钝 化化 或或 填填 充充 处处 理理 配配 方方2 溶溶 液液p H 值值 为为1 5 2 2 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 较较 厚厚 约约 1 3 微微 米米 致致 密密 性性 及及 耐耐 蚀蚀 性性 都都 较较 好好 氧氧 化化 后后 零零 件件 尺尺 寸寸 无无 变变 化化 氧氧 化化 膜膜 颜颜 色色 为为 无无 色色 至至 浅浅 蓝蓝 色色 适适 用用 于于 各各 种种 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 氧氧 化化 处处 理理 在在 配配 方方2 溶溶 液液 中中 氧氧 化化 处处 理理 后后 零零 件件 应应 立立 即即 用用 冷冷 水水 清清 洗洗 干干 净净 然然 后后 用用 重重 铬铬 酸酸 钾钾4 0 5 0 g L 溶溶 液液 填填 充充 处处 理理 P H 4 5 6 5 时时 用用 碳碳 酸酸 钠钠 调调 整整 温温 度度 9 0 9 5 时时 间间5 1 0 分分 钟钟 清清 洗洗 后后 在在7 0 烘烘 干干 配配 方方3 溶溶 液液 中中 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 为为 无无 色色 透透 明明 厚厚 度度 约约0 3 0 5 微微 米米 膜膜 层层 导导 电电 性性 好好 主主 要要 用用 于于 变变 形形 的的 铝铝 制制 电电 器器 零零 件件 配配 方方4 适适 用用 于于 纯纯 铝铝 及及 防防 锈锈 铝铝 及及 铸铸 铝铝 等等 合合 金金 氧氧 化化 膜膜 很很 薄薄 导导 电电 性性 及及 耐耐 蚀蚀 性性 好好 硬硬 度度 低低 不不 耐耐 磨磨 可可 以以 点点 焊焊 或或 氩氩 弧弧 焊焊 但但 不不 能能 锡锡 焊焊 主主 要要 用用 于于 要要 求求 有有 一一 定定 导导 电电 性性 能能 的的 铝铝 合合 金金 零零 件件 配配 方方5 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 较较 薄薄 约约0 5 微微 米米 导导 电电 性性 及及 耐耐 蚀蚀 性性 好好 孔孔 隙隙 少少 可可 单单 独独 作作 防防 护护 层层 用用 7 3 2 铝铝 和和 铝铝 合合 金金 的的阳阳 极极 氧氧 化化 电电 化化 学学 氧氧 化化 处处 理理 铝铝 是是 比比 较较 活活 泼泼 的的 金金 属属 标标 准准 电电 位位 1 6 6 v 在在 空空 气气 中中 能能 自自 然然 形形 成成 一一 层层 厚厚 度度 约约 为为0 0 1 0 1 微微 米米 的的 氧氧 化化 膜膜 这这 层层 氧氧 化化 膜膜 是是 非非 晶晶 态态 的的 薄薄 而而 多多 孔孔 耐耐 蚀蚀 性性 差差 但但 是是 若若 将将 铝铝 及及 其其 合合 金金 置置 于于 适适 当当 的的 电电 解解 液液 中中 以以 铝铝 制制 品品 为为 阳阳 极极 在在 外外 加加 电电 流流 作作 用用 下下 使使 其其 表表 面面 生生 成成 氧氧 化化 膜膜 这这 种种 方方 法法 称称 为为 阳阳 极极 氧氧 化化 通通 过过 选选 用用 不不 同同 类类 型型 不不 同同 浓浓 度度 的的 电电 解解 液液 以以 及及 控控 制制 氧氧 化化 时时 的的 工工 艺艺 条条 件件 可可 以以 获获 得得 具具 有有 不不 同同 性性 质质 厚厚 度度 约约 为为 几几 十十 至至 几几 百百 微微 米米 的的 阳阳 极极 氧氧 化化 膜膜 其其 耐耐 蚀蚀 性性 耐耐 磨磨 性性 和和 装装 饰饰 性性 等等 都都 有有 明明 显显 改改 善善 和和 提提 高高 1 氧氧 化化 膜膜 的的 形形 成成 与与 生生 长长 A l 及及 铝铝 合合 金金 的的 阳阳 极极 氧氧 化化 所所 用用 的的 电电 解解 液液 一一 般般 为为 中中 等等 溶溶 解解 能能 力力 的的 酸酸 性性 溶溶 液液 铅铅 作作 为为 阴阴 极极 仅仅 起起 导导 电电 作作 用用 铝铝 及及 其其 合合 金金 进进 行行 阳阳 极极 氧氧 化化 时时 在在 阳阳 极极 发发 生生 下下 列列 反反 应应 H2O 2 e O 2 H 2 A l 3 O A l2O3 在在 阴阴 极极 发发 生生 下下 列列 反反 应应 2 H 2 e H2 同同 时时 酸酸 对对 铝铝 和和 生生 成成 的的 氧氧 化化 膜膜 进进 行行 化化 学学 溶溶 解解 其其 反反 应应 为为 2 A l 6 H 2 A l 3 3 H2 A l2O3 6 H 2 A l 3 3 H2O 氧氧 化化 膜膜 的的 生生 长长 过过 程程 就就 是是 氧氧 化化 膜膜 不不 断断 生生 成成 和和 不不 断断 溶溶 解解 的的 过过 程程 第第 一一 段段a 曲曲 线线a b 段段 无无 孔孔 层层 形形 成成 通通 电电 刚刚 开开 始始 的的 几几 秒秒 到到 几几 十十 秒秒 时时 间间 内内 铝铝 表表 面面 立立 即即 生生 成成 一一 层层 致致 密密 的的 具具 有有 高高 绝绝 缘缘 性性 能能 的的 氧氧 化化 膜膜 厚厚 度度 约约 0 0 1 0 1 微微 米米 为为 一一 层层 连连 续续 的的 无无 孔孔 的的 薄薄 膜膜 层层 称称 为为 无无 孔孔 层层 或或 阻阻 挡挡 层层 此此 膜膜 的的 出出 现现 阻阻 碍碍 了了 电电 流流 的的 通通 过过 和和 膜膜 层层 的的 继继 续续 增增 厚厚 无无 孔孔 层层 的的 厚厚 度度 与与 形形 成成 电电 压压 成成 正正 比比 与与 氧氧 化化 膜膜 在在 电电 解解 液液 中中 的的 溶溶 解解 速速 度度 成成 反反 比比 因因 此此 曲曲 线线a b 段段 的的 电电 压压 就就 表表 现现 出出 由由 零零 急急 剧剧 增增 至至 最最 大大 值值 第第 一一 段段b 曲曲 线线b c 段段 多多 孔孔 层层 形形 成成 随随 着着 氧氧 化化 膜膜 的的 生生 成成 电电 解解 液液 对对 膜膜 的的 溶溶 解解 作作 用用 也也 就就 开开 始始 了了 由由 于于 生生 成成 的的 氧氧 化化 膜膜 并并 不不 均均 匀匀 在在 膜膜 最最 薄薄 的的 地地 方方 将将 首首 先先 被被 溶溶 解解 出出 空空 穴穴 来来 电电 解解 液液 就就 可可 以以 通通 过过 这这 些些 空空 穴穴 到到 达达 铝铝 的的 新新 鲜鲜 表表 面面 电电 化化 学学 反反 应应 得得 以以 继继 续续 进进 行行 电电 阻阻 减减 小小 电电 压压 随随 之之 下下 降降 下下 降降 幅幅 度度 为为 最最 高高 值值 的的 1 0 1 5 膜膜 上上 出出 现现 多多 孔孔 层层 第第 一一 段段c 曲曲 线线c d 段段 多多 孔孔 层层 增增 厚厚 阳阳 极极 氧氧 化化 约约2 0 s 后后 电电 压压 进进 入入 比比 较较 平平 稳稳 而而 缓缓 慢慢 的的 上上 升升 阶阶 段段 表表 明明 无无 孔孔 层层 在在 不不 断断 地地 被被 溶溶 解解 形形 成成 多多 孔孔 层层 的的 同同 时时 新新 的的 无无 孔孔 层层 又又 在在 生生 长长 也也 就就 是是 说说 氧氧 化化 膜膜 中中 无无 孔孔 层层 的的 生生 成成 速速 度度 与与 溶溶 解解 速速 度度 基基 本本 上上 达达 到到 了了 平平 衡衡 故故 无无 孔孔 层层 的的 厚厚 度度 不不 再再 增增 加加 电电 压压 变变 化化 也也 很很 小小 但但 是是 此此 时时 在在 孔孔 的的 底底 部部 氧氧 化化 膜膜 的的 生生 成成 与与 溶溶 解解 并并 没没 有有 停停 止止 他他 们们 仍仍 在在 不不 断断 进进 行行 着着 结结 果果 使使 孔孔 的的 底底 部部 逐逐 渐渐 向向 金金 属属 基基 体体 内内 部部 移移 动动 随随 着着 氧氧 化化 时时 间间 的的 延延 续续 孔孔 穴穴 加加 深深 形形 成成 孔孔 隙隙 具具 有有 孔孔 隙隙 的的 膜膜 层层 逐逐 渐渐 加加 厚厚 当当 膜膜 生生 成成 速速 度度 和和 溶溶 解解 速速 度度 达达 到到 动动 态态 平平 衡衡 时时 即即 使使 再再 延延 长长 氧氧 化化 时时 间间 氧氧 化化 膜膜 的的 厚厚 度度 也也 不不 会会 再再 增增 加加 此此 时时 应应 停停 止止 阳阳 极极 氧氧 化化 过过 程程 阳阳 极极 氧氧 化化 特特 性性 曲曲 线线 与与 氧氧 化化 膜膜 生生 长长 过过 程程 如如 图图7 1 所所 示示 图图7 1 阳阳 极极 氧氧 化化 特特 性性 曲曲 线线 与与 氧氧 化化 膜膜 生生 长长 过过 程程 示示 意意 图图 2 铝铝 及及 铝铝 合合 金金 的的 阳阳 极极 氧氧 化化 工工 艺艺 铝铝 及及 其其 铝铝 合合 金金 阳阳 极极 氧氧 化化 的的 方方 法法 很很 多多 常常 用用 的的 有有 硫硫 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 铬铬 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 硬硬 质质 阳阳 极极 氧氧 化化 和和 瓷瓷 质质 阳阳 极极 氧氧 化化 硫硫 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 在在 稀稀 硫硫 酸酸 电电 解解 液液 中中 通通 以以 直直 流流 和和 交交 流流 电电 对对 铝铝 及及 其其 合合 金金 进进 行行 阳阳 极极 氧氧 化化 处处 理理 可可 获获 得得5 2 0 微微 米米 厚厚 吸吸 附附 性性 较较 好好 的的 无无 色色 透透 明明 氧氧 化化 膜膜 硫硫 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 工工 艺艺 简简 单单 溶溶 液液 稳稳 定定 操操 作作 方方 便便 允允 许许 杂杂 质质 含含 量量 范范 围围 较较 宽宽 电电 能能 消消 耗耗 少少 成成 本本 低低 且且 几几 乎乎 可可 以以 适适 用用 于于 铝铝 及及 各各 种种 铝铝 合合 金金 的的 加加 工工 所所 以以 在在 国国 内内 已已 得得 到到 了了 广广 泛泛 的的 应应 用用 表表7 6 为为 几几 种种 典典 型型 的的 阳阳 极极 氧氧 化化 工工 艺艺 表表 7 7 6 6 硫酸阳极氧化的配方及工艺条件硫酸阳极氧化的配方及工艺条件 直直 流流 法法 配配 方方 及及 工工 艺艺 条条 件件 1 2 交交 流流 法法 硫硫 酸酸 g L 5 0 2 0 01 6 0 1 7 01 0 0 1 5 0 铝铝 离离 子子 A l 3 g L 2 0 1 5 2 5 温温 度度 1 5 2 50 31 5 2 5 阳阳 极极 电电 流流 密密 度度 A d m 2 0 8 1 50 4 62 4 电电 压压 V 1 8 2 51 6 2 01 8 3 0 时时 间间 m i n 2 0 4 06 02 0 4 0 搅搅 拌拌压压 缩缩 空空 气气压压 缩缩 空空 气气压压 缩缩 空空 气气 阴阴 极极 面面 积积 阳阳 极极 面面 积积 1 5 11 5 11 1 影影 响响 氧氧 化化 膜膜 质质 量量 的的 因因 素素 主主 要要 有有 硫硫 酸酸 浓浓 度度 通通 常常 采采 用用1 5 2 0 浓浓 度度 升升 高高 膜膜 的的 溶溶 解解 速速 度度 加加 大大 膜膜 的的 生生 长长 速速 度度 降降 低低 膜膜 的的 孔孔 隙隙 率率 高高 吸吸 附附 力力 强强 富富 有有 弹弹 性性 染染 色色 性性 好好 易易 于于 染染 深深 色色 但但 硬硬 度度 耐耐 磨磨 性性 略略 差差 而而 降降 低低 硫硫 酸酸 浓浓 度度 则则 氧氧 化化 膜膜 生生 长长 速速 度度 加加 快快 膜膜 的的 孔孔 隙隙 少少 硬硬 度度 高高 耐耐 磨磨 性性 好好 所所 以以 用用 于于 防防 护护 装装 饰饰 及及 纯纯 装装 饰饰 加加 工工 时时 多多 使使 用用 允允 许许 浓浓 度度 的的 上上 限限 即即2 0 浓浓 度度 的的 硫硫 酸酸 做做 电电 解解 液液 电电 解解 液液 温温 度度 电电 解解 液液 温温 度度 对对 氧氧 化化 膜膜 质质 量量 影影 响响 很很 大大 温温 度度 升升 高高 膜膜 的的 溶溶 解解 速速 度度 加加 大大 膜膜 厚厚 降降 低低 当当 温温 度度 为为2 2 3 0 时时 所所 得得 到到 的的 膜膜 是是 柔柔 软软 的的 吸吸 附附 能能 力力 好好 但但 耐耐 磨磨 性性 相相 当当 差差 当当 温温 度度 大大 于于3 0 时时 膜膜 就就 变变 得得 疏疏 松松 且且 不不 均均 匀匀 有有 时时 甚甚 至至 不不 连连 续续 且且 硬硬 度度 低低 因因 而而 失失 去去 使使 用用 价价 值值 当当 温温 度度 在在 1 0 2 0 之之 间间 时时 所所 生生 成成 的的 氧氧 化化 膜膜 多多 孔孔 吸吸 附附 能能 力力 强强 并并 富富 有有 弹弹 性性 适适 宜宜 染染 色色 但但 膜膜 的的 硬硬 度度 低低 耐耐 磨磨 性性 差差 当当 温温 度度 低低 于于1 0 氧氧 化化 膜膜 的的 厚厚 度度 增增 大大 硬硬 度度 高高 耐耐 磨磨 性性 好好 但但 孔孔 隙隙 率率 较较 低低 因因 此此 生生 产产 时时 必必 须须 严严 格格 控控 制制 电电 解解 液液 的的 温温 度度 要要 制制 取取 厚厚 而而 硬硬 的的 氧氧 化化 膜膜 时时 必必 须须 降降 低低 操操 作作 温温 度度 在在 氧氧 化化 过过 程程 中中 采采 用用 压压 缩缩 空空 气气 搅搅 拌拌 和和 比比 较较 低低 的的 温温 度度 通通 常常 在在 零零 度度 左左 右右 进进 行行 硬硬 质质 氧氧 化化 电电 流流 密密 度度 在在 一一 定定 限限 度度 内内 电电 流流 密密 度度 升升 高高 膜膜 生生 长长 速速 度度 升升 高高 氧氧 化化 时时 间间 缩缩 短短 生生 成成 膜膜 的的 孔孔 隙隙 多多 易易 于于 着着 色色 且且 硬硬 度度 和和 耐耐 磨磨 性性 升升 高高 电电 流流 密密 度度 过过 高高 则则 会会 因因 焦焦 耳耳 热热 的的 影影 响响 使使 零零 件件 表表 面面 过过 热热 和和 局局 部部 溶溶 液液 温温 度度 升升 高高 膜膜 的的 溶溶 解解 速速 度度 升升 高高 且且 有有 烧烧 毁毁 零零 件件 的的 可可 能能 电电 流流 密密 度度 过过 低低 则则 膜膜 生生 长长 速速 度度 缓缓 慢慢 但但 生生 成成 的的 膜膜 较较 致致 密密 硬硬 度度 和和 耐耐 磨磨 性性 降降 低低 氧氧 化化 时时 间间 氧氧 化化 时时 间间 的的 选选 择择 取取 决决 于于 电电 解解 液液 浓浓 度度 温温 度度 阳阳 极极 电电 流流 密密 度度 和和 所所 需需 要要 的的 膜膜 厚厚 相相 同同 条条 件件 下下 当当 电电 流流 密密 度度 恒恒 定定 时时 膜膜 的的 生生 长长 速速 度度 与与 氧氧 化化 时时 间间 成成 正正 比比 但但 当当 膜膜 生生 长长 到到 一一 定定 厚厚 度度 时时 由由 于于 膜膜 电电 阻阻 升升 高高 影影 响响 导导 电电 能能 力力 而而 且且 由由 于于 温温 升升 膜膜 的的 溶溶 解解 速速 度度 增增 大大 所所 以以 膜膜 的的 生生 长长 速速 度度 会会 逐逐 渐渐 降降 低低 到到 最最 后后 不不 再再 增增 加加 搅搅 拌拌 和和 移移 动动 可可 促促 使使 电电 解解 液液 对对 流流 强强 化化 冷冷 却却 效效 果果 保保 证证 溶溶 液液 温温 度度 的的 均均 匀匀 性性 不不 会会 造造 成成 因因 金金 属属 局局 部部 升升 温温 而而 导导 致致 氧氧 化化 膜膜 的的 质质 量量 下下 降降 电电 解解 液液 中中 的的 杂杂 质质 在在 铝铝 阳阳 极极 氧氧 化化 所所 用用 电电 解解 液液 中中 可可 能能 存存 在在 的的 杂杂 质质 有有 C l F N O3 C u 2 A l 3 F e 2 等等 其其 中中 C l F N O3 使使 膜膜 的的 孔孔 隙隙 率率 增增 加加 表表 面面 粗粗 糙糙 和和 疏疏 松松 若若 其其 含含 量量 超超 过过 极极 限限 值值 甚甚 至至 会会 使使 制制 件件 发发 生生 腐腐 蚀蚀 穿穿 孔孔 C l 应应 小小 于于0 0 5 g L F 应应 小小 于于0 0 1 g L 当当 电电 解解 液液 中中 A l 3 含含 量量 超超 过过 一一 定定 值值 时时 往往 往往 使使 工工 件件 表表 面面 出出 现现 白白 点点 或或 斑斑 状状 白白 块块 并并 使使 膜膜 的的 吸吸 附附 性性 能能 下下 降降 染染 色色 困困 难难 A l 3 应应 小小 于于2 0 g L 当当 C u 2 含含 量量 达达0 0 2 g L 时时 氧氧 化化 膜膜 上上 会会 出出 现现 暗暗 色色 条条 纹纹 或或 黑黑 色色 斑斑 点点 S i 2 常常 以以 悬悬 浮浮 状状 态态 存存 在在 于于 电电 解解 液液 中中 使使 电电 解解 液液 微微 量量 混混 浊浊 以以 褐褐 色色 粉粉 状状 物物 吸吸 附附 于于 膜膜 上上 铝铝 合合 金金 成成 分分 一一 般般 来来 说说 铝铝 金金 属属 中中 的的 其其 它它 元元 素素 使使 膜膜 的的 质质 量量 下下 降降 且且 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 没没 有有 纯纯 铝铝 上上 得得 到到 的的 厚厚 硬硬 度度 也也 低低 不不 同同 成成 分分 的的 铝铝 合合 金金 在在 进进 行行 阳阳 极极 氧氧 化化 处处 理理 时时 要要 注注 意意 不不 能能 同同 槽槽 进进 行行 铬铬 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 铬铬 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 是是 指指 用用5 1 0 的的 铬铬 酸酸 电电 解解 液液 对对 铝铝 及及 其其 合合 金金 进进 行行 阳阳 极极 氧氧 化化 的的 技技 术术 用用 此此 法法 得得 到到 的的 氧氧 化化 膜膜 具具 有有 如如 下下 特特 点点 较较 薄薄 与与 硫硫 酸酸 和和 草草 酸酸 氧氧 化化 膜膜 比比 约约2 5 微微 米米 可可 保保 持持 工工 件件 原原 有有 精精 度度 和和 粗粗 糙糙 度度 质质 软软 弹弹 性性 高高 几几 乎乎 没没 有有 气气 孔孔 耐耐 蚀蚀 性性 强强 于于 硫硫 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 膜膜 不不 透透 明明 颜颜 色色 由由 灰灰 白白 至至 深深 灰灰 色色 甚甚 至至 彩彩 虹虹 色色 故故 不不 易易 染染 色色 由由 于于 孔孔 隙隙 少少 膜膜 层层 不不 用用 封封 闭闭 处处 理理 就就 可可 使使 用用 与与 有有 机机 物物 的的 结结 合合 力力 好好 因因 此此 常常 用用 作作 油油 漆漆 的的 底底 层层 与与 硫硫 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 比比 成成 本本 较较 高高 使使 用用 受受 到到 一一 定定 限限 制制 表表7 7 是是 几几 种种 铬铬 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 工工 艺艺 表表 7 7 7 7 铬酸阳极氧化配方及工艺条件铬酸阳极氧化配方及工艺条件 配配 方方 及及 工工 艺艺 条条 件件 1 2 3 铬铬 酸酸 g L 9 0 1 0 0 5 0 5 5 3 0 3 5 温温 度度 3 7 2 3 9 2 4 0 2 电电 流流 密密 度度 A d m 2 0 3 2 5 0 3 0 7 0 2 0 6 电电 压压 V 0 4 0 0 4 0 0 4 0 氧氧 化化 时时 间间 m i n 3 5 6 0 6 0 阴阴 极极 材材 料料 铝铝 板板 和和 石石 墨墨 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 是是 用用2 1 0 的的 草草 酸酸 电电 解解 液液 通通 以以 直直 流流 或或 交交 流流 电电 进进 行行 的的 氧氧 化化 工工 艺艺 当当 使使 用用 直直 流流 电电 进进 行行 阳阳 极极 氧氧 化化 时时 所所 得得 膜膜 层层 硬硬 度度 及及 抗抗 蚀蚀 力力 不不 亚亚 于于H2S O4阳阳 极极 氧氧 化化 膜膜 而而 且且 由由 于于 草草 酸酸 溶溶 液液 对对 铝铝 及及 氧氧 化化 膜膜 的的 溶溶 解解 度度 小小 所所 以以 可可 得得 到到 比比 硫硫 酸酸 溶溶 液液 中中 更更 厚厚 的的 氧氧 化化 膜膜 层层 若若 用用 交交 流流 电电 进进 行行 氧氧 化化 可可 得得 较较 软软 弹弹 性性 好好 的的 膜膜 层层 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 的的 膜膜 层层 一一 般般 为为8 2 0 微微 米米 最最 厚厚 可可 达达6 0 微微 米米 氧氧 化化 过过 程程 中中 只只 要要 改改 变变 工工 艺艺 条条 件件 如如 草草 酸酸 浓浓 度度 温温 度度 电电 流流 密密 度度 波波 形形 等等 便便 可可 得得 到到 银银 白白 色色 金金 黄黄 色色 至至 棕棕 色色 等等 装装 饰饰 性性 膜膜 层层 不不 需需 要要 再再 进进 行行 染染 色色 处处 理理 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 电电 解解 液液 对对 氯氯 离离 子子 非非 常常 敏敏 感感 其其 质质 量量 浓浓 度度 超超 过过 0 0 4 g L 膜膜 层层 就就 会会 出出 现现 腐腐 蚀蚀 斑斑 点点 三三 价价 铝铝 离离 子子 的的 质质 量量 浓浓 度度 也也 不不 允允 许许 超超 过过 3 g L 但但 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 成成 本本 较较 高高 耗耗 能能 多多 因因 为为 草草 酸酸 电电 解解 液液 的的 电电 阻阻 比比 硫硫 酸酸 铬铬 酸酸 大大 溶溶 液液 有有 毒毒 性性 且且 电电 解解 液液 稳稳 定定 性性 差差 草草 酸酸 阳阳 极极 氧氧 化化 几几 种种 工工 艺艺 如如 表表 7 8 所所 示示 表表 7 7 8 8 草酸阳极氧化几种工艺草酸阳极氧化几种工艺 配方及工艺条件配方及工艺条件 1 12 23 3 草酸 草酸 g L g L 3030 3 35050 5 5 5050 1010 温度 温度 1818 3 3 3030 3 3 3030 3 3 电流密度 电流密度 A dm2 A dm2 1 1 2 21 1 2 22 2 3 3 电压电压 V V 110110 1201203030 35354040 6060 氧化时间 氧化时间 min min 120120 3030 60603030 6060 阴极材料阴极材料碳棒碳棒碳棒碳棒 电源电源 直流直流直流直流交流交流 瓷瓷 质质 阳阳 极极 氧氧 化化 在在 电电 解解 液液 中中 加加 入入 某某 些些 物物 质质 使使 其其 在在 形形 成成 氧氧 化化 膜膜 的的 同同 时时 被被 吸吸 附附 在在 膜膜 层层 中中 从从 而而 获获 得得 光光 滑滑 有有 光光 泽泽 均均 匀匀 不不 透透 明明 的的 类类 似似 瓷瓷 釉釉 和和 搪搪 瓷瓷 色色 泽泽 的的 氧氧 化化 膜膜 称称 瓷瓷 质质 阳阳 极极 氧氧 化化 膜膜 或或 瓷瓷 质质 氧氧 化化 膜膜 这这 种种 氧氧 化化 膜膜 弹弹 性性 好好 抗抗 蚀蚀 性性 好好 染染 色色 以以 后后 可可 得得 到到 具具 有有 塑塑 料料 感感 的的 外外 观观 所所 得得 膜膜 厚厚 约约6 2 5 微微 米米 下下 面面 是是 瓷瓷 质质 氧氧 化化 的的 两两 种种 方方 法法 在在 硫硫 酸酸 或或 草草 酸酸 溶溶 液液 中中 加加 入入 某某 些些 稀稀 有有 金金 属属 元元 素素 如如 钛钛 钍钍 等等 的的 盐盐 类类 氧氧 化化 过过 程程 中中 由由 于于 这这 些些 盐盐 类类 的的 水水 解解 作作 用用 产产 生生 发发 色色 物物 质质 沉沉 积积 于于 氧氧 化化 膜膜 孔孔 隙隙 中中 形形 成成 类类 似似 瓷瓷 釉釉 的的 膜膜 层层 硬硬 度度 高高 可可 以以 保保 持持 零零 件件 的的 高高 精精 度度 和和 高高 光光 洁洁 程程 度度 但但 成成 本本 昂昂 贵贵 溶溶 液液 使使 用用 周周 期期 短短 工工 艺艺 条条 件件 要要 求求 严严 以以 铬铬 酐酐 和和 硼硼 酸酸 的的 混混 合合 液液 为为 阳阳 极极 氧氧 化化 液液 成成 分分 简简 单单 成成 本本 低低 氧氧 化化 膜膜 弹弹 性性 好好 但但 硬硬 度度 较较 前前 一一 种种 低低 可可 用用 于于 一一 般般 装装 饰饰 性性 瓷瓷 质质 氧氧 化化 表表 面面 处处 理理 瓷瓷 质质 阳阳 极极 氧氧 化化 溶溶 液液 及及 工工 艺艺 条条 件件 如如 表表7 9 所所 示示 表表 7 7 9 9 瓷质阳极氧化溶液及工艺条件瓷质阳极氧化溶液及工艺条件 配方编配方编 号号 电解液组电解液组 成成 质量浓度质量浓度 g Lg L 1 1 温度温度 电流密度电流密度 A dm2A dm2 电压电压 V V 时间时间 minmin 说说 明明 1 1 铬酐铬酐 草酸草酸 硼酸硼酸 3535 4040 5 5 1212 4545 5555 0 50 5 1 01 0 2525 4040 4040 5050 1 1 膜层为乳白色 膜层为乳白色 可以染色可以染色 2 2 膜厚膜厚 1010 16 m16 m 3 3 适用于一般装饰适用于一般装饰 性零件性零件 5 5 7 7 2 2 铬酐铬酐 硼酸硼酸 3030 4040 1 1 3 3 4040 5050 起始 起始 2 2 3 3 终止 终止 0 10 1 0 60 6 逐渐升逐渐升 高高 9090 110110 保持保持 4040 8080 升压时间升压时间 5 5 保保 持 持 3535 5555 总时间 总时间 4040 6060 1 1 溶液稳定性好 溶液稳定性好 操作方便 操作方便 2 2 膜层膜层 为灰色为灰色 3 3 厚度厚度 1010 15 m15 m 4 4 适用于一般装饰适用于一般装饰 性零件 成本低性零件 成本低 3 3 草酸钛草酸钛 钾钾 硼酸硼酸 草酸草酸 柠檬酸柠檬酸 3535 4545 8 8 1010 2 2 5 5 1 1 1 51 5 2424 2828 起始 起始 2 2 3 3 终止 终止 0 60 6 1 21 2 逐渐升逐渐升 高高 9090 110110 保持保持 9090 110110 升压时升压时 间间 5 5 1010 保持 保持 2525 3030 总时间 总时间 4040 6060 1 1 膜层为灰白色 膜层为灰白色 硬度高硬度高 2 2 膜厚膜厚 8 8 16 m16 m 3 3 适用于耐磨的高适用于耐磨的高 精度零件装饰精度零件装饰 4 4 成成 本高 溶液使用寿本高 溶液使用寿 命短命短 注注 阴阴 极极 材材 料料 可可 用用 纯纯 铝铝 铅铅 板板 或或 不不 锈锈 钢钢 板板 在在 氧氧 化化 溶溶 液液 中中 各各 种种 组组 分分 的的 变变 化化 将将 对对 氧氧 化化 膜膜 的的 色色 泽泽 起起 决决 定定 作作 用用 如如 随随 铬铬 酐酐 的的 升升 高高 膜膜 层层 颜颜 色色 向向 不不 透透 明明 灰灰 色色 方方 向向 转转 化化 随随 硼硼 酸酸 升升 高高 膜膜 层层 颜颜 色色 向向 乳乳 白白 色色 方方 向向 转转 化化 而而 随随 草草 酸酸 的的 升升 高高 膜膜 层层 颜颜 色色 向向 黄黄 色色 方方 向向 转转 化化 3 氧氧 化化 膜膜 的的 封封 闭闭 处处 理理 由由 于于 表表 面面 氧氧 化化 膜膜 具具 有有 较较 高高 的的 孔孔 隙隙 率率 和和 吸吸 附附 性性 能能 它它 很很 容容 易易 受受 到到 污污 染染 所所 以以 阳阳 极极 氧氧 化化 后后 应应 对对 膜膜 层层 进进 行行 封封 闭闭 处处 理理 以以 提提 高高 膜膜 层层 的的 耐耐 蚀蚀 性性 耐耐 磨磨 性性 以以 及及 绝绝 缘缘 性性 常常 用用 的的 封封 闭闭 方方 法法 有有 沸沸 水水 和和 蒸蒸 气气 封封 闭闭 法法 其其 原原 理理 是是 在在 较较 高高 温温 度度 下下 无无 水水 氧氧 化化 铝铝 的的 水水 化化 作作 用用 A l2O3 n H2O A l2O3 n H2O 当当 密密 度度 为为3 4 2 的的 A L2O3水水 化化 为为 一一 水水 化化 合合 物物 时时 氧氧 化化 物物 体体 积积 增增 加加 3 3 而而 当当 它它 水水 化化 为为 三三 水水 化化 合合 物物 时时 则则 氧氧 化化 物物 体体 积积 增增 加加 3 1 0 因因 此此 当当 将将 氧氧 化化 好好 的的 零零 件件 置